非洲人群种系遗传检测的突破:优化变异致病性预测工具构建专属指南

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Communications Medicine 5.4

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  遗传种系检测对非洲患者受限,因缺乏相关数据致指南有欧洲偏向性。研究人员评估 54 种变异致病性预测工具(VPPTs),发现部分工具对非洲数据预测表现佳,能缩小预测差距,为非洲疾病研究提供 VPPTs 选择指南。

  在遗传检测的领域中,基因检测本应是助力人类健康的有力武器,能帮助人们提前知晓患病风险,采取相应预防措施。但在非洲,这一武器却难以发挥作用。目前,基因特异性和基因面板的遗传检测在经济稳定国家已广泛普及,可非洲却并非如此。在这片大陆上,由于缺乏公共卫生干预的遗传筛查,许多常见疾病的遗传检测都针对欧洲血统人群,非洲人群被严重忽视。就拿前列腺癌来说,非洲裔男性患前列腺癌后,发病年龄更小、病情更具侵袭性,死亡率也更高,但却没有针对他们的统一的前列腺癌种系检测标准。这背后的关键原因,就是缺乏足够的非洲人群相关数据,使得现有的临床变异数据库和致病性预测指南都偏向欧洲人群。正因如此,开展针对非洲人群遗传检测的研究迫在眉睫。
来自悉尼大学(University of Sydney)、曼彻斯特大学(University of Manchester)和比勒陀利亚大学(University of Pretoria)等机构的研究人员,为了解决这一问题,展开了深入研究。他们评估了 54 种变异致病性预测工具(VPPTs),并通过一系列分析,筛选出了更适合非洲人群的 VPPTs,提出了非洲特异性的 10 - VPPT 潜在有害变异(PDV)检测标准,还进一步评估了这些工具预测致癌性的能力。最终,研究人员发现,虽然 VPPTs 对欧洲数据的敏感性总体较高,但通过他们提出的方法,可以缩小非洲和欧洲人群在潜在有害和致癌变异预测上的差距。这一研究成果发表在《Communications Medicine》上,为非洲人群的遗传检测和疾病研究提供了重要指导,推动了全球健康公平的发展。

研究人员开展研究时用到了几个主要关键技术方法:首先,获取来自欧洲基因组 - 表型档案(EGA)的全基因组变异数据,样本队列包括 50 名南非男性和 50 名欧洲男性;其次,使用 ANNOVAR 和 dbNSFP v4.7 对变异进行注释,借助 InterVar 和 ClinVar 确定变异分类;最后,运用多种标准性能指标评估 54 种 VPPTs 的预测性能,通过数据驱动的流程识别 PDV123

非洲与欧洲祖先 VPPTs 评估


研究人员对比了 50 名非洲和 50 名欧洲前列腺癌患者的相关数据,发现非洲患者的单核苷酸变异(SNV)和罕见变异数量更多,但欧洲患者已知的 ClinVar 分类阳性致病性变异(PV)或阴性良性变异(BV)数量更多。使用 54 种 VPPTs 进行预测时,整体上对欧洲变异的敏感性略高,但对非洲变异的预测效果在马修斯相关系数(MCC)上表现更好。针对已知 ClinVar 变异,非洲和欧洲队列的预测性能相似;而在 InterVar 数据集上,非洲致病性预测的敏感性下降。

非洲与欧洲祖先最佳表现 VPPTs 评估


基于 MCC 分数,研究人员提出并测试了祖先独立的致病预测工作流程。他们筛选出每个祖先中表现最佳的 10 种 VPPTs,确定了非洲特异性和欧洲特异性的 VPPTs。使用这些标准,非洲数据中 PDV 的比例增加,缩小了与欧洲数据的差距。与常用的 VPPTs 相比,新的工作流程增加了非洲预测的 PDV 数量,且对欧洲预测的 PDV 数量影响较小。

评估祖先特异性 10 - VPPT 工作流程预测致癌性


研究人员利用预测功能丧失(pLoF)变异和癌症基因组解释器(CGI)确定致癌基因改变的方法,进一步评估 10 - VPPT 祖先特异性标准对癌症研究的作用。结果发现,非洲和欧洲分别确定了一定数量的 pLoF 变异和潜在致癌变异(POV),POV 增加了人均 ClinVar/InterVar PVs,且非洲数据的 POV 预测数量相对欧洲数据有 1.1 倍的增加。

研究结论表明,研究人员建立了首个基于非洲与欧洲祖先全基因组变异评估的特定祖先 VPPTs 集,制定了非洲特异性标准,缩小了 PV 预测的祖先差距。但目前的研究仍存在局限性,如缺乏非洲疾病阴性人群匹配的对照资源等。不过,该研究为后续研究指明了方向,呼吁增加非洲人群在遗传研究中的代表性,开展更多疾病类型特异性评估,建立非洲相关和区域特异性数据库,对推动非洲人群遗传检测和疾病研究具有重要意义。

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