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中国初步构建首个中国人群专属泛基因组参考图谱

编辑:生活网      来源:生活网      基因组   遗传信息   中国资源   伦理委员会   科学

2023-07-10 13:08:17 

日前,复旦大学、西安交通大学、中国医学科学院等26家单位联合发布了中国人群泛基因组联盟第一期研究进展。 结果发表在主要期刊上。 图集、成果均由中国科学家独立完成。

复旦大学援引研究人员的话说,新发现的遗传变异可能与亚洲人群独特的疾病易感性和表型多样性有关。 随后,舆论场上关于是否应该向世界公布中国人群基因组数据的大讨论开始了。 在一张被广泛引用的截图中,一位“来自新加坡的董玉珍博士”谴责这项研究是“自筹资金”。 把肾割下来送给别人,才能沾沾自喜。”

尽管研究团队表示,该研究涉及的样本信息和数据的公开发布已经获得国家人类遗传资源管理部门的批准。 不少自媒体跟进时,“这东西不适合发行”、“把中国人民的秘密暴露给其他国家”等议论依然不绝于耳。

基因数据可以与其他国家共享吗?

支持者表示:数据共享是开放科学的应有之义,“共享、共享、共享”的原则使世界各地的科学家能够充分利用数据进行研究,为临床医学研究和研究提供更可靠的信息。新药开发。 这是为了公众利益。

反对者大多是出于隐私和数据安全方面的考虑。 在发展中国家和贫困地区,这种担忧常常与遗传矿物被掠夺的复杂感觉交织在一起。 有分析认为,后一种担忧有历史原因,源于发展中国家和欠发达地区过去剥削和侵略的痛苦记忆。

有人担心太开放,有人担心不够开放。 许多研究人员向知识分子提到了他们对基因数据共享不足的担忧:如果为国际合作和数据共享设置障碍生活网消息,也可能导致我们未来获取国际数据时遇到同样甚至更高的障碍; 绕过中国人群,我们对相关疾病的发病机制也缺乏了解,制药企业的研发也会受到阻碍。

从这个意义上说,讨论遗传数据是否应该共享可能不如讨论遗传数据应该如何共享。

制作中国人群专属基因图谱是“正常操作”

要解释复旦大学公布的这批共享基因数据是否值得关注,我们需要看看他们公布了哪些数据。

基因作为遗传物质的基本单位,是一切生物体的基础。 人类基因组约有30亿个碱基对,其中每1000个碱基对就会有一个单核苷酸多态性(SNP)。 一个人体内大约有4-500万个SNP,人与人之间的差异由此而来。

因此,人类参考基因组被视为导航图,是分析人类起源和进化的基础,也是人类表型和疾病的遗传基础。

在人类基因组的研究上,中国科学家出现了很多。

2001年,由中国等六国科学家共同参与的人类基因组计划首次公布了人类基因组草图,被视为人类基因组计划成功的里程碑。 当时中国科学家承担了总测序量1%的测序任务。

原始的人类参考基因组信息是由多个志愿者的基因组组装而成的。 由于捐赠者信息的保密性,非正式报道称大部分DNA来自一名居住在纽约州布法罗的男子。

过去二十年,人类参考基因组经历了数十次更新迭代,但通用人类参考基因组是由欧洲白种人样本构建的。

基因图谱的利弊_基因冲突怎么回事_

因此,这个人类参考基因组无法代表人类群体中存在的大量遗传变异,从而在基因组分析中出现参考偏差的问题。 一种说法是,在预测疾病风险时,对于有色人种来说,仅比较当时的参考组可能会产生更大的风险低估。

国际科学家共同成立“人类泛基因组”联盟(HPRC),试图建立更加准确、完整的人类参考基因组,以反映世界人口的多样性。 今年5月,HPRC制作的首份人类泛基因组参考稿发布,包括来自世界各地的47个样本,其中包括3个中国南方汉族样本。

617, 312-324(2023)

此外,中国科学家还经批准参与了多项国际合作,包括国际著名的千人基因组计划。 2015年,该项目发布了第三期数据,包括2504个样本基因组,涉及非洲、美洲、亚洲、欧洲26个民族,其中包括中国的汉族、傣族。

526, 68-74 (2015)

今年6月,复旦大学徐树华教授和西安交通大学叶凯教授联合国内26家单位发起成立了中国人口基因组联盟(CPC)。 第三代高保真基因组测序技术进行深度测序,发现人类通用参考基因​​组缺失1.9亿个碱基对的参考序列。

与HPRC发布的泛基因组图谱相比,CPC发布的中国人群特异性泛基因组参考图谱中,新发现了1079个基因拷贝数变异,这些变异在中国人群中富集,其中包括药物代谢基因等。研究人员表示,新发现的基因变异可能与亚洲人群特有的疾病易感性和表型多样性有关。

西湖大学生命科学学院特聘研究员郑厚丰告诉《知识分子》:“这是首次利用第三代基因测序技术对36个民族的样本进行测序,更多的遗传变异被检测出来。发现,这有助于我们对复杂疾病的研究。”

在业内人士看来,中共公开研究成果获得国家人类遗传资源管理部门批准是正常操作。

“这一质疑与‘新冠病毒’是针对亚洲人的基因武器的说法相符。”

“新冠病毒很难只感染亚洲人,”郑厚丰解释道。 “新冠病毒感染人体细胞的关键在于冠状病毒的S蛋白与人体细胞的ACE2蛋白的结合。如果说人体细胞是一个房间,那么新冠病毒就是强盗,ACE2就是门把手, S蛋白拉动它,病毒就会侵入人体细胞。”

亚洲人群和欧洲人群的区分并不依赖于一个或几个基因位点,而是不同人群基因组中数十万或数百万个基因位点的频率差异可以在群体水平上区分欧洲人群。 人群和亚洲人群。

当新冠病毒进入人体时,它不会检查整个基因组来区分欧亚人群。 感染取决于个体的细胞是否表达ACE2蛋白。 现有研究表明,亚洲人和白人肺组织中ACE2基因表达量没有显着差异。

此外,由于中华民族是一个文化概念而非生物学概念,其人口来源包括蒙古、欧洲、东亚等,因此“针对中华民族的基因武器”这一说法目前也很难实现。 精确的”。

英国、美国、新加坡、印度和许多其他国家正在共享他们的基因数据

_基因图谱的利弊_基因冲突怎么回事

事实上,共享基因组序列数据的文化起源于1996年在百慕大举行的一次会议,会上来自五个主要测序中心的代表一致同意,超过一定规模的基因组测序数据应在生成后24小时内提交。 向公共数据库开放,并遵循“共享、共享、共享”的原则。

从此,基因研究领域奠定了开放科学的基石,世界各地的科学家可以充分利用数据进行研究,为临床医学研发提供更可靠的信息。

近20年来,各国相继建立了生物样本库,并有不同限度地向全球研究人员开放。 郑厚丰告诉《知识分子》,他使用最多的是英国生物银行(UK)的数据。 该样本库成立于2006年,招募了50万名英国志愿者,收集并储存他们的生物样本(血液、尿液、唾液),并跟踪记录长达十多年。

研究人员在实际工作中观察了不同地区生物样本库的使用情况。

郑厚丰告诉《知识分子》,根据他的经验,最开放的数据是英国,“研究人员只需要写一个,委员会批准后就可以使用。在我的印象中,英国的数据申请之前比较慢”可能要一两个月审批下来,但现在很快了。”

“此外,我们还申请了美国、印度和新加坡的数据,到目前为止,我提交的申请基本都获得了批准。”

事实上,基于上述百慕大原则,以及“人类共同遗产”、“全球公共产品”等理念,基因组数据的开放共享被视为其应有的意义。

支持数据共享的观点是,数据的广泛共享和利用可以更有效地利用医疗资源,特别是对于突发传染病的控制。 此外,数据共享也有利于开发更安全、更有效的诊断和治疗方法。

目前,各个国家和地区的生物样本库也不同程度地对外开放; 越来越多的研究联盟相应成立,利用研究人员和临床医生收集的基因组数据来促进基因组合作研究。

以英国为例,来自世界各地的学术或商业研究人员可以提交申请来访问来自50万参与者的大量数据。 申请必须“符合公共利益的健康相关研究”。 由于样品的有限性和消耗性,获取生物样品的申请可能会受到更严格的审查。

利用英国的研究成果也需要重新引入其资源,以便其他人能够从研究成果中受益。

也被认为是人口癌症研究的重要资源。 截至2022年9月,该图书馆的癌症登记处已收录超过43,000个癌症病例,包括常见的乳腺癌、前列腺癌、结直肠癌、肺癌和一些相对罕见的癌症。

自2017年英国发布全基因组关联分析数据以来,它在加速识别与癌症风险相关的遗传变异方面发挥了核心作用。 使用英国生物银行数据的许多国际研究已经确定了特定癌症的新易感位点,例如结肠癌、宫颈癌等; 影响多种癌症风险的基因也已被确定。

2021年,杭州医学院公共卫生学院姜兆强在《国外生物样本库大数据伦理管理现状及启示》中引用了欧洲研究中心和前沿技术研究所的调查:170个生物样本库或组织其中,17%的数据在欧盟内部共享,33%在全球共享,20%由数据研究人员共享,10%由单位共享。

同时,本文总结了各国一些生物样本库的开放和共享情况:

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基因数据共享,真正的担忧是什么?

当然,对于基因数据跨境共享也有担忧的声音,这样的声音并非中国独有。 在西方,人们更多地担心隐私和数据安全。

一般来说,最好的保密措施是对样本进行匿名化,但有些研究结果可能对提供者具有临床意义,匿名化会降低个人利益,降低样本的研究价值。

美国贝勒医学院医学伦理与健康政策中心教授Mary A.等人2016年对1319名美国成年人进行了调查。受访者中,53%的人对自己的健康信息被泄露感到不舒服。美国学术人员获得的健康信息,73%的人对美国境外学术人员获得的健康信息感到不舒服; 此外,25%的受访者不相信美国的学术研究人员会确保健康信息的安全,51%的受访者不相信美国以外的学术研究人员会保证其健康信息的安全。

此外,研究人员还认为,除了隐私和数据安全之外,对经济竞争的担忧也是一部分原因,尤其是生物医学研究往往被视为国民经济增长的引擎。

研究人员指出,在亚洲、非洲和拉丁美洲,一些担忧源于对漫长殖民历史的痛苦记忆。

有一个概念叫“直升机研究”(),通常描述发达国家的研究人员直接前往发展中国家进行违反伦理的研究。 当地居民可能没有足够的知情权,当地科学家也被排除在研究之外,贡献基因数据的原住民也缺乏成果的惠益分享。

“这可以理解为某种‘道德倾销’,即发达国家有比较完善、严格的科研伦理法规和伦理审查制度,但一些发展中国家和欠发达地区缺乏相关法律法规,或者相对薄弱。发达国家的研究人员可以以极低的成本获得大量的生物样本和信息来进行科学研究和药物开发,但样本和信息的提供者及其所在国家还没有从研究中同样受益。”

北京协和医学院人文学院副教授张迪说,1996年,哈佛大学研究人员在中国安徽等地采集了大量生物样本。 他们也没有得到承诺的免费医疗。

类似事件在巴西、印度尼西亚等地也发生过。

“从那时起,我们才认识到人类遗传资源的珍贵,就像矿产一样,不能随便出售,必须有限制流通的大门。如果放开,也需要明确其限制类别和审批方式。”将保护人类遗传资源。资源上升到国家安全级别。”

因此,1998年,国家层面首次专门针对人类遗传资源管理制定了文件,即《人类遗传资源管理暂行办法》。 其中,重要人类遗传资源的出口、出境和提供受到严格控制,需经中国人类遗传资源管理办公室申报并批准。

2019年,国务院颁布《中华人民共和国人类遗传资源管理条例》,明确规定外国组织、个人及其设立或者实际控制的机构不得采集、保藏我国人类遗传资源。不得将我国人类遗传资源提供给境外。 人类遗传资源。

外方需要利用我国人类遗传资源开展科学研究活动的,应当“采取与我国科研机构、高等学校、医疗机构、企业(以下简称中方单位)合作的方式)”并确保中方单位及其研究人员全程、实质性参与研究,并依法分享相关权益。 在国际科研合作过程中,利用我国人类遗传资源产生的所有记录和数据信息应向中方单位完全开放,并向中方单位提供备份。

“对于外国组织和研究人员来说,暂行办法和管理规定的出台,意味着如果你想对中国进行研究,就需要以合法、公平的方式进行。”张迪总结道。

基因图谱的利弊_基因冲突怎么回事_

近年来,科技部做出了多项行政处罚决定,其中最集中的一批处罚决定是在2018年,其中包括华大基因和上海华山医院擅自公开披露基因信息的行为。 该研究发表于 2015 年,基于 10,000 多名中国女性的匿名序列数据。 华大基因承认其未获得发表该论文补充材料的许可。 其发言人随后表示,这些数据已按照科技部的要求销毁。

公共福祉的讨论被争议所掩盖

在这次讨论中,我们可以认识到,1996年事件之后,我们已经吸取了对人类遗传资源重视和保护不够的教训。 近十年来,我国生物样本库已进入大规模建设阶段,但一些问题尚未得到充分讨论。

例如,目前样本使用知情同意、隐私保护、再同意等问题也成为国内生物样本库面临的重大伦理挑战。

张迪说,“以前生物医学研究中普遍存在有效知情同意的问题,一些患者样本的获取不明确。比如5毫升的血液就足以完成研究,但有些研究人员可能会取10毫升的血液。”患者并不完全知情,多出来的5毫升是做什么研究的。”

“还有一些样本,研究人员或申办者可能会长期持有,但他们没有向受试者解释研究结束后这些样本将如何处理?会保存多久?会不会用于其他用途?”研究?会不会转移给第三方?是否销毁、何时销毁等。

“现在好多了,药物临床试验基本都会遵循新版药物临床试验质量管理规范,以及新推出的伦理审查方法,明确样本的使用。但早些年,没有法律和法规的时候,法规明确要求,有些研究的发起者或者发起者并不是自愿说这些话的。”

虽然我国很多机构都建立了不同规模的生物样本库。 但由于建设和集成共享方面缺乏顶层设计和监管,导致生物样本种类不全,样本质量良莠不齐。 大多数生物样本仅限于机构使用,即使在国内,跨机构共享的动力仍然不足。

2023年7月,科技部制定的《人类遗传资源管理条例实施细则》正式实施,优化行政许可和备案范围。 同时,为进一步提高我国人类遗传资源管理效率,暂停“人类遗传资源管理办公室”运行,委托中国生物技术发展中心开展相关技术工作。人类遗传资源的管理。

不止一位研究人员表示,此前繁琐、不顺畅的报告和沟通机制可能阻碍了中国相关研究的进展。

2015年,郑厚丰作为英国十万基因组计划(UK 10K)骨病项目的主要执行者,首次发现EN1基因罕见突变对欧洲普通人群骨密度和骨折的影响人口。 为疾病的诊断和预防提供理论和实践依据。

回国后,他也希望建立一个类似的公共生物样本库,“我们按照科技部的要求申请了采集保存资质,但在申请过程中发现我们不符合要求”。 “很多细节和条件都说清楚了。我们提交了材料,他们拒绝了,但他们给出的意见很粗糙,我们不知道如何改进。”

当时,他和他的团队仍然无法拨打中国人类遗传资源管理办公室的公共电话。

“这种情况确实存在。”张迪说道。 “在伦理审查过程中,伦理审查委员会的成员经常提醒研究人员关注申请人的遗产。研究人员自己可能会觉得很麻烦,毕竟报告过程需要花费大量的时间和精力。” 能源,如果在人类遗骸上花费太多时间,研究进展可能会受到严重影响。”

此外,不顺畅的报告机制也可能导致药企在研发时绕开中国人群。 “你可以说这是保护我们的遗传资源,但从另一个角度来看,如果这个领域的研究不在这个国家进行,是否会不利于我们的患者获得某些药物或检测?”

“在科研伦理发展史上,有学者指出,美国开展的临床试验大部分是白人男性受试者,黑人和白人女性相对较少。这一人群的整体药物风险上市后不符合公正原则,同样的道理,我们在遗传资源管理、药物临床试验和基础研究中也应该关注这个问题,避免在我国出现同样的问题和风险”。

“去年,我们与科学界就修订《人类遗传资源管理条例实施条例》进行了讨论。有科学家指出,在20世纪90年代,我们在基因组学和生物医学方面的研究确实比较落后。但现在这件事已经发生了一定程度的变化。

张迪说,“今天,我们应该对自己在生物医药领域的国际地位有更清晰的认识,并在此基础上完善生物样本和人类遗传资源的管理。在符合伦理的前提下,我们必须审视这些是否存在问题。”监管壁垒是否合理,是否可能导致对方在国际合作中筑起高墙,阻碍合理的双边或多边国际合作研究。”

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4、首张中国人群专属泛基因组参考图谱!复旦大学、西安交通大学、中国医学科学院等团队发布成果

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