【歐陽永叔專欄】「泛基因組」揭開遺傳多樣性的奧秘

萊亞爾利物浦Layal Liverpool發表在《自然》(Nature)的<第一個人類「泛基因組」旨在對遺傳多樣性進行分類>(First human ‘pangenome’ aims to catalogue genetic diversity)說，研究人員發布了正在進行的找尋整個人類遺傳變異的努力的結果草案。(Researchers release draft results from an ongoing effort to capture the entirety of human genetic variation.)。研究指出。人類泛基因組代表了來自不同人群的基因序列的集合。在具有里程碑意義的人類基因組計劃的第一份基因組草圖發布 20 多年後，研究人員發布了一份人類「泛基因組」草稿——一份快照，它有望成為基因研究的新參考，比以往更能捕捉到人類以前的多樣性。遺傳學家對這一里程碑表示歡迎，同時也強調了圍繞使基因組研究更具包容性的努力的關鍵倫理思考。「這就像從黑白電視轉到 1080p，」加州大學聖地亞哥分校的基因組科學家 Keolu Fox 說。

文 / 歐陽永叔 綜合報導

一個更具包容性的基因組計劃旨在捕捉所有人類多樣性

「這是我們一直在等待的事情，」在比利時列日大學和剛果民主共和國金沙薩大學擔任聯合職位的遺傳學家 Aimé Lumaka 說。「目前的參考基因組不僅缺少部分基因組信息，而且最重要的是，它缺少多樣性，」他說。

基因組草圖於 5 月1日發表在《自然》雜誌上，由人類泛基因組參考聯盟制作。該國際項目於 2019 年啟動，旨在繪製整個人類遺傳變異圖，創建一個綜合參考，遺傳學家將能夠據此比較其他序列。這樣的參考將有助於研究調查基因和疾病之間的潛在聯繫。

泛基因組草案是在 2022 年人類基因組的第一個完整序列發表之後發布的，它填補了最初的人類基因組計劃留下的空白。但與最初的人類基因組草圖及其後繼者不同，它們都主要來自一個人的 DNA，泛基因組草圖代表了來自全球 47 個人的不同選擇的序列集合，其中包括來自非洲的個人，美洲、亞洲和歐洲。

完整的人類基因組序列很接近：科學家如何填補空白

紐約市西奈山伊坎醫學院的遺傳學家艾米爾·肯尼 (Eimear Kenny) 和她的同事通過計算將所有這些序列排列起來，形成一個「泛基因組圖」——概念上類似於倫敦地鐵地圖，其中分支路徑表示遺傳變異. 研究人員發現，與使用原始線性參考基因組相比，泛基因組使他們能夠識別出每人兩倍的結構變異——大型基因組改變，如基因重複或缺失。該團隊的目標是到 2024 年年中分析 350 人的序列。

許多正在分析的樣本來自參加千人基因組計劃的人，該計劃於 2008 年啟動，旨在繪製 26 個不同人群的遺傳變異圖。參與者的冷凍 DNA 樣本正在解凍，並由泛基因組聯盟使用稱為「長讀長測序」的更詳細技術進行重新分析。與舊的測序方法相比，這種方法一次可以分析更長的 DNA 片段，並且可以區分同一個人的染色體對。「這是一種分辨率更高的方法，」Fox 說。

參加千人基因組計劃時參與者簽署的同意書包括對其樣本的再分析，在新聞發布會上，肯尼和泛基因組聯盟的其他研究人員表示，該項目正在採取進一步措施，以確保合乎道德地收集和使用樣本遺傳數據。例如，肯尼說，該聯盟已承諾不包括原住民部落或其他有正式政策阻止提供樣本的團體的成員。

然而，包括 Fox 在內的一些研究人員擔心，該項目可能會重複其他大型遺傳多樣性項目中存在倫理問題的做法。例如，1990 年代的人類基因組多樣性項目和正在進行的「我們所有人」研究計劃受到批評，包括來自美國部落的批評，因為未能與他們正在採樣 DNA 的社區成員充分接觸。其中包括屬於邊緣化群體的人，這些群體通常在人類基因研究中代表性不足。

基於人類基因組計劃的大量發現——數字

「當然，我們將通過新數據集和新工具推進對人類結構變異的了解。然而，我們應該爭取的進展是讓代表性不足的社區從頭開始公平參與這項工作，」位於坦佩的亞利桑那州立大學的遺傳流行病學家和生物倫理學家 Krystal Tsosie 說。Tsosie 還是 Native BioData Consortium 的聯合創始人，Native BioData Consortium 是一家位於南達科他州伊格爾比尤特的非營利性研究機構，由土著科學家和部落成員領導。「如果這項研究沒有首先讓多元化社區受益，那麼我們就在做一些根本性的錯誤，」她說。

Native BioData Consortium 董事會成員 Fox 對此表示贊同。他擔心來自美國國立衛生研究院資助的人類泛基因組參考項目的數據可能會被製藥業用於商業目的——就像過去 3 年發生的那樣——而不會給研究參與者帶來實際利益或他們的社區。

在非常不同的權力結構下收集的樣本

華盛頓特區霍華德大學的遺傳學家 Latifa Jackson 指出，1000 人基因組計劃部分依賴於其啟動前多年收集的樣本。「我擔心許多參與泛基因組研究的地點都有樣本，這些樣本是在 1980 年代在非常不同的政治和社會結構下收集的，」她說。「我們需要重新審視同意的想法，尤其是對於 30-40 年前在非常不同的權力結構下收集的樣本。」

「我們認識到這項工作處於基因組研究的前沿，具有特定的特徵，包括數據的開放訪問，值得大量考慮，而且這些應用程序可能會引發倫理、法律和社會問題，」肯尼在會議上說。新聞發布會。「我們不僅借鑒了自己的專業知識，而且借鑒了世界各地學者和組織的工作，以了解許多陷阱並系統地審查其他努力以吸取經驗教訓，我們可以將這些經驗教訓納入這項新計劃」

肯尼補充說，泛基因組聯盟希望招募新的研究參與者，作為其努力最大限度地提高計劃中的 350 個基因組的多樣性的一部分。肯尼說，這些將包括「通過像紐約這樣的城市的大型衛生系統獲得的參與者，那裡的人幾乎來自世界每個國家/地區，經歷了散居和移民過程」。