血细胞计数和相关定量是临床实验室的重要检测指标,可以反映造血祖细胞产生、血红蛋白的合成和从骨髓的成熟和释放,以及血液循环中成熟或衰老血细胞的清除。由于红细胞、白细胞和血小板定量特征表现出很强的遗传特性,因此已成为各种全基因组关联研究(genome-wide association studies, GWASs)关注的重点。早在2016年发表于《细胞》杂志的一项研究中,已经通过对大约15万欧洲血统人群的GWAS分析,鉴定出超过1000个基因座。
血液学特征的分布和遗传性血液病的患病率因种族而异。然而,不同人群患某种疾病的风险到底有多大以及相关的遗传学因素,尚未找出答案。
最近《细胞》杂志发表的一项研究中,来自美国、加拿大、日本和英国的研究人员对五大人群的血细胞特征遗传学进行了更广泛的研究,包括欧洲、东亚、非洲、西班牙 / 拉丁美洲和南亚人群。该研究纳入约74.6万名参与者(包括非欧洲血统人群约18.5万名,占比约24%),对参与者的15种血液学特征进行跨种族荟萃分析,其中包括红细胞计数、血红蛋白等7种红细胞特征,白细胞计数、中性粒细胞计数等6种白细胞特征,血小板计数、平均血小板体积等血小板特征。研究人员确定了5552个性状变异关联,其中包括在欧洲血统人群中未发现的71个新关联。还在非欧洲血统荟萃分析中确定了28个新的祖先特异性变体,包括与体内淋巴细胞计数和体外IL-7分泌水平相关的南亚人IL-7错义变体。
研究者探讨了跨种族变异在多个人群中的临床意义和预测价值,并比较了遗传结构和自然选择对不同人群血液表型的影响。总而言之,对血液学特征的研究结果突出了在遗传学研究中更具全球代表性的群体的价值。该荟萃分析是针对不同祖先群体的临床相关复杂人类特征的最大遗传学研究之一。研究者继续扩大了导致血细胞性状个体间变异的基因座和基因库,对血液病以及其他诸如癌症、免疫和心血管等疾病有潜在影响。
该研究对未来的人类遗传学研究具有启示意义。
首先,证明了在GWASs中加入“适度”数量的非欧洲血统参与者可以产生重要的生物学效应。第二,血细胞性状变异的基因座代表了广泛的共享关联(即在群体中相似的等位基因频率和效应大小)和异质关联(即在群体中不同的等位基因频率和效应大小)。这一结果有助于获得越来越多的证据,要全面了解人类复杂性状的遗传基础,就需要对全球遗传和表型变异进行全面的分类。第三,由于连锁不平衡等位基因频率和模式的异质性,关联信号的精细定位可以通过包含多个祖先来实现。这对旨在从功能上描述GWASs发现的大规模努力的成功产生巨大影响,同时也将开发转移到多个祖先的多基因预测因子。
随着越来越多的研究试图解开复杂性状关联背后的因果变异,研究者推测来自不同祖先的遗传证据将发挥重要作用。(编译:贾盛崧)
参考文献:Cell 2020;182:1198-1213