大规模的研究为罕见的眼部疾病提供了新的见解

EMBL-EBI的研究人员使用英国生物银行的数据来揭示有关罕见眼科疾病的新信息

　　

   

   

图片:大规模数据为罕见眼病提供了新的见解

图源:Karen Arnott/EMBL-EBI

研究人员分析了来自英国生物银行的图像和基因组数据，以了解人类眼睛的罕见疾病。其中包括视网膜营养不良——一组影响视网膜的遗传性疾病——这也是工作年龄成年人失明的主要原因。

视网膜位于眼睛的后部。这是一个层状组织，它接收光线并将其转换为大脑可以解释的信号。每个视网膜层由不同类型的细胞组成，这些细胞在光转换过程中起着独特的作用。

这项研究发表在《公共科学图书馆·遗传学》杂志上，研究人员专注于光感受器细胞(PRCs)，这是一种在视网膜上发现的光探测细胞。这些细胞可以使用光学相干断层扫描(OCT)进行非侵入性成像，这是一项现在许多眼科医生普遍提供的服务。利用存储在英国生物银行的OCT图像数据和基因组数据，研究人员能够生成最大的PRCs全基因组关联研究。

罕见的视网膜营养不良

视网膜的罕见疾病通常是由PRCs表达的基因的遗传突变引起的。这些突变会导致视网膜功能不正确，导致视力受损甚至失明。虽然这些单独的疾病很罕见，但它们加在一起是导致工作年龄成年人失明的主要原因。

“我们可以获得在此类研究中从未见过的规模的偶联图像和基因型数据，”汉娜·Currant说，她是EMBL欧洲生物信息学研究所(EMBL- ebi)的前博士生，也是哥本哈根大学诺和诺德基金会蛋白质研究中心(CPR)的博士后。“获得大量数据对研究至关重要，使我们能够确定罕见视网膜营养不良的遗传联系。这项工作确定了新的研究途径，并提出了关于罕见视网膜营养不良的新问题。”

连接基因型和表型

OCT产生高分辨率图像，可用于识别视网膜内的不同层和结构。这些图像通常用于临床，以帮助眼科疾病的诊断。在这项研究中，研究人员使用了存储在英国生物银行的3万多名参与者的OCT图像和相应的基因组和医疗信息。

欧洲分子生物学实验室(EMBL)副主任Ewan Birney说:“英国生物样本库是一个丰富的、无价的资源，在实现基因组医学方面具有巨大的潜力。”“存储在那里的数据有很多潜力等待释放，这让我们了解人类生物学，以及疾病是如何以及何时出错的。”

推动基因组医学

研究人员对英国生物银行的数据进行了全基因组关联研究(GWAS)，以寻找与PRC层厚度差异相关的遗传变异。这使他们确定了与一个或多个PRC层厚度相关的基因组变异，包括那些先前与已知眼病相关的基因组变异。新确定的基因组关联被存储起来，并可通过GWAS目录公开访问。

其中一些遗传变异已知与眼病有关，但令人惊讶的是，一些相对常见的遗传变异在被破坏时接近已知会导致罕见遗传性眼病的基因。在一个案例中，研究人员能够探索已知与罕见眼病有关的基因附近常见变异的组合如何改变视网膜的结构。这让我们在研究特定的罕见疾病集合时更有信心，看看这些特定的常见变异如何影响疾病。

伦敦大学学院视网膜神经科学教授、Moorfields眼科医院眼科顾问医生Omar Mahroo说:“对大规模参与者数据队列的系统生物信息学分析正在推动基因组医学的未来。”“获得这些数据，并能够在疾病表型和遗传变异之间建立这些联系，将为现代疾病诊断和治疗开辟许多新的机会。”

从分子层面理解人类生态系统(我们一生中接触到的社会、物理和生物因素)如何与我们的基因组成相互作用，从而影响我们的健康，是EMBL的优先事项。了解更多EMBL的研究人员将如何利用新兴人类队列数据的前所未有的深度和广度来帮助我们了解人类疾病。

文章标题

Sub-cellular level resolution of common genetic variation in the photoreceptor layer identifies continuum between rare disease and common variation