非洲神经精神遗传学领导力:连接基因组学、卫生系统与公平精准公共卫生

《Nature Communications》:Neuropsychiatry genetics in Africa

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月07日 来源:Nature Communications 18.1

编辑推荐:

  在非洲范围内,不断上升的精神健康需求与基因组学(genomics)、数字健康(digital health)和非洲大陆政策改革(continental policy reform)的快速发展同时出现。然而,针对神经精神疾病(neuropsychiatric i

  
在非洲范围内,不断上升的精神健康需求与基因组学(genomics)、数字健康(digital health)和非洲大陆政策改革(continental policy reform)的快速发展同时出现。然而,针对神经精神疾病(neuropsychiatric illness)的遗传、环境和社会决定因素的研究仍然稀少且资金不足。本综述认为,非洲在神经精神遗传学(neuropsychiatric genetics)领域的领导力能够加强发现、指导预防和照护,并支持公平的精准公共卫生(precision public health),前提是对队列(cohorts)、信息学(informatics)、治理(governance)和劳动力队伍建设(workforce development)的投资得到持续并扩大规模。通过将基因组学(genomics)进步与卫生系统(health systems)、生物样本库(biobanking)和转化创新(translational innovation)相联系,非洲能够定义具有全球相关性的、包容性的精神健康研究、照护和可持续发展模式。
Mental health challenges in Africa
神经精神遗传学位于精神疾病、脑生物学和群体基因组学(population genomics)的交汇处。非洲精神健康负担沉重:COVID-19大流行前,已有超过1.16亿非洲人患有抑郁症、焦虑症、创伤后应激障碍(PTSD)或物质使用障碍。服务系统严重受限,精神病性障碍、双相障碍和中重度抑郁的专科服务覆盖率低,相应治疗缺口约为87–98%。女性受影响尤为突出,物质使用障碍预计到2030年增加40%,自杀率高于全球平均水平。世界卫生组织(WHO)资料显示,非洲政府人均精神健康支出仅约US $0.5/年,精神健康专业人员仅为1.4/10万,低于全球平均9/10万。2000—2015年,精神障碍所致伤残调整生命年(DALYs)增长52%,超过人口增长。精神疾病与非传染性疾病(NCDs)和HIV等存在双向关系,并与教育、性别不平等、歧视和贫困等社会决定因素交织。

Mental health policies in Africa
过去十余年,非洲出现精神健康政策改革浪潮,受到WHO《精神健康行动计划(2013—2020)》、联合国可持续发展目标(SDGs)和COVID-19大流行推动。WHO提出的任务转移(task-shifting)在非洲取得部分成功,许多活动优先开展心理社会干预。SDGs、Agenda 2063和非洲联盟《非洲卫生战略(2016—2030)》将精神健康纳入更广泛社会经济议程,强调包容性、整体性照护。近期策略旨在通过整合、生命历程方法应对传染性疾病和非传染性疾病(包括精神障碍)。COVID-19提高了该议程紧迫性,推动非洲疾病预防控制中心(Africa CDC)制定2022—2026年NCD、伤害和精神疾病预防控制战略。这些政策转向更重视整合准备、公共卫生安全和全民健康覆盖。

The critical contribution of genetics
遗传学见解可在精准公共卫生(precision public health)框架中帮助风险分层和靶向预防。结合社会、环境和临床数据,群体遗传研究可解释表面相似社区在疾病易感性、疾病轨迹或治疗反应上的差异,而不将差异简单归因于遗传。责任阈值模型(liability-threshold model)用于理解多风险因素如何共同致病:遗传风险叠加冲突、营养不良或毒性应激等因素,可使个体超过临床易感阈值。该模型也说明公共卫生干预可降低环境风险,减少遗传易感者转为临床病例的可能性。非洲须从代表性目标转向国际联盟领导,并确保非洲科学家能够访问、分析和解释非洲基因组数据。

Nurturing domestic research and development
非洲基因组学的前景不能仅靠发现实现,还需持续投资于本土研究和创新生态系统,以支持科学洞见转化为健康改善、工业能力和广泛增长。非洲约占全球人口18.5%、全球GDP(按购买力平价计)5.4%,但仅占全球研发(R&D)支出约1.3%、科学出版物2%、专利不足1%。NEPAD《综合行动计划(2005—2014)》曾使非洲研发支出和出版物在六年内提高约50%。非洲联盟《非洲科学技术创新战略(STISA 2034)》将科技创新置于可持续社会经济发展、包容性工业化、人力资本形成和就业创造中心。目前仅南非、肯尼亚、埃及接近非盟1% GDP研发目标,仍低于BRICS、欧盟和美国平均水平。缩小差距需要更广税基、灵活资助机制和私营部门能力,将发现从实验室推向市场。

Genomic insights into neuropsychiatric risk
过去二十年,生物医学合作显著扩展,神经精神遗传学尤为明显。精神病基因组学联盟(PGC)拥有来自66个国家逾1600名研究者,自2008年以来发表755篇同行评议论文,h指数为118。随着样本量增加,风险位点发现数量上升。精神疾病遗传风险具有高度多基因性(polygenic),常见变异(MAF>1%)通常效应较小,罕见拷贝数变异和序列变异影响个体较少但效应较大。模型估计常见变异责任涉及数千个变异,如ADHD约5600个、精神分裂症(SZ)约9600个、抑郁症(DEP)约14500个。全基因组关联研究(GWAS)适合检测常见小效应变异,测序和拷贝数变异(CNV)方法适合检测罕见大效应变异。大样本和多样采样可拓展发现范围。

Molecular taxonomy of Neuropsychiatric Risk Variants
当变异按潜在DNA改变分类时,精神疾病遗传图谱可获得更高分辨率。精神遗传学最常研究单核苷酸变异(SNVs)和拷贝数变异(CNVs)。新发突变(de novo mutations)可为CNV、SNV或插入缺失(indels),是ASD、严重智力障碍(ID)和SZ等散发早发神经发育障碍的重要贡献因素。尽管分子类型不同,GWAS、罕见变异测序和功能基因组研究反复指向部分共享主题:突触组织和可塑性、脑发育中基因表达调控、染色质重塑、离子通道信号,以及SZ中补体相关突触修剪和谷氨酸能信号。ASD涉及CHD8、ARID1B、SCN2A和SHANK家族等;SZ涉及补体C4A和谷氨酸受体;双相障碍(BD)与SZ重叠,并涉及GABA能中间神经元、中型多棘神经元、CACNA1C和CACNB2;DEP指向突触和受体聚集生物学,并涉及应激反应、HPA轴和免疫通路。

Current challenges and opportunities
当前遗传发现仅解释双生子和家系研究推断遗传力的一部分。剩余信号可能位于非编码和重复DNA、复杂结构变异和极罕见等位基因中。缩小差距需要群体规模全基因组测序和长读长测序,并结合脑相关细胞类型的调控功能研究。精神遗传学发现仍主要来自欧洲祖先队列,导致多基因风险评分(PRS)在非洲血统人群中预测力下降最明显。非洲基因组具有最高多样性:1000 Genomes计划中,非洲血统基因组常染色体SNP中位数约430万,高于非非洲群体的350万—360万;非洲单倍型块更短、连锁不平衡更低,有利于精细定位。非洲基因组变异计划对320名撒哈拉以南非洲人测序,发现950万个当时全球参考目录中不存在的新SNV。非洲遗传多样性沿地理、语言、人口和文化结构分布,因此不能将“非洲血统”视为同质类别。PGC Africa旨在扩大非洲参与,推动表型和分析协调、方法培训、伦理和数据访问协调。

Connecting African mental health genomics
多个资助方支持非洲精神健康基因组学队列和疾病专项计划。美国国家精神卫生研究所的祖先人群网络(APN)覆盖逾25个全球站点、7个项目,目标20万参与者,强调表型、基因分型协调和社会决定因素。Wellcome Trust支持的DepGen Africa聚焦尼日利亚、埃塞俄比亚和马拉维,目标8000例DEP病例和4000例对照,开展全基因组测序和表型分析。Mental Health Data Prize鼓励利用现有数据改进焦虑、DEP和精神病早期检测干预。NeuroGAP-Psychosis在埃塞俄比亚、乌干达、肯尼亚和南非完成42953名参与者基因组和表型采集,形成非洲最大神经精神研究数据集合。南非Xhosa SZ研究在1826人中显示病例中突变不耐受基因的私有破坏性变异富集,关联效应大于瑞典大队列子样本。NeuroDev纳入近5000名ASD、ADHD或ID儿童及匹配对照和父母,外显子分析在南非和肯尼亚先证者中分别发现17%和38%致病或可能致病变异。DDD-Africa计划招募500名严重发育障碍儿童及父母。北非和苏丹的大家庭、内婚和近亲婚配有利于发现罕见纯合变异。

EHR-linked biobanks for African discovery
将生物样本库与电子健康记录(EHRs)连接,可通过大规模纵向临床数据分析推进精神遗传学。UK Biobank、BioVU、BioMe和百万退伍军人计划(MVP)等整合临床数据、生物样本和调查数据,支持PTSD、SZ、BD和物质使用表型GWAS。Alliance for Genomic Discovery基于BioVU的测序队列包含35024个样本,其中80%为非洲血统。All of Us研究计划约75万参与者中23%自认非洲血统,2024年发布245388个全基因组序列,记录超过10亿个遗传变异,其中约2.75亿个此前未报道。这些进展仍需更广泛的大陆非洲人群代表性。西开普省健康数据中心证明,在资源受限环境中连接公立医院和初级保健常规数据、建立互操作记录具有可行性。乌干达基因组资源嵌套于长期一般人群队列,连接基因组与纵向临床和流行病学信息,并引入精神评估。

Scaling digital and genomic systems
将上述EHR和队列转化为可扩展发现平台,需要捕获、连接和评估研究同意数据的持久基础设施。非洲精神健康流行病学数据系统不均衡,许多健康与人口监测系统(HDSS)原为人口和传染病监测设计,而非精神表型。加纳Kintampo的HDSS-linked精神病病例登记显示,可借助健康监测架构纵向追踪精神和神经障碍。马拉维MEIRU运营的城乡HDSS在长期疾病调查中筛查抑郁和焦虑。DepGen Africa和G-AIM将基础设施扩展到精神基因组学。移动电话技术可实现实时、知情同意和伦理治理的症状、照护路径和治疗终点监测,包括药物可及性、依从性和不良反应。WHO估计药物占发展中国家卫生成本20–60%,系统数据捕获可加强药物警戒。非洲测序生态扩展但不均衡,NGS平台集中于南非、肯尼亚、摩洛哥、尼日利亚和埃及。Africa CDC报告,2023年55个非盟国家中34个公共卫生实验室具备NGS能力,较2019年的7个增加。SeqAfrica建立区域测序中心。人类遗传学应用还需更深表型、同意模型、临床链接和数据治理。尼日利亚已用NovaSeq X Plus开发高通量全基因组测序方案;混合基因组—外显子测序(BGE)正在多个计划中实施。宽带委员会估计到2030年非洲实现可负担高质量宽带覆盖需高达1090亿美元,非盟数字转型战略(2020—2030)提供路线图。

Scientific talent and collaboration
非洲人口红利为基因组学议程提供人力资本维度。非洲超过60%人口年龄低于25岁,到2030年非洲青年将占全球青年约40%。将人口优势转化为科学优势,需要持续投资STEM教育、实验室基础设施、数据系统,以及连接遗传学、分子神经科学、数据科学和创业的项目。这不仅是培训科学家,还要创造可持续职业路径,减少人才外流,使非洲科学家能在非洲领导发现、分析和转化。H3Africa、H3ABioNet和GINGER等计划提供既有框架。文献计量趋势显示非洲精神遗传学贡献成熟,但应谨慎解读。非洲研究者与欧洲、北美和亚洲机构合作远多于非洲内部合作。未来应使非洲内部合作常规化,共享表型工具、数据字典、生物样本库和数据访问协议、分析流程和区域培训节点。

Africa’s growing translational ecosystem
近年来,非盟和伙伴组织加强科学、医学和患者照护联系。非洲大陆自由贸易区(AfCFTA)旨在创建商品和服务单一市场,促进人员流动,支持区域研发整合。Africa CDC已协调大陆监测、数字健康和疾病情报,其非洲基因组战略咨询组(ASAG)提供战略优先事项、标准、能力建设、技术转移、数据治理、隐私、知识产权和伦理建议。非洲人口队列联盟(APCC)汇集24个国家70个队列,创建协调的纵向研究平台。GEN-IMPACT将与非洲生物信息学研究所合作,整合基因组、表型和环境数据,连接纵向健康结局。非洲药品技术基金会(APTF)旨在改善药品技术、许可和制造知识获取;非洲药品管理局(AMA)于2021年启动,协调监管实践并加强药物警戒。计划中的非洲基因组卓越中心将链接湿实验室测序、生物信息学、高性能计算、药物基因组学、深度临床表型和社会研究。这些架构仍处早期,其影响取决于筹资、治理和评估。非洲需从援助依赖转向自立,但自立不等于科学孤立,而是具备从机构优势出发合作的能力。

Future directions and outstanding challenges
未来十年,非洲神经精神遗传学应有可衡量的系统价值,而不仅是更大样本量或更包容作者身份。真正进展应以以下方面衡量:非洲发起的多国研究其结果可在其他地区复制;共同表型字典和数据访问程序能简化从参与者入组到发现的路径;测序和分析能力能超越单个资助周期;治理框架合法、适用并赢得公众信任。该领域还应以遗传发现能否实质影响功能研究、药物基因组学假设和实施研究来评判。当前挑战是建立一种研究生态系统,使发现可累积、人才可保留、合作能加强非洲所有区域机构,并为负责任转化奠定基础。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号