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【Nature子刊】数百万人的医疗保健将如何大幅提升?科学家从卡塔尔基因组学研究中找到答案!

首页 » 《转》译 3天前 转化医学网 赞(2)
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导读
中东地区联系亚、欧、非三大洲,沟通了大西洋和印度洋,自古以来就是东西方交通枢纽,为“两洋三洲五海”之地,战略位置极其重要。由于该地区淡水资源和石油资源的争夺,以及宗教文化差异,常年局势动荡。现代中东大约是人类历史见证过的最混乱的地区。此地不仅有多个土著霸权争夺利益,更有无数域外大国热衷于干扰中东事务,种族和宗教矛盾给复杂的局势雪上加霜。最近,科学家对中东地区的人类特征和疾病风险开展了深入的探讨......

中东地区是人类文明和移民的历史性交汇点。然而,由于该地区缺乏足够的全基因组数据,这就给针对其多样性和阿拉伯人口疾病风险的大规模分析和研究带来很多局限和不便利。在之前的研究种,科学家观察和研究了数百名受试者,对这些人群的历史进行深入了解,除此之外,还仔细研究了紧密的血缘关系和部落主义这两个因素对遗传疾病流行可能造成的影响。土著阿拉伯人与非非洲人形成了一个外群体,在他们之中几乎没有尼人的祖先(尼人是尼安德塔人的简称,这种人群常作为人类进化史中间阶段的代表性居群的通称。因其化石发现于德国尼安德特山谷而得名。尼人是现代欧洲人祖先的近亲,从12万年前开始,他们统治着整个欧洲、亚洲西部以及非洲北部,但在两万四千年前,这些古人类却消失了),这表明他们的移民轨迹是离开了非洲的,而不是回到非洲。来自远古人类的DNA表明,近东最早的人口(与当代中东地区重叠)是由一个基础欧亚血统与少数尼安德特人的混合而来的,他们分别居住在安纳托利亚、黎凡特和伊朗,然后才分别向欧洲、东非和欧亚草原这些地方扩张。伊朗的农民是在青铜器时代抵达西地中海的,当时该地区居住着伊朗人、草原人和北非人的后裔。但是现代阿拉伯人和古代近东的早期创建者之间到底存在怎样的确切关系,目前仍然不清楚。


卡塔尔人口的历史和地理位置构成了更广泛的阿拉伯半岛的一个具有代表性的一部分。在这次研究中,科学家其中一项任务是对来自卡塔尔基因组计划第一阶段的数据集进行分析和统计,这个基因组计划旨在对卡塔尔人口的基因组进行排序。我们的这项研究以阿拉伯相关民族的混合和迁移历史为背景,研究其遗传结构,以便更好地对他们进行基因型归因。


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图a显示的是卡塔尔的地理位置。

图b为主要成分分析图,绘制的是卡塔尔基因组计划受试者与在人类起源、大中东和其他公共数据集中找到的更广泛的中东地区人群的重叠。

图c基于显性祖先小数(≥0.5)和k = 8的卡塔尔人口遗传亚群。这些简称分别对应的是:PAR:半岛阿拉伯人,GAR:一般阿拉伯人,WEP:欧亚大陆西部和波斯阿拉伯人,SAS:南亚阿拉伯人,AFR:非洲阿拉伯人,ADM:混合阿拉伯人

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图d 显示的是非洲、欧洲、南亚、东亚和美洲大陆人口亚群。

图e显示的是卡塔尔基因组计划和其他世界人口的平均血统分数(k = 8)。

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如图所示:有效人口规模随时间的变化而变化


最近,卡塔尔的科学家公布了一份高分辨率的阿拉伯和中东人口遗传结构图,为该地区的人类历史和祖先模式提供了新的见解,这有助于解释当地的人类特征和疾病风险。从这项分析中,他们发现阿拉伯半岛的古代人口在早期人类离开非洲的迁徙过程中发挥的作用远比人们之前预想的重要得多。


他们将这项研究成果发表在《Nature Communications》杂志一篇题目为“Thousands of Qatari genomes inform human migration history and improve imputation of Arab haplotypes”的文章中:

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该研究是由卡塔尔Sidra Medicine公司的Younes Mokrab博士和Khalid Fakhro 博士领导的一个国际团队与卡塔尔基因组计划合作展开的,在这项研究中,他们对阿拉伯和中东人口基因进行了大规模的分析,这在历史上尚属首次。研究人员对生活在卡塔尔的6000多人的DNA进行了检测,并将他们的基因组与生活在世界各地的其他人口和古代人群的DNA进行了比较。


了解这些特征不足的人群的遗传学,将更好地帮助科学家通向为中东血统人群量身定制的精准医学,并且在该道路上能够帮他们打破解决这些人群中特有的疾病风险问题面临的障碍。


这项研究揭示了阿拉伯人口发展中的重要历史和社会见解,具体有这几个方面:

--大约在9万年前,早期非洲人出现了人口分裂,随后在30 - 4.2万年前出现了进一步的分裂,产生了现代阿拉伯人、欧洲人和南亚人的祖先。在阿拉伯人口中,尼人的DNA要比在后来与古人类混合的人口中稀少得多。

--阿拉伯祖先人口在12,000至20,000年前经历了多次分裂事件,在阿拉伯干旱化的同时产生了各种定居和贝都因社区。

--通过将现代基因组与旧石器时代和新石器时代的各种古人类DNA进行比较,看得出来半岛阿拉伯人被发现是所谓的“基础欧亚”新石器时代的农民和狩猎采集者最近的亲戚,他们占据了古代中东。

--该研究发现纯合子率非常高,这可能是阿拉伯文化的部落性质的结果,表明这一人群适合发现新的疾病风险基因和自然的人类敲除。


Mokrab博士是卡塔尔基金会成员组织之一--医学和人口基因组学实验室的主管,也是威尔·康奈尔医学基因组的医学助理教授,他解释说:“我们深入对6218个卡塔尔基因组进行基因分析,而且我们利用的还是中东地区目前最大的数据集。尽管卡塔尔人口规模相对较小,但我们发现了他们与欧洲、亚洲、非洲甚至南美洲有关的不同祖先。值得注意的是,我们发现了一群独特的半岛阿拉伯人,他们是所有现代中东人口中最古老的。这为我们了解人类基因多样性提供了极好的补充。”


卡塔尔基因组计划的Asma Al Thani教授说:“作为该地区最大基因组数据集的制造者,我们有义务代表我们的组织并且发挥重要的作用,为世界提供在中东人口基因组学方面现存的许多知识空白和有效的信息。这个研究中我们给出的从未被世界发现过的信息就是一个很好的例子能够说明我们扮演的是一个怎样的角色。”


Sidra Medicine的首席研究官Khalid Fakhro博士说:“这项研究是建立在卡塔尔正在进行的人类基因组研究的令人惊骇的势头之上的,这促使我们能够以前所未有的很大的规模,了解过去数千年阿拉伯半岛不同部落祖先的轨迹。我们每天都有新的发现,现代的卡塔尔是多元的阿拉伯世界的绝佳代表,未来我们从这个人口中继续研究出来的新发现一定能够对世界各地数百万阿拉伯人的精准医疗带来巨大的帮助。”


这组科学家还分析了研究对象的线粒体和Y染色体DNA,从而在阿拉伯男性中发现了新的制造者,这阐明了阿拉伯半岛卡塔尔人的古代起源学说。研究小组成员、纽约威尔·康奈尔大学的人口遗传学专家Andy Clark教授说:“这是一项令人兴奋的里程碑式的进展,为研究中东地区的人类祖先提供了前所未有的见解和源泉!这些数据将有助于我们理解和深层研究长期以来缺乏代表性的人群的疾病风险和病因学。”


这个研究成果已经被当作向中东和阿拉伯世界人民提供基因药物的基准。科学家也利用这些数据建立了一个参考面板来推断遗传变异,这是有史以来的第一个专门针对阿拉伯人口的参考面板。它有望补充切除资源,从而增强在未被研究的人群中的检测致病基因的能力。


卡塔尔基因组计划主任Said Ismail博士说:“这是一项时效性很高的研究,它向人们展示了卡塔尔等处于人类历史和多样化交汇处国家的全国基因组计划的力量与魅力。卡塔尔基因组计划是卡塔尔基金会研究、发展和创新的一部分,是卡塔尔的一项国家计划,它建立了大型数据库,将全基因组测序和来自卡塔尔人口的其他组学数据结合起来,使我们能够做出突破性发现,并推动卡塔尔数百万人的医疗保健未来发展!”(转化医学网360zhyx.com)(转化医学网360zhyx.com)


参考资料:

https://medicalxpress.com/news/2021-10-genomics-secrets-future-healthcare-millions.html

注:本文旨在介绍医学研究进展,不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导,请至正规医院就诊。

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