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Cell丨74万人跨族群大样本GWAS研究揭示人类血液特征的遗传结构

图片来源:蒙特利尔大学

血细胞计数和相关定量是临床实验室的重要检测指标,可反映造血祖细胞的生成、血红蛋白的合成和从骨髓成熟和释放,以及血液循环中成熟或衰老血细胞的清除。由于红细胞、白细胞和血小板的相关定量性状表现出很强的遗传性,因此已成为各类全基因组关联分析(GWAS)的重要研究方向。更重要的是,血液学性状指标的分布特征和遗传性血液疾病的流行程度因血统而存在差异,例如与欧洲血统个体相比,非洲血统个体的贫血和微细胞增多症患病率更高。但迄今为止的大多数血细胞遗传学研究中,非欧洲血统人群的代表性仍然严重不足。

为了探索不同人群基因突变对血液特征的影响,由蒙特利尔大学Guillaume Lettre、威斯康星大学密尔沃基分校Paul Auer领导的国际研究团队近日于《细胞》(Cell)杂志发表了题为“Trans-ethnic and Ancestry-Specific Blood-Cell Genetics in 746,667 Individuals from 5 Global Populations”的最新文章。研究团队通过对欧洲、非洲、南亚、东亚和西班牙裔五大主要人群,近75万人大样本队列的4,500万常染色体变异的基因型与15个血细胞特征的关联性进行分析,绘制了不同血统人群的大规模血细胞遗传图谱。与此同时,研究团队还探讨了多个群体中跨族群血细胞相关变异的临床意义和预测价值,并比较了遗传结构和自然选择对这些血型表型在人群间的影响。总而言之,该研究运用了跨族群的基因组关联方法,发现了许多欧洲血统外人群的遗传关联效应,突出了遗传研究中更广泛的人群代表性的价值。

图:论文于9月3日发表在Cell杂志,来源:Cell

具体而言,在针对746,667名参与者(包括184,535名非欧洲血统个体)15个血液学特征的基因型-表型关联荟萃分析中,研究人员在p<5×10-9下鉴定了5,552个与血细胞表型关联的位点。与另一项专门针对欧洲血统人群的同期Cell新研究一起,研究团队发现与血细胞相关的绝大多数突变是所有五个主要人群所共有的。但除此之外,其中71个新的关联位点影响仅限于特定人群,而这些突变在针对欧洲血统人群的分析中并未发现。研究人员还在血统特异性的非欧洲血统人群荟萃分析中确定了28个未被报道的新型关联位点。例如,在南亚血统的人群中,研究人员发现了IL7错义变体,该突变会刺激该分子的分泌,从而增加了血液循环中淋巴细胞的水平。

图:论文图片摘要,来源:Cell

论文共同通讯作者、蒙特利尔心脏研究所研究员Guillaume Lettre指出:“当然,这种突变会影响南亚血统人群的健康。人们认为这种突变可能会影响他们抵抗某些感染或发展诸如血液癌症等疾病的能力。”但他还表示:“考虑到目前巨大的研究成本,而且很难为这类研究寻找参与者,因此,目前这些只是假设,因为研究人员没有能力对其进行验证。”

通过比较每个人群的遗传分析结果,研究人员能够对某些可能对血细胞产生总体影响的基因进行优先排序。研究团利用所计算的多基因性状分数对血细胞性状指标进行了预测,发现欧洲人血细胞指标有着更好的预测效果。从长远来看,这将有助于改善用于预测某些疾病风险的方法,并开发出更有效的新型治疗方法。但是,这项工作仍然需要大量的研究投入,以分析这些突变对不同人群健康的深远影响。与此同时,另一个主要障碍在于如何说服更多研究人员将全球全部种族人群纳入到该类型的基因研究中。

“尽管我们的研究规模很大,但绝大多数参与者(740,000人中约560,000人)为欧洲血统。这必然会给研究带来偏倚。”Guillaume Lettre强调,“我们希望对迄今很少被研究的人群进行探索,例如东非人口或土著居民,以阐明调节血细胞的新基因。”他最后总结道,需要明确的一点是:为了更好地了解人类疾病,并确保每个人,不论种族出身,都能从遗传学和精准医学的进步中受益,必须在全世界所有人群中对疾病进行研究。

参考资料:
1. Trans-ethnic and Ancestry-Specific Blood-Cell Genetics in 746,667 Individuals from 5 Global Populations.

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30822-9

2. The genetics of blood: A global perspective

https://nouvelles.umontreal.ca/en/article/2020/09/04/the-genetics-of-blood-a-global-perspective/

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本文由 测序中国 作者:陈初夏 发表,转载请注明来源!

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