PrediXcan:填补全基因组关联研究空白的新算法

医疗器械 来源:生物通
2015
08/14
17:00
生物通 医疗器械

最近,芝加哥大学的科学家开发出一种新的计算方法,可使我们检测引发复杂疾病和生物性状的基因的能力提高。这种方法称为PrediXcan,可估算全基因组的基因表达水平——比单基因突变更好的一个生物作用测度,并将其与全基因组关联研究(GWAS)数据结合起来。与传统方法相比,PrediXcan能够更快、更准确地鉴定靶基因。相关研究结果发表在八月十日的Nature Genetics。

此项研究是由芝加哥大学遗传医学研究助理Hae Kyung Im带领的,她指出: “PrediXcan通过了解基因型、基因表达水平(来自大规模转录组研究)和疾病关联(来自GWAS研究)之间的联系,告诉我们哪些基因更容易影响疾病或性状。这是解释基因调控机制的第一种方法,并可以应用于任何遗传疾病或表型。”

全基因组关联研究(GWASs)是一种重要的工具,可检测复杂疾病相关的基因,如糖尿病和癌症,或者身高和肥胖这样的特征。GWASs通过识别单字母的DNA变异(更频繁地出现在患有疾病或具有目标性状的个体中),来确定这些关联。然而,还需要重要的后续工作,来了解这些变体的作用机制。大多数疾病相关的变异不能改变一个基因的功能,而是改变细胞中复制的基因的数量。这些研究无法确定,归因于基因调控(一种遗传变异,反而可能会改变真正致病基因的表达水平)这样的因素的一种因果关系,通过全基因组关联研究仍然也未能发现。

转录组研究,如美国国家卫生研究院的Genotype-Tissue expression (GTEx),旨在通过研究基因表达和调控机制及其与疾病的关系,来克服这一局限,而不仅仅是通过DNA序列。但转录组的研究也有很大的局限性,例如,不能确定反向因果关系——基因的表达水平是否被疾病所改变,或者疾病的产生是由于基因表达的改变。

为了开发一种方法,检测基因和性状之间的关系,并避免这些问题,Im和她的同事将转录组数据和GWAS数据整合到一个单一的计算框架中,称之为PrediXcan。该方法使用计算算法,基于大规模转录组数据集(如GTEx),来了解“基因组序列如何影响基因表达”。然后,可以用其对任何全基因组序列或芯片数据集,进行基因表达水平的估算。

已被测序、作为GWAS一部分的基因组,可以通过PrediXcan运行,以生成一种基因表达水平谱,然后对其进行分析,以确定基因表达水平与疾病状态或目标特征之间的相关性。

该方法不仅可以识别潜在的致病基因,还可以决定方向性——高或低水平的表达是否可能导致疾病或性状。由于该计算方法是以序列数据为基础,而不是物理测量,因此,它可以将基因表达的遗传决定组件(避免反向因果关系)和性状本身的影响(避免反向因果关系)及其他因素(如环境)区分开来。用PrediXcan,验证研究只需要至多测试几千个基因,而不是数以百万计个潜在的单基因突变。此外,该方法可用于再分析现有的基因组数据,以高通量的方式重点解决机制,从而填补GWAS研究的一大空白。

Im说:“这将我们了解的基因转录中的遗传变异结果整合起来,来寻找基因,而不只是研究突变。在某种程度上,我们正在确定基因影响疾病或性状的一种机制,这是基因表达水平的调控。”

虽然PrediXcan可以一种高通量的方式,确定基因和性状之间的联系,但是Im指出,因为它是基于基因组序列数据产生估算,因此它对强烈的遗传性状是最准确的。然而,几乎所有的复杂性状或疾病都有遗传成分。该方法可被用来预测这些成分的影响,从而减少后续研究的复杂性。

Im现在正在努力提高PrediXcan的预测能力,并将其应用于精神疾病。此外,她正努力扩大其基因的表达水平,以预测疾病或性状和蛋白水平、表观遗传学等测量(可基于基因组数据进行估计)之间的关系。

Im说:“GWAS研究一直都极为成功地用于发现疾病相关的遗传关联,但它们无法解释背后的机制。我们现在有一种计算方法,可以让我们了解GWAS研究的结果。”

来源:生物通

为你推荐

湖北医保局发布全国首个脑机接口医疗服务价格资讯

湖北医保局发布全国首个脑机接口医疗服务价格

侵入式脑机接口置入费为6552元 次,侵入式脑机接口取出费为3139元 次,非侵入式脑机接口适配费为966元 次

2025-04-03 09:37

悦唯医疗完成近亿元A++轮投资,加速重症冠心病诊疗全流程创新器械研发与国产替代资讯

悦唯医疗完成近亿元A++轮投资,加速重症冠心病诊疗全流程创新器械研发与国产替代

此次融资将主要用于深化冠心病诊疗全流程创新器械和脉动式左心室辅助系统等新产品的研发,以及加速已获准上市的心脏稳定器等产品的市场推广。

2025-04-03 09:28

海尔盈康一生启动孤独症儿童关爱行动,创新罕见病可持续公益新生态资讯

海尔盈康一生启动孤独症儿童关爱行动,创新罕见病可持续公益新生态

本次活动聚焦孤独症儿童的诊疗,探讨交流AI赋能全流程防治康体系创新、前沿性生物科技诊疗技术等话题,旨在通过生态联盟的力量推动医学研究、科技创新与人文关怀的融合,让“星...

2025-04-03 09:11

诺华创新药物飞赫达®(盐酸伊普可泮胶囊)C3G适应症在中国获批资讯

诺华创新药物飞赫达®(盐酸伊普可泮胶囊)C3G适应症在中国获批

首款且唯一选择性靶向C3G病因药物,填补临床治疗空白

2025-04-02 18:14

国家卫健委:商业化人源细胞系是否纳入人类遗传监管?资讯

国家卫健委:商业化人源细胞系是否纳入人类遗传监管?

4月1日,国家卫健委科教司发布《人类遗传资源管理有关问题解答之一》。

2025-04-02 17:49

《NPJ digital medicine》刊发李冬梅教授团队成果:AI赋能高效识别眼睑肿物资讯

《NPJ digital medicine》刊发李冬梅教授团队成果:AI赋能高效识别眼睑肿物

亚太眼整形外科学会主席、中华医学会眼科分会眼整形眼眶病学组副组长李冬梅教授团队携手爱尔数字眼科研究所,在《NPJ digital medicine》(影响因子:12 4)学术期刊发表团队...

文/李林 2025-04-02 10:27

角膜移植点燃生命之光,爱尔眼科致敬全国角膜器官捐献者资讯

角膜移植点燃生命之光,爱尔眼科致敬全国角膜器官捐献者

角膜病是我国第二大致盲眼病

文/屈慧莹 2025-04-02 09:36

千亿GLP-1市场再添重磅产品,华东医药司美格鲁肽注射液国内上市申请获受理资讯

千亿GLP-1市场再添重磅产品,华东医药司美格鲁肽注射液国内上市申请获受理

本次申报适应症为成人2型糖尿病患者的血糖控制

2025-04-01 17:34

默克全球执行副总裁周虹:合作与创新是默克未来五年战略的两大关键词资讯

默克全球执行副总裁周虹:合作与创新是默克未来五年战略的两大关键词

近日,德国默克医药健康全球执行副总裁、中国及国际市场负责人周虹带领医药健康中国及国际市场管理团队开启了2025年度首次“中国行”。

2025-04-01 17:11

首个且唯一,阿斯利康PD-L1单抗获FDA批准治疗肌层浸润性膀胱癌资讯

首个且唯一,阿斯利康PD-L1单抗获FDA批准治疗肌层浸润性膀胱癌

度伐利尤单抗联合吉西他滨和顺铂作为新辅助治疗,随后度伐利尤单抗作为根治性膀胱切除术后的辅助单药治疗,用于治疗肌层浸润性膀胱癌成年患者。

2025-04-01 14:37

全国首个,湖北为脑机接口医疗服务定价资讯

全国首个,湖北为脑机接口医疗服务定价

昨日(3月31日),据“湖北发布”消息,湖北省医保局发布全国首个脑机接口医疗服务价格,其中,侵入式脑机接口置入费6552元 次,侵入式脑机接口取出费3139元 次,非侵入式脑机...

2025-04-01 11:03

一款国产创新流感药,获批资讯

一款国产创新流感药,获批

近日,据国家药监局官网信息显示,青峰医药下属子公司江西科睿药自主研发的1类创新药玛舒拉沙韦片(商品名:伊速达)正式获批上市,用于既往健康的12岁及以上青少年和成人单纯性...

2025-04-01 10:22

26省联盟药品集采启动,聚焦妇科用药和造影剂资讯

26省联盟药品集采启动,聚焦妇科用药和造影剂

近日,山西省药械集中招标采购中心发布《关于做好二十六省联盟药品集中带量采购品种数据填报工作的通知》,开展相关采购数据填报工作。

2025-03-31 21:48

优时比罗泽利昔珠单抗注射液(优迪革)中国获批,全球首个且唯一双亚型创新药治疗全身型重症肌无力资讯

优时比罗泽利昔珠单抗注射液(优迪革)中国获批,全球首个且唯一双亚型创新药治疗全身型重症肌无力

作为唯一人源化、高亲和力且具备创新修饰结构的IgG4单抗,关键Ⅲ期MycarinG试验证实罗泽利昔珠单抗注射液(优迪革®)较安慰剂显著改善全身型重症肌无力患者的多个临床终点与结局。

2025-03-31 15:58

从手术麻醉到生命全周期护航,麻醉学科发展拓宽生命边界资讯

从手术麻醉到生命全周期护航,麻醉学科发展拓宽生命边界

3月26日,由中华医学会麻醉学分会、中国医师协会麻醉学医师分会等23家学协会共同举办的2025年中国麻醉周学术活动的启动仪式举办,该活动以“生命之重,大医精诚——守生命保驾护...

2025-03-31 15:30

欧狄沃联合逸沃成为中国目前唯一获批的肝细胞癌一线双免疫联合疗法资讯

欧狄沃联合逸沃成为中国目前唯一获批的肝细胞癌一线双免疫联合疗法

欧狄沃联合逸沃对比仑伐替尼或索拉非尼,可显著改善不可切除肝细胞癌一线患者的总生存期(OS),客观缓解率(ORR)可改善近3倍,中位缓解持续时间(mDOR)达30个月

2025-03-31 13:45

罗氏制药榜首 “现金牛” 产品罗可适(奥瑞利珠单抗)在华获批:开启多发性硬化症一年两次治疗新时代资讯

罗氏制药榜首 “现金牛” 产品罗可适(奥瑞利珠单抗)在华获批:开启多发性硬化症一年两次治疗新时代

罗氏制药今日(3月31日)宣布,其旗下创新药罗可适®(Ocrevus®,通用名:奥瑞利珠单抗注射液 ocrelizumab injection)正式获得中国国家药品监督管理局批准,每六个月静脉输...

2025-03-31 13:39

与拜耳“分手”后,华堂宁卖得更好了资讯

与拜耳“分手”后,华堂宁卖得更好了

日前,华领医药公布了华堂宁被纳入国家医保目录后首个完整年的业绩数据。

2025-03-31 11:21

三生有幸,医者仁心:三生制药向全体医药工作者致敬!资讯

三生有幸,医者仁心:三生制药向全体医药工作者致敬!

3月30日是国际医师节,由三生制药公益支持的以“三生有幸,医者仁心”为主题的公益活动,携手20位医生代表,以寄语海报的形式,共同向全体医护人员表达诚挚的祝福与关爱。

2025-03-30 17:38

新版药典自2025年10月1日起实施资讯

新版药典自2025年10月1日起实施

3月25日,国家药监局官网发布《国家药监局 国家卫生健康委关于颁布2025年版的公告(2025年第29号)》,2025年版《中国药典》自2025年10月1日起施行。

2025-03-30 17:07