首次揭示汉族人群可分为七个亚群!喝酒脸红“事出有因”,还与食管癌有关!ChinaMAP发布最大规模中...
近年来,随着基因测序技术的发展及应用,大规模人群队列的基因组学和多组学大数据在重大慢性病、癌症和遗传病等疾病的诊断、治疗和新药研发中发挥着重要作用。欧美国家已实施多项以大规模队列的基因分型、基因组测序数据为基础的医学研究计划。
然而,由于不同地域人群和种族之间的遗传背景存在着巨大差异,如果直接把国外的相关数据和结论拿来作为中国人疾病风险评估、遗传咨询或诊断治疗的依据,是不完善和不可靠的。
上海交通大学医学院附属瑞金医院王卫庆教授团队牵头开展的多项覆盖全国的队列研究,依托转化医学国家重大科技基础设施(上海)和医学基因组学国家重点实验室,实施了中国代谢解析计划(ChinaMAP )。
2020年4月30日,ChinaMAP联盟携全国29家研究机构和医院,在中科院上海生命科学研究院主办的Cell Research杂志发表文章“The ChinaMAP analytics of deep whole genome sequences in 10,588 individuals”。
据王卫庆教授介绍,研究团队对全国27个省市、8个民族、10588人的DNA样本,使用国产高通量测序平台进行了深度全基因组测序,完成了高质量的中国人群遗传变异数据构建、中国人群体结构分析、基因组特征比较以及变异频谱和致病性变异解析,建立了基于中国人群的包含1.36亿个基因多态性位点和1千万个插入或缺失位点的数据库,其中一半是国外数据库中没有的新位点。
01
首次揭示汉族人群可分成七个亚群
ChinaMAP一期研究覆盖中国七大地理区域,包括了人口排名前十的汉族、壮族、回族、满族、苗族、彝族、藏族和蒙古族,显示了中华民族跨地理区域人群遗传背景的多样性和复杂性。
研究团队首次揭示了汉族人群可显著分成七个亚群:北方汉族(北京、天津、河南、河北、山东、辽宁、吉林、黑龙江、山西)、西北汉族(甘肃、陕西)、东部汉族(江苏、浙江、上海、安徽)、中部汉族(湖北)、南方汉族(贵州、四川、重庆、湖南、云南、江西)、东南汉族(福建)和岭南汉族(广东、广西)。
在少数民族中,藏族、彝族、蒙古族、苗族和壮族都有着独特的人群聚类,而满族和北方汉族相近,回族和西北、北方汉族相近。
不同地域人群的变异特征与中国历史上的人口迁徙和变迁相关。例如:河西走廊是丝绸之路中不同民族迁徙的交通要道,ChinaMAP研究揭示河西走廊地区的人们具有的基因多态性位点数量更多、更复杂。
02
中国人群的遗传特征与东亚人群相似,与非洲人群差距最大
与全世界其他人群相比,中国人的遗传特征与欧洲、非洲、南亚和拉丁美洲人群之间存在巨大差异,与非洲人群差距最大。中国人群与东亚人群非常相似,日本人群与中国北方汉族人群聚类完全重叠。
03
中国人群遗传性疾病的变异位点与欧美人群不同
ChinaMAP对中国人群的遗传性疾病相关变异位点进行了全面分析。研究团队发现,中国人群中先天性甲状腺功能减低症、慢性胰腺炎、遗传性掌跖角化症等疾病的致病基因变异携带者较欧美人群显著更多,且具有地域分布特征。比如,与先天性甲状腺功能减退发生相关的一些致病变异频率在中国人群中比欧美人群高10倍以上。说明我国的遗传咨询和解读、对重要性不确定的基因变异(VUS)的研究,以及相关临床指南和路径制定,需要依据中国人自己的大样本和高质量数据。
04
喝酒脸红“事出有因”,还要警惕食管癌
ChinaMAP对中国人的营养代谢和药物代谢相关遗传特征也进行了分析比较。对于酒精代谢能力,从总体上看,北方人的酒量比南方人好,藏族、蒙古族、彝族人,以及河南人的酒量居全国前列,山东人酒量并不突出,福建人和广东人排在最后。
ChinaMAP证实,导致喝酒脸红和酒精代谢能力差的乙醛脱氢酶2基因rs671变异是东亚人特有的,其在中国人群中的携带比例远高于全球其他人群。同时,rs671变异也是诱发食管癌的重要危险因素。因此,喝酒脸红者应少喝酒。
05
中国人群药物代谢特征与欧美人群不同
研究团队对抗凝药华法林的减量使用、抗血小板药物氯吡格雷的适用人群分类,以及他汀类调脂药副作用的风险人群进行了分析。
研究发现,对于血脂异常患者常用的调脂药辛伐他汀,有超过20%的中国人存在横纹肌溶解这一严重不良反应的发生风险。这充分说明针对我国人群特征的药物基因组研究和药物基因检测的重要性。
06
对2型糖尿病的遗传风险进行多基因风险评估
ChinaMAP研究对2型糖尿病的遗传风险进行了多基因风险评分,以量化评分、年龄和血糖值的排序三维显示每个人在整个群体中的精确位置。
多基因风险评分排名显示,2型糖尿病高风险和低风险的个体之间存在非常显著的血糖差异:随着年龄的增加,高风险个体空腹和餐后2小时血糖都显著高于中风险和低风险者。
经对比后证实,基于东亚人群的基础数据比基于欧洲人群数据的结果更加准确。这些结果提示基于中国人群基础数据对2型糖尿病及其他代谢性疾病进行精确风险评估的重要性。
餐后血糖遗传风险的多基因评分(PRS)
07
探索2型糖尿病和肥胖遗传相关因素
在血糖相关分析中,ChinaMAP研究验证了部分已知的2型糖尿病风险高频基因位点,包括CDKAL1,SLC30A8,SND1-PAX4,IDE-KIF11-HHEX,CDKN2A-CDKN2B,KCNQ1等,也鉴定和发现了DENND5B,ORM1,MAFA,PAX6,SOX4等新位点。
在体质指数BMI相关分析中,研究团队发现了新的东亚人群特异性CADM2基因位点,动物研究已证实其参与调节体重和能量稳态。
此外,ChinaMAP研究还发现,FTO等在欧美人群中发现的重要肥胖相关基因位点,在中国人群中并不显著。这些发现提示,大规模中国人群特异性的基因组学研究对精准医学体系的建设很重要。
据王卫庆教授介绍,早在2月下旬,ChinaMAP关于“新冠病毒受体ACE2相关变异在全球不同人群中的比较分析成果”在Cell Discovery发表,证实新冠病毒易感性与人种无关,所有人种均易感。截至目前,该文章已被访问下载超过20万次。
提示:在ChinaMAP一期数据库中,ChinaMAP数据库中所有变异的位置、注释、频率和数据质量等信息,可在国家代谢性疾病临床医学研究中心的www.mBiobank.com网站搜索。在科技部人类遗传资源管理条例的管理和批准下,研究者可以与ChinaMAP研究团队进一步开展合作。