生、長(zhǎng)、衰、病、老、死，一切都與基因有關(guān)。不同地域和民族的人，其基因也千差萬(wàn)別。

鑒于此，最大規(guī)模的中國(guó)人基因庫(kù)研究結(jié)果于近日首次發(fā)表——上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院內(nèi)分泌科聯(lián)合全國(guó)29家研究機(jī)構(gòu)、醫(yī)院，首次公布了來(lái)自27個(gè)省、直轄市8個(gè)民族的1萬(wàn)余人的高深度全基因組測(cè)序數(shù)據(jù)及表型的系統(tǒng)性分析結(jié)果。

2020年4月30日，上述團(tuán)隊(duì)題為T(mén)he ChinaMAP analytics of deep whole genome sequences in 10,588 individuals（中國(guó)代謝解析計(jì)劃對(duì)10588例樣本的深層全基因組序列的分析）的論文發(fā)表于由中國(guó)科學(xué)院主管的國(guó)際性學(xué)術(shù)月刊《CellResearch》（細(xì)胞研究）。

中國(guó)代謝解析計(jì)劃

糖尿病、骨質(zhì)疏松、低血糖、痛風(fēng)，這些病癥我們已經(jīng)不陌生了。

本質(zhì)上，它們都屬于“代謝性疾病”。

顧名思義，這是一種因代謝問(wèn)題引起的疾病。作為世界范圍內(nèi)最常見(jiàn)、發(fā)展最迅速的健康問(wèn)題，代謝性疾病在很大程度上決定著人類(lèi)的死亡率，也正在成為一項(xiàng)日益嚴(yán)重的公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)。

世界上沒(méi)有完全相同的兩片樹(shù)葉，而同一種疾病背后也存在個(gè)體差異。想要更好地進(jìn)行個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、提升預(yù)防、治療代謝性疾病的效果，關(guān)鍵在于了解代謝性狀的遺傳結(jié)構(gòu)。

實(shí)際上，最簡(jiǎn)單粗暴的方法就是對(duì)大規(guī)模人群進(jìn)行全面的遺傳分析。

如今，基因庫(kù)的概念已經(jīng)并不稀奇了，歐美已經(jīng)有了一些出名的人類(lèi)基因組學(xué)和生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，比如英國(guó)生物樣本庫(kù)（UKbio bank）、基因組聚集數(shù)據(jù)庫(kù)（gnomAD）、千人基因組計(jì)劃（1KGP）、UK10K計(jì)劃、dbSNP和多組學(xué)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究計(jì)劃（TOPMed）。

考慮到東亞人和歐洲人在遺傳背景和種群特征方面存在的巨大差異，一項(xiàng)”中國(guó)代謝解析計(jì)劃“（ChinaMetabolicAnalyticsProject，ChinaMAP）應(yīng)運(yùn)而生。

根據(jù)上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院公眾號(hào)介紹，該醫(yī)院此前牽頭開(kāi)展了多項(xiàng)覆蓋全國(guó)的隊(duì)列研究，基于相關(guān)研究，國(guó)家代謝性疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心（上海）依托了轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施（上海）和醫(yī)學(xué)基因組學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)施了這一計(jì)劃。

ChinaMAP旨在全面囊括漢族及主要少數(shù)民族在不同地理區(qū)域的多樣化遺傳結(jié)構(gòu)，并調(diào)查其對(duì)代謝疾病的影響以及廣泛的生物醫(yī)學(xué)相關(guān)的定量特征。

ChinaMAP基于三個(gè)大型隊(duì)列：

2010年中國(guó)非傳染性疾病監(jiān)測(cè)：全國(guó)范圍內(nèi)15萬(wàn)名參與者的研究；

中國(guó)糖尿病患者癌癥風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：25萬(wàn)名參與者的研究；

上海城市化進(jìn)程中的社區(qū)心血管風(fēng)險(xiǎn)：5萬(wàn)名參與者的研究。

10588位參與者的全基因組測(cè)序深度數(shù)據(jù)

在ChinaMAP一期階段，研究團(tuán)隊(duì)27個(gè)省的8個(gè)民族（漢族，回族，滿族，苗族，蒙古族，彝族，藏族和壯族）中隨機(jī)選擇參與者，毫無(wú)偏倚的選擇、過(guò)濾，進(jìn)行了10588位參與者的全基因組測(cè)序深度數(shù)據(jù)，最終完成了中國(guó)人群遺傳變異數(shù)據(jù)構(gòu)建、中國(guó)人群體結(jié)構(gòu)分析、基因組特征比較，及變異頻譜和致病性變異解析。

其中，平均基線年齡為54歲，女性占比為64.8％。

基因在特定的位點(diǎn)上，DNA序列存在差異，也就是說(shuō)，基因組中散在的堿基不同，比如點(diǎn)突變、單個(gè)堿基的置換、缺失和插入，這實(shí)際上也就是基因多態(tài)性的一種表現(xiàn)，這在生物學(xué)上被稱(chēng)為SNP，即single nucleotide polymorphism，即單核苷酸多態(tài)性。

在ChinaMAP一期數(shù)據(jù)庫(kù)中，共有1.36億個(gè)SNP和1000萬(wàn)個(gè)插入或缺失位點(diǎn)，其中一半都屬于多個(gè)國(guó)際通用的數(shù)據(jù)庫(kù)中沒(méi)有的新位點(diǎn)。

下圖是與TOPMed、gnomAD、dbSNP和1KGP數(shù)據(jù)庫(kù)相比，ChinaMAP中識(shí)別出的已知和新型SNP的數(shù)目和等位基因頻譜。

漢族可分成7個(gè)亞群

該研究表明，漢族人群可分成7個(gè)亞群，不同地域的變異特征與人口遷徙相關(guān)。

如下圖所示，漢族人群可分成7個(gè)亞群：北方漢族（北京、天津、河南、河北、山東、遼寧、吉林、黑龍江、山西），西北漢族（甘肅、陜西），東部漢族（江蘇、浙江、上海、安徽），中部漢族（湖北），南方漢族（貴州、四川、重慶、湖南、云南、江西），東南漢族（福建）和嶺南漢族（廣東、廣西）。

另一方面，藏族、彝族、蒙古族、苗族、壯族有獨(dú)特的人群聚類(lèi)，滿族和北方漢族相近，回族和西北、北方漢族相近。

值得一提的是，不同地域的變異特征與歷史上的人口遷徙相關(guān)。例如，西北地區(qū)（甘肅省）河西走廊地區(qū)是絲綢之路、古代人口遷徙的重要地區(qū)，因此有更多的個(gè)體變異特征。

少數(shù)民族（藏族，蒙古族和回族）的平均個(gè)體變異水平高于平均，而苗族個(gè)體的變異水平總體下降。

不難看出，基因組分析揭示了地理區(qū)域中多民族人口的遺傳特征及其多樣性、復(fù)雜性。

日本與中國(guó)北方漢族人群聚類(lèi)完全重疊

就遺傳特征而言，中國(guó)人與非洲差距最大，日本與中國(guó)北方漢族人群聚類(lèi)完全重疊。

如下圖所示，中國(guó)人的遺傳特征與歐洲、非洲、南亞、拉丁美洲人口之間存在著巨大的差異。Fst取值范圍為[0,1]，最大值1表示完全分化；最小值0意味著不同地方群體遺傳結(jié)構(gòu)完全一致，沒(méi)有分化。

其中，非洲人口和中國(guó)人口顯示出最大的遺傳距離（MSL，塞拉利昂，F(xiàn)st=0.15；ESN，尼日利亞，F(xiàn)st=0.15；YRI，尼日利亞，F(xiàn)st=0.149）。

同為東亞血統(tǒng)的中國(guó)、日本、越南人口的遺傳特征非常相似（JPT，日本，F(xiàn)st=0.007；KHV，越南，F(xiàn)st=0.005）。

另外，研究者在成分分析中發(fā)現(xiàn)，日本人群與中國(guó)北方漢族人群聚類(lèi)完全重疊（日本為紅點(diǎn)部分）。

可見(jiàn)，研究成果提供了漢族和少數(shù)民族的精確遺傳結(jié)構(gòu)，揭示了中國(guó)人口的基因組多樣性和分布。

中國(guó)人得糖尿病和肥胖的風(fēng)險(xiǎn)不同于歐美

研究人員進(jìn)行了多基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分（PRS），包括個(gè)體遺傳風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)、點(diǎn)單變體關(guān)聯(lián)分析和稀有變體關(guān)聯(lián)分析序列內(nèi)核關(guān)聯(lián)檢驗(yàn)（SKAT）。

實(shí)際上，2型糖尿病和肥胖都是很常見(jiàn)的代謝性疾病，因此團(tuán)隊(duì)也對(duì)二者進(jìn)行了多基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分。

在對(duì)2型糖尿病進(jìn)行的多基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分中，研究團(tuán)隊(duì)將評(píng)分、年齡和血糖值以三維的形式進(jìn)行顯示。

多基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分表明，2型糖尿病高風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)的個(gè)體之間存在非常顯著的血糖差異，高風(fēng)險(xiǎn)個(gè)體隨著年齡的增長(zhǎng)，空腹（FBG）和餐后2小時(shí)血糖（2h-PBG）都顯著高于中風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)者。

而在對(duì)體重指數(shù)BMI進(jìn)行的分析中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了東亞人的特異性CADM2基因位點(diǎn)。

CADM2此前經(jīng)動(dòng)物研究證實(shí)可參與調(diào)節(jié)體重和能量穩(wěn)態(tài)。

下圖為體重指數(shù)、空腹血糖和餐后2小時(shí)血糖的多基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分。

值得一提的是，中國(guó)人患2型糖尿病和肥胖的風(fēng)險(xiǎn)基因不同于歐美，這也進(jìn)一步證明了建立中國(guó)人自己的基因庫(kù)的必要性。

藏族、蒙古族和彝族酒量最好

此外，研究人員也探究了參與者的營(yíng)養(yǎng)和藥物代謝的流行病學(xué)和地理特征。

一方面，研究團(tuán)隊(duì)將關(guān)注點(diǎn)放在了酒精代謝能力上面。

從地理上講，北方人比南方人酒精代謝能力更高，也就是說(shuō)酒量更好；藏族、蒙古族和彝族的酒精代謝能力最高，廣東、福建人該項(xiàng)能力最低。而不同地區(qū)人群對(duì)咖啡因的代謝能力相似。

另一方面，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)華法林（Warfarin）的減量使用、抗血小板藥物氯吡格雷（Simvastatin）的適用人群分類(lèi)、他汀類(lèi)降脂藥的副作用風(fēng)險(xiǎn)人群進(jìn)行了分析，這也進(jìn)一步佐證了針對(duì)我國(guó)人群特征的藥物基因組研究和藥物基因檢測(cè)的重要性。

結(jié)合上述研究成果可以看出，這一大規(guī)模中國(guó)人基因庫(kù)對(duì)代謝類(lèi)疾病的評(píng)估、對(duì)重大慢性疾病的預(yù)防、對(duì)個(gè)體健康的管理和公共衛(wèi)生決策，都具有不小的價(jià)值。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的中国北方汉族人、日本人基因完全重叠！深入揭秘的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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