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复杂疾病关联分析解决方案

简介

人类的一些遗传性状或疾病不是由一对等位基因决定,其遗传基础是多对基因,而这些基因对这些性状的作用是很小的,这些基因被称为微效基因。往往人类的各种疾病的发生除了受这些微效基因的控制外,还受到环境因素的影响,这类疾病被称为复杂疾病。常见复杂疾病在临床上通常具有相似的表型,但却是由很多不同的遗传缺陷引起的。复杂疾病表型是多因素、多基因相互作用的结果,因此其相关基因的鉴定工作十分困难。

多年来,对复杂疾病遗传因素的研究一直在不断的发展,研究者们也采用了很多不同的研究思路和方法,并取得了一定的进展。其中全基因组关联分析(Genome Wide Association Study,GWAS)无疑是研究复杂疾病最有效的方法。GWAS是指在全基因组层面上,开展多中心、大样本、反复验证的基因与疾病的关联研究,全面揭示疾病发生、发展与治疗相关的遗传基因。2005 年, Science 杂志首次报道了有关人类年龄相关性黄斑变性的全基因组关联研究, 此后有关肥胖、2型糖尿病、冠心病、阿尔茨海默病等一系列复杂疾病的全基因组关联研究被陆续报道。在过去的几年中,有大量的复杂疾病通过GWAS的研究手段找到了与其相关的基因以及SNP位点。

技术流程

图1. 复杂疾病关联分析流程图

云蜂案例介绍

利用低深度WGS的GWAS测量检测重度抑郁症相关位点

重度抑郁症是一种最常见的精神疾病,重型抑郁症患者会出现悲观厌世、绝望、幻觉妄想、功能减退、并伴有严重的自杀企图,甚至自杀行为,对人类健康构成严重威胁。重度抑郁症极可能是由多个基因共同作用导致的,但是目前仍没有发现稳定的可重复疾病关联位点。为了发掘重度抑郁症相关的基因,本项目选取了5303个中国女性重度抑郁症患者与5337个正常中国女性对照个体进行了低深度的全基因组重测序,每个样品平均测序深度为1.7×,利用这些测序数据鉴定了31781340个SNP位点,通过全基因组关联分析的手段,最终在10号染色体上找到了两个位点与重度抑郁症显著相关(p=2.53×10-10,6.45×10-12)。

图2. 重度抑郁症关联分析结果

应用领域

  • 寻找与复杂疾病/癌症相关的易感基因;
  • 寻找与疾病传染相关的易感基因;
  • 药物反应相关位点的发掘;
  • 人类群体遗传与进化的研究;

参考文献

[1].CONVERGE Consortium. Sparse whole genome sequencing identifies two loci for major depressive disorder. Nature. 2015;523(7562):588-591.