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對亞歐血統(tǒng)女性的大規(guī)模全基因組及轉(zhuǎn)錄組關(guān)聯(lián)研究——為乳腺癌遺傳學(xué)提供新的見解
發(fā)布時(shí)間:2023-02-01 19:00:00來源:


近日,《美國人類遺傳學(xué)雜志(AJHG)》上發(fā)表了一篇名為“Genome- and transcriptome-wide association studies of 386,000 Asian and European-ancestry women provide new insights int breast cancer genetics”的文章,通過對亞歐血統(tǒng)女性進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)研究(Genome-Wide Association Studies, GWASs)及轉(zhuǎn)錄組關(guān)聯(lián)研究(Transcriptome-Wide Association Studies, TWASs),發(fā)現(xiàn)了大量與乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的基因變異,并確定了潛在靶基因,為乳腺癌的遺傳及生物研究提供了實(shí)質(zhì)見解。


研究背景


乳腺癌是全球最常見的女性癌癥,遺傳因素在家族性和散發(fā)性乳腺癌中都起著關(guān)鍵作用。目前,除了乳腺癌易感基因,如BRCA1BRCA2,GWASs已發(fā)現(xiàn)了約200個(gè)位點(diǎn)的常見遺傳變異。然而,大多數(shù)乳腺癌的GWASs是在歐洲血統(tǒng)的女性中進(jìn)行的,而亞洲血統(tǒng)女性的樣本量相對較小。盡管大多數(shù)易感位點(diǎn)在歐洲和亞洲群體中是共享的,但由于其遺傳結(jié)構(gòu)的差異,這兩個(gè)群體中某些易感位點(diǎn)的先導(dǎo)變異(lead variants)可能是不同的。


研究結(jié)果


通過使用固定效應(yīng)模型對160,500名乳腺癌患者和226,196名亞歐血統(tǒng)對照者的GWAS數(shù)據(jù)進(jìn)行跨血統(tǒng)薈萃分析,在184個(gè)區(qū)域中確定了23,461個(gè)變異,這些變異在全基因組顯著性水平上與總體乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)(p<5.00 x 10-8)。在人群特異性分析中發(fā)現(xiàn)了27個(gè)其他的風(fēng)險(xiǎn)基因位點(diǎn),包括25個(gè)歐洲特異性GWASs位點(diǎn)和2個(gè)亞洲特異性GWASs位點(diǎn)??傊撗芯看_定了211個(gè)與總體乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)的基因位點(diǎn)。其中,有16個(gè)基因位點(diǎn)是新發(fā)現(xiàn)的,其前哨變異(sentinel variants)與以前GWAS確定的風(fēng)險(xiǎn)變異至少有1Mb的距離(如表1)。


通過ER狀態(tài)分析,在全基因組顯著水平上,確定了100個(gè)基因位點(diǎn)的13,392個(gè)變異和34個(gè)基因位點(diǎn)的2,425個(gè)變異,分別與ER陽性和ER陰性乳腺癌相關(guān)。ER陽性的2個(gè)基因位點(diǎn)和ER陰性的9個(gè)基因位點(diǎn)與所有乳腺癌的基因位點(diǎn)不重疊。其中,與ER陰性乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的17p13.2在之前的GWASs中未見報(bào)道。


表1.GWAS數(shù)據(jù)的跨血統(tǒng)薈萃分析中發(fā)現(xiàn)的17個(gè)新位點(diǎn)的主要風(fēng)險(xiǎn)變異的結(jié)果

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a.效應(yīng)等位基因/參考等位基因

b.效應(yīng)等位基因頻率

c.除非特殊說明,p來自使用固定效應(yīng)模型的薈萃分析

d.使用跨血統(tǒng)的元回歸確定。從跨血統(tǒng)固定效應(yīng)模型得出的p為1.16 x10-7

e.AC005019.3 (ENSG00000224330)在HUGO中還沒有基因符號

f.UTR,非翻譯區(qū)

g.在亞洲GWAS中檢出。從跨血統(tǒng)固定效應(yīng)模型得出的p為1.74 x 10-7


在總體乳腺癌的211個(gè)主要風(fēng)險(xiǎn)變異中,有166個(gè)變異在亞洲血統(tǒng)和歐洲血統(tǒng)女性之間的效應(yīng)等位基因頻率上有大于25%的差異??傮w而言,歐洲血統(tǒng)人群中預(yù)估的風(fēng)險(xiǎn)大于亞洲血統(tǒng),線性回歸得出的回歸beta系數(shù)為0.579(如圖1)。在研究中觀察到的血統(tǒng)差異可能被低估了,因?yàn)榫哂邢嗨骑L(fēng)險(xiǎn)的變異更有可能通過跨血統(tǒng)薈萃分析來識別。


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圖1.對于亞歐血統(tǒng)女性中先導(dǎo)變異風(fēng)險(xiǎn)評估的比較


注:紅色回歸線顯示了兩個(gè)血統(tǒng)組的風(fēng)險(xiǎn)評估趨勢。保守起見,回歸分析排除了歐洲血統(tǒng)女性中風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)值>0.15的4個(gè)變量,這些變量可能是異常值,也可能是高杠桿。黑色虛線對角線顯示了兩個(gè)血統(tǒng)中風(fēng)險(xiǎn)評估相同的地方。


為了確定假定的乳腺癌易感基因,進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組范圍內(nèi)的關(guān)聯(lián)分析(TWAS)。在評估的30,362個(gè)基因中,成功建立了17,127個(gè)基因的模型,其中10,820個(gè)基因可以用R>0.1進(jìn)行預(yù)測。在使用來自160,500名乳腺癌患者和226,196名對照的GWAS數(shù)據(jù)評估的10,820個(gè)基因中,識別了137個(gè)與乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的基因(p<4.62×106),包括76個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因。其中,13個(gè)位點(diǎn)上的14個(gè)基因與先前GWAS確定的風(fēng)險(xiǎn)變異至少有1Mb的距離(如表2),包括11個(gè)與總體乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的基因,以及另外3個(gè)與ER陽性乳腺癌相關(guān)的基因。


表2.TWASs發(fā)現(xiàn)的與乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的新基因位點(diǎn)

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a.除特殊說明外,結(jié)果基于跨血統(tǒng)GWAS數(shù)據(jù)的TWAS分析

b.預(yù)測性能根據(jù)GTEx數(shù)據(jù)得出

c.使用歐洲血統(tǒng)GWAS數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析確定的基因


結(jié)論


總之,在這個(gè)大型的關(guān)于乳腺癌的GWASs和TWASs中,發(fā)現(xiàn)了大量與乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的基因變異,并確定了這種常見癌癥的潛在靶基因。同時(shí),還發(fā)現(xiàn)了與乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的變異及基因之間因ER狀態(tài)和血統(tǒng)不同而存在的顯著差異,對乳腺癌的遺傳及生物研究提供了實(shí)質(zhì)見解。


參考文獻(xiàn)

Jia G, Ping J, Shu X, et al. Genome- and transcriptome-wide association studies of 386,000 Asian and European-ancestry women provide new insights into breast cancer genetics. Am J Hum Genet. 2022 Nov 3:S0002-9297(22)00459-1. 


往期回顧:

《與遺傳性胸主動(dòng)脈疾病相關(guān)的初始主動(dòng)脈事件的風(fēng)險(xiǎn)比較》

《重新審視運(yùn)動(dòng)場的風(fēng)險(xiǎn):職業(yè)足球運(yùn)動(dòng)員心臟驟停和猝死異常事件的報(bào)告》

《使用2019 ARVC風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算器評估基因分型對致心律失常性右室心肌病風(fēng)險(xiǎn)分層的重要性》

《對兒童進(jìn)行家族性高膽固醇血癥的篩查:從現(xiàn)在開始》

《對運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行心臟基因檢測的適應(yīng)癥和有效性》

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