ChinaMAP：华大智造平台助力上海交大瑞金医院发布中国人群G6PD缺乏变异的多组学分析成果
来源： 华大智造MGI 2023-09-27 16:11
中国 G6PD 变异的区域和种族图谱提高了我们对中国各地G6PD遗传学的了解。与中国的新生儿筛查相比[5]，ChinaMAP重新捕获了最常见的变异，并显示出各省之间相似的变异模式。
G6PD（6-磷酸葡萄糖脱氢酶）缺乏症是由致病性G6PD (NM_001042351.2) 变异引起的X 连锁遗传性疾病[1]。G6PD缺乏症影响全球超过4亿人，每年导致数千人死亡。G6PD缺乏症在中国发病率较高（0.767%）且分布广泛，尤其是华南地区。包括广东、海南、广西、云南、贵州和四川等省份[2,3]。然而，国内不同地区G6PD基因组变异的系统研究以及基于全基因组数据的 G6PD 变异（包括错义、功能缺失（LOF）和非编码变异）全景研究仍然缺乏。
为了进一步阐明中国人群中G6PD候选变异的特征，该研究系统分析了来自 ChinaMAP 的 10,588 名个体中35个候选变异的分布。这些候选变异表现出多样性和地区特有性分布。在 ChinaMAP 中，来自南方地区人群的候选G6PD变异明显多于来自北方地区的人群。广西、广东、江西、四川、北京、福建G6PD基因变异频率位居前六位（携带率≥3.39%）（图B）。
图C：ChinaMAP 中前 7 个变体和其他变体的频率
图D：ChinaMAP 人群中前 7 个最常见的 G6PD 变体和其他变体的频率和区域分布
中国 G6PD 变异的区域和种族图谱提高了我们对中国各地G6PD遗传学的了解。与中国的新生儿筛查相比[5]，ChinaMAP重新捕获了最常见的变异，并显示出各省之间相似的变异模式。此外，研究中发现的种族特异性变异可以作为携带者筛查或新生儿筛查标记，以减少某些种族地区的出生缺陷。例如，彝族特异性等位基因 c.487G>A (rs137852314)，该变异在东南亚携带者群体中表现出非球形溶血性贫血的不完全外显率[6,7]。据研究报导，葡萄糖水平降低导致的低血糖能够在G6PD缺乏的个体中引起溶血[8]。本研究中发现的G6PD变异与血糖水平之间的关联表明，对具有此类遗传背景（即 rs137852340 和 rs137852327）的个体进行药物治疗时需要额外考虑遗传因素的影响。
ChinaMAP，即中国代谢解析计划 (China Metabolic Analytics Project)，是由国家代谢性疾病临床医学研究中心（上海）基于上海交通大学医学院附属瑞金医院牵头，联合全国29家研究机构和医院，依托转化医学国家重大科技基础设施(上海)和医学基因组学国家重点实验室，开展了的一项覆盖全国的队列研究项目。在该项目中，研究团队对队列中代表中国不同地区和民族的10588人DNA样本，使用华大智造的高通量测序平台进行了40X深度全基因组测序，完成了高质量的中国人群遗传变异数据构建、中国人群体结构分析、基因组特征比较以及变异频谱和致病性变异解析。部分已发表研究成果如下：
基于ChinaMAP数据库和千人基因组项目（1000 Genomes Project, 1KGP）数据库等，对新冠病毒受体ACE2相关变异在全球不同人群中的比较分析。
首次发布最大规模中国人群高深度全基因组测序和表型研究的一期成果，在ChinaMAP一期数据库中，包含1.36亿个基因多态性位点(SNP)和1千万个插入或缺失位点(INDEL)，其中一半是在国际通用的dbSNP、千人基因组、gnomAD和TOPMed数据库中均没有的新位点，相关数据可在国家代谢性疾病临床医学研究中心的www.mBiobank.com网站搜索，为我国的医学和生命科学研究提供数据支持。
正式公开ChinaMAP插补服务器（www.mbiobank.com），为中国和东亚人群的遗传研究提供参考序列集。
基于ChinaMAP数据库，与华大智造联合开发了一款支持多方联合进行GWAS全流程分析的隐私计算工具——TrustGWAS，实现了以一种安全和保护隐私的方式对个体水平的数据进行GWAS联合分析，为大型队列数据隐私化共享提供可靠的软件支持和全流程的解决办法。
基于ChinaMAP数据库，发表中国人群血液病毒基因组研究成果，为大人群的疾病预防与流行病学研究提供重要信息。
基于ChinaMAP数据库，通过多组学分析，提供了更全面的中国人群G6PD突变谱和多维度功能注释，为G6PD缺陷的早期筛查和功能研究提供了数据支持。
参考文献
[2]Ainoon, O., Alawiyah, A., Yu, Y.H., Cheong, S.K., Hamidah, N.H., Boo, N.Y.,Zaleha, M., 2003. Semiquantitative screening test for g6pd deficiency detects severe deficiency but misses asubstantial proportion of partially-deficient females. Southeast Asian J. Trop. Med. Public Health 34, 405-414.
[3]Li, Z., Huang, Z., Liu, Y., Cao, Y., Li, Y., Fang, Y., Huang, M., Liu, Z., Lin, L.,Jiang, L., 2023. Genotypic and phenotypic characterization of glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD)
deficiency in guangzhou, china. Hum. Genomics 17, 26.
[4] Cao, Y., Li, L., Xu, M., Feng, Z., Sun, X., Lu, J., Xu, Y., Du, P., Wang, T., Hu, R., et al., 2020.The chinamap analytics of deep whole genome sequences in 10,588 individuals. Cell Res. 30,717-731.
[5]Liu, Z., Yu, C., Li, Q., Cai, R., Qu, Y., Wang, W., Wang, J., Feng, J., Zhu, W., Ou, M., et al., 2020. Chinese newborn screening for the incidence of g6pd deficiency and variant of g6pd gene from 2013 to 2017. Hum. Mutat. 41, 212-221.
[6] Iwai, K., Hirono, A., Matsuoka, H., Kawamoto, F., Horie, T., Lin, K., Tantular, I.S., Dachlan, Y.P., Notopuro, H., Hidayah, N.I., et al., 2001. Distribution of glucose-6-phosphate dehydrogenase mutations in southeast asia. Hum. Genet. 108, 445-449.
[7]He, M., Lin, K., Huang, Y., Zhou, L., Yang, Q., Li, S.,Jiang, W., 2018. Prevalence and molecular study of g6pd deficiency in the dai and jingpo ethnic groups in the dehong prefecture of the yunnan province. Hum. Hered. 83, 55-64.
[8]Shalev, O., Eliakim, R., Lugassy, G.Z.,Menczel, J., 1985. Hypoglycemia-induced hemolysis in glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency. Acta Haematol. 74, 227-229.
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