Nature Genetics填补空白：绘制阿拉伯人的基因组

大多数人不会把大规模基因组学和精确医学与中东联系在一起，媒体经常把这个地区与冲突、石油和沙漠联系在一起。然而，在过去20年里，在阿拉伯海湾小国卡塔尔，一笔可观的投资被用于创建一个科学和创新的区域中心——绿洲，吸引当地、区域和国际人才来实现这一愿景。卡塔尔基因组计划的建立是为了询问卡塔尔和中东地区人口的基因组学和遗传学。改善精准医疗战略和建设长期研究能力都是该计划的关键目标。两位阿拉伯研究人员Hamdi Mbarek和Said Ismail受邀讲述他们的研究历程，以及卡塔尔基因组对绘制阿拉伯基因组的贡献，填补了全球人类基因研究地图的一个重要空白。

　　

 

大多数人不会把大规模基因组学和精确医学与中东联系在一起，媒体经常把这个地区与冲突、石油和沙漠联系在一起。然而，在过去20年里，在阿拉伯海湾小国卡塔尔，一笔可观的投资被用于创建一个科学和创新的区域中心——绿洲，吸引当地、地区和国际人才来实现这一愿景。

2015年，该地区的第一个全基因组测序操作在卡塔尔启动，研究当地和阿拉伯人的基因组，为大规模解开人类基因组秘密的全球努力做出贡献。

“2015年，该地区的第一个全基因组测序操作在卡塔尔启动，以研究当地和阿拉伯人的基因组”。

中东是4亿多人口的家园，位于非洲、亚洲和欧洲三个“古老”大陆的十字路口，是世界上最古老的有人居住地区之一，对人类历史作出了巨大贡献。最早的人类住区和古代文明地区也是古人类从非洲向地球不同地区迁移的一个焦点。研究这一地区居民的基因组学将为解开定义人类等位基因谱的多种基因组的完整图谱的努力增添核心部分和线索。

过去几十年进行的大多数研究都倾向于欧洲人和东亚人。这种“北方”倾向是整体发展差距及其经济后果的结果，导致全球南方缺乏研究资金和实验室基础设施。但是，在一些例外情况下，本南方的一些国家可以弥补这一差距。卡塔尔基金会创建了优秀中心，在这里，来自该地区在海外学习或工作的遗传学家可以回国，利用他们在领先的国际研究机构获得的培训和经验，致力于弥合知识差距。毋庸置疑，扭转人才外流的方向并非易事。创建一个郁郁葱葱的“科学绿洲”并消除可能抑制归国科学家雄心的障碍被证明是卡塔尔基金会成功故事的关键。

卡塔尔基因组计划(QGP)是卡塔尔研究、发展和创新基金会(RDI)的一个成员组织，是迄今为止发起的最大的努力之一，不仅代表卡塔尔，而且代表整个基因组代表性不足的中东地区填补这类知识空白。QGP寻求破译这些人群的基因组成，并为实施精准医疗建立坚实的基础1。我们的数据库目前包含超过3万个完整基因组，这些基因组来自卡塔尔人，以及来自中东和北非各地的阿拉伯人。为了从这些基因组中进行第一波基础研究，我们在2016年成立了卡塔尔基因组研究联盟(QGPRC)，包括约200名当地科学家及其国际合作者2。

该联盟的愿景是使研究人员能够挖掘由卡塔尔生物银行(QBB)收集的基因组和深层表型数据的财富。“我们认为，第一步是产生有意义和强有力的研究成果，然后我们就可以开发、促进并在国际上将来自这个民族丰富的大地区的新知识整合到全球科学界的知识库中。我们围绕十个基本研究问题构建了QGP研究项目的第一阶段，这些问题涵盖了罕见和常见遗传变异的范围，并围绕转化研究和服务于国家精准医疗议程的研究进行设计。“

“为了促进合作和打破竖井，我们要求所有项目都有当地的多机构合作，我们还鼓励国际研究伙伴关系。例如，我们与英国基因组学签署了一份谅解备忘录，以分享知识和经验，我们的许多研究人员加入了英国基因组学临床解释伙伴关系(GECIP)领域。我们的联盟项目中还有来自纽约威尔康奈尔医学院和利物浦大学的杰出研究人员，仅举两例。”

在后勤和操作上，我们没有白费心思，而是从我们的同事那里吸取了经验，他们已经在我们之前启动了自己的大规模国家项目，比如英国(UK10K)、荷兰(the Genome of the Netherlands)、冰岛(Genome of Iceland)和其他国家的项目。

与该联盟并行的是，我们与卡塔尔国家研究基金合作，建立了一个基因组研究资助计划，称为精准医学之路奖。我们意识到，一个大规模的基因组计划不应该只专注于研究，我们也有其他的举措，包括对公众和医疗保健专业人员进行基准调查，以评估公众对基因组医学的认识和态度，并在全面实施之前确定医疗保健系统的差距3。我们还启动了基因咨询和基因组医学方面的本地研究生课程，以及其他各种教育和提高认识的计划。

评论

生物库元分析计划，以支持特定表型和跨祖先的基因发现13。在地方和本着我们的国家首要作用的精神，QBB介入支持我们的伙伴应对这一流行病。我们共同努力，不仅在当地而且在全球增进了对该病毒及其引起的疾病的了解。我们支持疾病一开始传播，就对数千个病毒基因组进行快速测序，以进行基因组监测，并将这些数据提供给卫生保健当局和研究界14。这导致了一系列世界上最早的关于关键问题的报告，如再感染和疫苗对新出现的变种的效力，以及它们的效果随着时间的推移而减弱和对助推剂的需要15 - 19。我们认为，未来几年将是基因组学、精准医疗和精准健康的激动人心的时代。几个国家在建立国家基因组项目方面取得了迅速进展，疫情加速了这一进程，也加快了国际合作。

这场基因组革命预示着一个蓬勃发展的后基因组时代。然而，我们不应忘记，该区域的科学界与类似地区的许多其他科学界一样，仍然面临许多挑战。

例子包括出版偏见、招聘和维持人才的困难，以及正如当今普遍存在的情况一样，要求研究人员用更少的钱做更多的事情的预算限制。即使在已经建立了研究基础设施的国家，研究从政府得到的资助和兴趣也越来越少。不幸的是，在研究基础设施正在发展的国家(只有少数例外)，情况要严峻得多。人们普遍认为，基因组学和精准医学将给未来的医疗保健带来革命。然而，这不是一种可以在生产国根据具体情况生产，然后作为产品出售给消费国的标准产品:在精确医疗计划得以实施之前，必须首先进行基础基因组研究工作。发展中国家的年轻科学家是实现这一目标的关键，他们应该得到支持和庆祝。然而，资金不是他们唯一需要的:他们还需要与知名研究机构的联系，更多在顶级期刊上发表文章的机会，以及非常重要的是，有影响力的知名科学家的帮助。

在我们的海外之旅中，我们确实非常幸运地遇到了世界级的科学家，他们在我们的博士或博士后学习期间指导和启发了我们:Francois Cornelis, Yusuke Nakamura, Dorret Boomsma, Alan Kingsman和Edwin Southern，等等。这些经历让我们有信心搬回卡塔尔，敢于创造东西，敢于冒险进入未知的领域。从卡塔尔基金会领导、QGP同事和更广泛的当地研究社区获得的支持是非同寻常的。

我们最近发表了该联盟的第一波创始基因组文献，包括描述参考基因组和人群亚结构的文章，对45个临床相关特征的最大的中东全基因组关联研究，具有医学作用的基因组变体目录，家族性癌症的基因组景观，以及对该人群的药物基因组变体的全面概述。QGPRC正在编写的越来越多的科学文献将有助于建立对世界这一地区基因组学的坚实理解。举几个迄今为止的重要发现为例:我们在卡塔尔人群中描述了广泛的遗传变异谱，其中有2460万以前未知的变异没有出现在当前的数据库中2。我们已经在QGP数据库4中确定了5个非混合子集群，并发现大多数新变体是特定于集群的。在我们对45个临床相关数量性状的GWAS研究中，我们复制了许多以前已知的位点，并在研究性状中识别了17个新的卡塔尔特异性信号5。我们还表明，当应用于卡塔尔人群时，欧洲衍生的多基因评分降低了预测性能5,7。电子健康记录的可用性使我们能够报告一些与美国医学遗传学与基因组学学院(ACMG)报告的具有医学操作性的遗传变异相关的关键发现9:在141个个体的25个ACMG疾病相关基因中，共鉴定出60个致病和可能致病的变异7。此外，我们还描述了一组与心血管疾病相关的基因变异，并使用斑马鱼模型从功能上验证了它们的影响10。我们还对中东癌症的种系易感性提供了有趣的见解，观察到跨祖先的癌症易感性基因和癌症相关多基因风险评分的高度异质性。接下来，我们研究了药物基因组学，由于其直接的临床应用，它通常被认为是精确医疗的典范。我们的研究结果表明，99.5%的被研究个体至少有一种临床可操作的遗传变异，对药物的安全性和有效性有潜在影响。所涉及的几种药物在卡塔尔和世界其他地区被广泛使用，因此我们的结果对卡塔尔和邻国的先发制人的药物基因组实施具有潜在的影响。

除了产生大数据和进行全面的基因组研究外，QGP正在带头开展全国性的努力，为使卡塔尔成为基因组学和精确医学的区域中心铺平道路。我们启动了教育项目，从早期到后期加强科学课程中的基因组学内容。我们安排学校参观当地的DNA博物馆，这是卡塔尔基金会专门建造的互动式设施，为遗传学和基因组学的世界提供丰富而翔实的见解。我们甚至有一个漫画系列，主角是一个穿着实验室大褂的遗传学家。

我们还与各个国家利益攸关方合作，制定指导性文件，帮助制定实施基因组和精准医疗的所有基本法律和伦理框架。近年来，人类文明面临诸多挑战，但最严峻的挑战莫过于2019冠状病毒病大流行。由于我们已经准备好了在大流行的头几个月感染COVID-19的数百名之前参与我们项目的参与者的基因组和表型数据，我们加入了国际科学界的COVID-19宿主遗传学计划，以解决COVID-19的遗传学以及它如何影响疾病严重程度11、12。很少有成千上万的研究人员以如此开放、合作的方式如此迅速地对一个问题采取行动。在增加阿拉伯中东基因组多样性和代表性的另一项努力中，我们也加入了全球自然遗传学。

参考文献

1. Qoronfleh, M. W., Chouchane, L., Mifsud, B., Al Emadi, M. & Ismail, S. Life Sci. Soc. Policy 16, 12 (2020).

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4. Razali, R. M. et al. Nat. Commun. 12, 5929 (2021).

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18. Abu-Raddad, L. J., Chemaitelly, H. & Bertollini, R., National Study Group for COVID-19 Vaccination. N. Engl. J. Med. 386, 1091–1093 (2022).

19. Abu-Raddad, L. J., Chemaitelly, H. & Butt, A. A. N. Engl. J. Med. 385, 187–189 (2021).