英国启动500万人队列多基因风险评分（PRS）项目
- boke
- 2022-10-20
- 10:16 下午
英国启动的500万人的前瞻性研究“Our Future Health”项目，将是英国有史以来最大的健康检查项目。该项目旨在通过开发和测试新的早期诊断技术和预防措施，支持基因组学在疾病预防和人口健康方面的使用。
Our Future Health是政府、慈善机构和生物企业之间的合作计划，旨在建立英国最大的健康研究项目，该项目将人们聚集在一起，开发预防、检测和治疗疾病的新方法。该项目得到众多慈善机构和公司的支持，还获得了来自UK Research and Innovation (UKRI)的资金（英国政府资助的投资于科学和研究的机构）支持。
人类有一些“特殊的”疾病。这些疾病不仅与环境因素有关，还受一个或多个基因变化的影响。研究人员通过这些变化，以了解基因在不同人群的疾病中所扮演的角色。“多基因风险评分”是人们根据与疾病相关的变化总体情况了解自己患某种疾病风险的一种方法。近日，Genomics plc与Our Future Health建立合作关系，将多基因风险评分作为研究项目重要的一部分，目的是寻找预防、检测和治疗常见疾病的新方法，如痴呆、糖尿病、心脏病、脑卒中和癌症。
图1 https://ourfuturehealth.org.uk/
多基因风险评分（PRS）是什么
全基因组关联研究表明，常见的复杂疾病具有多基因遗传特性，这些遗传特性可以使研究人员识别与疾病相关的遗传变异。将这些变异信息整合成，从而获得个人对疾病的易感性信息。虽然关键基因的突变通常与罕见疾病有关，但对于许多常见的疾病来说，是由DNA中数百万个位置的微小变异相叠加，从而影响我们患某种疾病的概率。
多基因风险评分(PRS)通过结合基因组的遗传信息，提供了预测个体疾病遗传风险的可能性方法。例如，PRS算法与临床风险因素低密度脂蛋白胆固醇一样对冠状动脉疾病具有类似的预测能力，并且PRS算法可以识别临床相关的冠状动脉疾病或者乳腺癌罕见变异携带者。
PRS的应用
越来越多的研究表明，PRS与疾病状态之间存在显著的关联，这说明了多基因评分的潜在价值，但其临床用途尚未确定。PRS能否以及何时可以被临床医生用于疾病预测或分层？为了将PRS转化为临床工具，需要将PRS个体的相对风险转化为对于疾病的绝对风险。与单基因疾病不同，在复杂疾病中，PRS的辨别能力受到疾病的多因素影响。
风险预测模型包括临床、生物化学、生活方式和历史风险因素的结合。这些模型实现了良好的预测能力，并被纳入预防和公共卫生临床指南。PRS与单一风险因素的预期一致，不应被视为这些临床风险模型的替代方案，而应作为可能的补充。随着复杂疾病多基因结构的建立，遗传和统计方法的改进，以及全球基因分型样本的增加，PRS预测的方法将不断改善。同时，在疾病发病可能性较高的特定队列中考虑使用PRS可能是及时有效的，识别疾病遗传风险高的个体，以便进行风险分层。
图2 多基因风险评分的潜在相关性生命轨迹，多基因风险评分有可能影响临床治疗
53种疾病PRS准确性验证
PRS的计算是该方案的一个重要部分。Genomics plc最近在《medRxiv》上发表了“UK Biobank release and systematic evaluation of optimised polygenic risk scores for 53 diseases and quantitative traits”的研究，在53种不同的常见疾病和性状中证明了PRS的准确性。“Our Future Health”志愿者的数据被识别并存储在一个安全的平台中，研究人员将能够申请访问数据，以调查和评估新的方法、测试和处理。
图3 UK biobank针对53种疾病和数量性状的优化多基因风险评分
多达500万志愿者参加“Our Future Health”项目时，将提供血液样本，从中提取DNA并进行基因分型，并向那些同意接收的参与者提供反馈。
PRS如何改善健康
PRS使预防和医疗的个性化成为可能。PRS可以识别疾病风险较高的人，并为他们匹配正确的预防、筛查或治疗途径。通常情况下，很多高风险个体都是并不知情的，医疗体系也发现不了这些高危人群。例如，目前的模型显示，英国有70万人服用他汀类药物以降低他们患心脏病的几率，但目前的检测评估方法并没有将他们确定为风险较高的人群。
另一个例子是癌症筛查。大多数英国女性在50岁时接受乳房x光检查，仅有部分女性更早接受该项检测。例如，一小部分女性(约1/300)在BRCA基因中有突变，她们患乳腺癌的风险大大增加。如果使用PRS，它将确定大约五分之一的女性处于中度或高风险水平(在英国超过65万40多岁的女性)。通过识别更多的高危人群并为他们提供正确的治疗，个性化预防意味着我们可以使癌症筛查更加有效。
医疗健康领域的个性化服务一直被认为提供起来将更复杂、更消耗资源也更昂贵，但事实上恰恰相反。个性化预防，精确化诊疗，是一种提高预防和筛查方案效率的方法，可以改善人口健康，为患者带来更好的结果。Genomics plc的创始人兼CEO Peter Donnelly教授表示：“今天，数以百万计的人在他们生命中的许多年里健康状况不佳，我们往往只在病人开始出现症状时才治疗疾病。确定这些患者并让他们接受正确的预防、筛查和治疗途径，可以帮助我们预防疾病或及早发现疾病。我们知道，多基因风险评分可以在这方面提供巨大的帮助，但为了使它们最有效，我们必须了解如何更好地使用它们——将它们提供给个人和医生的最佳方式，以及如何最有效地将它们融入当前的实践”。
