来源:Quantitative Biology 发布时间:2021/9/13 10:02:23
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QB | 前沿研究:面向消费者的基因检测产业在中国的发展及其在GWAS发现和复现中的作用

论文标题:Direct-to-consumer genetic testing in China and its role in GWAS discovery and replication (面向消费者的基因检测产业在中国的发展及其在GWAS发现和复现中的作用)

期刊:Quantitative Biology

作者:Kang Kang ,Xue Sun ,Lizhong Wang ,Xiaotian Yao,Senwei Tang ,Junjie Deng ,Xiaoli Wu,WeGene Research Team,Can Yang ,Gang Chen

发表时间:20 Jul 2020

DOI:10.1007/s40484-020-0209-2

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近年来,面向消费者的基因检测(DTC-GT)行业呈爆炸式增长,由美国的市场先驱者发起,欧洲和亚洲的公司迅速跟进。除了向客户提供祖先和健康信息这一主要目标外,DTC-GT服务已经成为大规模人口和遗传学研究的宝贵数据资源。

来自中南大学、深圳WeGene临床实验室Gang Chen教授课题组研究了DTC-GT在美国和中国的市场头部企业和用户的合作意向, 评估了相关GWAS分析的可复现性。相关研究结果”Direct-to-consumer genetic testing in China and its role in GWAS discovery and replication”发表在Quantitative Biology期刊上。

全文概要

近几十年来,技术创新使大规模的基因筛查成为可能,包括群体基因组学和全基因组关联研究(GWAS),这些研究大大扩展了我们对常见疾病和性状的遗传基础的认识。在过去的五年里,中国DTC-GC业务呈现出爆炸性增长,并且国内DTC-GC用户绝大多数都愿意参与由服务商发起的研究。本文作者评估了GWAS衍生的多基因疾病报告的可靠性,发现预测能力随着新的GWAS位点整合而增加, 而且不同种族背景和样本量研究的可复制性不同。作者推测,中国的DTC-GT数据库是遗传研究和临床应用的宝贵生物库。

2007年,位于美国的23andMe公司成为第一个提供个人基因组学服务的DTC-GT公司, 到2019年1月,已经有2600万美国消费者通过一个或多个这样的DTC-GT服务测试了他们的DNA。从2013年到2018年,中国的DTC-GT公司向中国用户提供了约100万次DNA测试。DTC-GT引发了人们关于风险评估可靠性、临床效用、消费者认知和伦理问题的争论。不同的DTC-GT公司对DTC-GT的可重复性进行了评估,报告了SNP数据的高一致性,但对疾病风险的预测并不一致。另外,由于几乎所有的GWAS数据来自于欧洲血统(白人)人群, 对非欧洲人群(如中国人)的DTC-GT不一定适用, 这使国内的检测既有风险也有机遇。本文还调查分析了美国和中国的主要DTC-GT公司的用户增长、用户参与研究的比率以及学术成果。

作者首先比较了国内外主要DTC-GC公司的业务增长模式。中国DTG-GT供应商的五年用户增长模式(图1B)与美国先驱者的增长模式(图1A)相当。最近的研究估计,截至2018年,约有一百万中国人利用了DTC-GT服务。

图1:美国(A)和中国(B)主要DTC-DC公司的消费者每年增长趋势

接下来作者研究了中美DTC-GT公司的研究发表情况(图2)。相关研究重点是人类健康、性状和行为。中国服务商发表的研究主要是关于地理祖先、人群基因组学以及相关方法的开发。

图2:美国和中国DTC-GT公司发表的科学文献对比

作者还调研了中美DTC-GT用户参与遗传学研究的意愿。截至2019年10月,98.0%的WeGene档案(注:一个用户账户可能包括多个基因档案)都附有消费者同意将基因和表型数据用于相关科学研究的同意书。这比23andMe用户80%的参与率要高得多, 中国用户激活率、保留率、基本信息(性别、出生日期、居住地、祖籍)共享程度也较高(图3)。

图3:WeGene数据库中记录的基本信息和表型共享情况

此外,作者评估了阿尔茨海默病(AD),2型糖尿病(T2D)和精神分裂症(SP)三个多基因疾病的风险分类准确度随样本量扩大的变化。结果表明:1)用户数量的增加并没有改变整体的多基因风险得分(PRS)分布, 而是增加了平滑度(图4)。

图4. 三种多基因疾病(AD、T2D和SP)的PRS随样本量扩大的变化

2)在报告更新前后, 疾病风险水平的重分类情况并不严重, 说明疾病风险预测具有一定的稳定性(图5)。

图5. 在报告更新前后, 三种多基因疾病(AD、T2D和SP)的风险水平重分类情况

3)随着用户数量的增加和新的GWAS结果的整合,模型预测疾病风险水平和家族史之间相关性的能力有望得到改善(图6)。

图6. 用户数量增加及报告更新对AD预测模型和家族史相关性的影响

在GWAS研究的可复现性方面, 作者选择了7份来自WeGene Biobank的相关研究作为验证, 包括最初在欧洲人群中发现的单核苷酸多态性(SNPs)以及样本量相对较小的研究。结果表明, 对于某些关于东亚人的小样本GWAS,WeGene Biobank可以作为GWAS发现和验证的数据集。

最后,作者认为2017年和2018年间美国和中国的DTC-GT市场快速增长, 中国有可能成为新兴DTC-GT市场的强大力量。但其中还有一些特点值得讨论:1) DTC-GT在中国的接受度和普及度严重偏向年轻人, 其中80%以上生活在一线城市。倾斜的年龄和居住地构成限制了中国DTC-GT人群的临床研究机会和应用。这在一定程度上限制了研究结果的重复性、扩展性和可靠性。2)倾斜的年龄构成也带来一些好处, 如用户参与数据共享的开放性和意愿,以及反馈报告、第三方报告参与和表型收集等方面。3)DTC-GT的可重复性总体较为乐观, 然而中美人种差异导致一些SNP与疾病的关联无法在WeGene用户数据中得到复现, 作者提出风险预测模型应当就这一特点进行适当优化。4)中国基于DTC-GT的生物库在学术和工业方面都显示出了强大的潜力。

Quantitative Biology期刊介绍

Quantitative Biology (QB)期刊是由清华大学、北京大学、高教出版社联合创办的全英文学术期刊。QB主要刊登生物信息学、计算生物学、系统生物学、理论生物学和合成生物学的最新研究成果和前沿进展,并为生命科学与计算机、数学、物理等交叉研究领域打造一个学术水平高、可读性强、具有全球影响力的交叉学科期刊品牌。

《前沿》系列英文学术期刊

由教育部主管、高等教育出版社主办的《前沿》(Frontiers)系列英文学术期刊,于2006年正式创刊,以网络版和印刷版向全球发行。系列期刊包括基础科学、生命科学、工程技术和人文社会科学四个主题,是我国覆盖学科最广泛的英文学术期刊群,其中13种被SCI收录,其他也被A&HCI、Ei、MEDLINE或相应学科国际权威检索系统收录,具有一定的国际学术影响力。系列期刊采用在线优先出版方式,保证文章以最快速度发表。

高等教育出版社入选“中国科技期刊卓越行动计划”集群化项目。Frontier系列期刊中:13种被SCI收录;1种被A&HCI收录;6种被Ei收录;2种被MEDLINE收录;11种中国科技核心期刊;16种被CSCD收录。

中国学术前沿期刊网

http://journal.hep.com.cn

 
 
 
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