基因组测序数据中发现的种族差异

梅奥诊所的研究人员发现了《癌症基因组图谱》(TCGA)中基因组数据的差异。这项研究发表在2022年3月版的《国家癌症研究所杂志》上。这项研究和类似的努力是确定差距和需要改进的领域,并努力实现人人享有公平的个体化医疗的第一步。

佛罗里达州杰克逊维尔梅奥诊所的生物信息学家、该研究的资深作者Yan W.Asmann博士表示:“作为一名研究人员,我经常从临床医生那里听到个性化医疗和设计适合每个患者的解决方案。”。“每个患者都不同,这包括不同种族之间的遗传和基因组学差异。”

TCGA中发现的差距对非洲癌症患者的影响率高于其他癌症患者。Aaron S.Mansfield,医学博士,明尼苏达州罗切斯特市梅奥诊所的肿瘤学家。他注意到了自己实践中的这些差距,让他进一步研究这个问题,并将他与阿斯曼博士分析TCGA的工作联系起来。

曼斯菲尔德博士说:“当基因组信息回来时,一些患者没有任何可用于靶向治疗的突变,但发现了许多具有未知意义的变异。有趣的是,欧洲血统的患者似乎具有更少的未知意义的变体。”。

分析TCGA
在这项研究中,使用了遗传推断的非洲和欧洲血统,而不是TCGA参与者自我报告的血统,但这一推断证实了报告的种族,只有少数例外。研究人员比较了非洲和欧洲癌症患者七种癌症的生殖系和肿瘤外显子的质量。

所分析的每种癌症都有至少50名黑人患者自述。分析外显子的测序深度、肿瘤纯度、种系变异和体细胞突变的质量。在所审查的七种癌症类型中,有六种癌症的非洲外显子体的测序深度在统计学上显著低于欧洲外显子。这六种癌症包括乳腺癌、前列腺癌、肺癌、子宫癌、肾癌和结肠癌。

曼斯菲尔德博士说:“覆盖范围的深度存在漏洞,这些差距对非洲人后裔的影响比其他人更大。”。“这是我们现在理解的一部分。”

研究人员以乳腺癌为例来说明潜在的病因。根据该报告,祖先的差异可能是由于不同的外显子捕获试剂盒用于在不同的时间批次中对外显子进行测序。无论祖先如何,旧试剂盒都在更高的深度进行测序。在早期批次中,欧洲祖先患者比例过高,导致这些外显子的覆盖率更高。

“每个患者的基因组都与人类参考基因组进行比较,”阿斯曼博士解释道。“然而,参考基因组本身具有种族偏见,因为它来自大多数欧洲血统的患者。”

研究人员进一步评估了影响测序深度的因素,包括肿瘤纯度、捕获试剂盒、样本采集和测序中心。由于这些变量中缺少值,这些因素被单独评估,而不是通过单一的统计模型。

致力于个体化医疗
创造更公平的个体化医学的第一步是找出差距,这是本研究的主要目标。虽然该领域正在朝着正确的方向发展,但仍有许多工作要做。

曼斯菲尔德博士说:“DNA的一次变化可能会引发癌前病变。”。“对某些药物来说,DNA的一次变化就能预测其中哪一种会起作用。”

如果其中一项指标严重夸大或被错误地称为异常,则可能会对临床医生的治疗建议产生负面影响。准确的指标和个性化数据可以帮助临床医生找到对患者最有价值的疗法。

曼斯菲尔德博士说:“有了FDA批准的可用疗法,你需要这样的精确度才能做出正确的选择。”。“你需要每个DNA碱基的最大准确性,以确保你了解肿瘤和生殖系之间的变化。”

阿斯曼博士指出了精确基因数据的其他应用,包括药物反应和个性化新抗原疫苗的创建。她、曼斯菲尔德博士及其同事正在研究一种数字解决方案,以在临床层面解决这些差距。

同时,对患者癌症进行测序的最准确方法可能是对患者的肿瘤和正常细胞进行测序。在临床上,这可能会更加困难和昂贵。虽然这不是标准的护理,但它可以帮助患者在肿瘤和自身基因信息之间提供更准确的比较。

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