がんの遺伝学とリスク予測に関する新しい洞察
研究が、がんの遺伝学における診断時の年齢の重要性を明らかにした。
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がんは世界中で大きな健康問題で、毎年何百万もの新しい症例と死亡者が出てるんだ。2020年には約1930万人ががんと診断され、約1000万人がその病気で亡くなったんだって。研究者たちは、大規模な集団におけるDNAの変異を調査することで、がんリスクに寄与する遺伝的要因を特定しようとしてる。1つのアプローチは、多因子リスクスコア(PRS)を計算して、個人の遺伝的構成に基づいて異なる種類のがんを発症する可能性を予測することなんだ。
今のところ、科学者たちは18種類の一般的ながんに関連する450のゲノム領域を特定してるけど、がんリスクを予測するための現在の方法は限られた効果しか示してないんだ。遺伝的要因と非遺伝的要因の組み合わせに依存してるけど、他の予測因子と比べてあまり追加情報を提供しないことが多いんだ。大規模な研究で、サンプルサイズを増やすことで結果が改善されることが示されてるけど、新しい遺伝的関連を発見するのにはまだ課題があるよ。バイオバンクは、大規模な人々から遺伝的および健康データを集めていて、これらの研究にとって貴重な資源なんだ。しかし、多くの参加者はまだ若くて、がんは通常、人生の後半で発症するから、これらのコホートでは観察される症例が少ないんだ。
がんリスクの予測を改善するために、研究者たちは異なるモデリング方法や遺伝データの分析アプローチについて考えてる。多くの研究ががんを単純に病気にかかってるかどうかのケースとして扱ってるけど、診断された年齢を分析する方がもっと情報が得られるかもしれない。この代替アプローチは、遺伝的関連の特定においてより良い結果をもたらすかもしれないね。
研究
この研究では、がんが診断される年齢を考慮することで、がんとの遺伝的関連の発見が向上することを示したかったんだ。彼らは、英国とエストニアの2つのバイオバンクからのデータを分析して、11種類のがんに焦点を当てた。新しいベイジアン・モデリング技術を使って、がんの発症年齢に関連する遺伝的影響の明確な推定を出すことを目指してたんだ。
チームは、診断時の年齢を利用することで、従来の単純なケースコントロールモデルに基づく方法と比べて、遺伝的リスク要因の理解が大きく向上したことを発見したんだ。彼らの分析は、がんの経路についての新しい洞察を提供しただけでなく、がんの発生における遺伝的変異の重要性も強調した。彼らは、一般的な遺伝的変異ががんリスクに大きな役割を果たしていること、そしてこのリスクに寄与するDNAの基盤となる領域がたくさんあることを発見したんだ。
遺伝的構造
この研究は、11種類のがんの遺伝的構造に焦点を当てて、異なる遺伝的変異がこれらの病気のリスクにどのように寄与するかを明らかにしたんだ。研究者たちは、がんの特徴が非常に多因子性で、多くの遺伝的要因が個別にがんリスクに寄与していることを発見した。彼らは、研究されたがんの間で異なる種類の変異によって説明される遺伝的変動がどの程度異なるかに気づいたんだ。
メラノーマや基底細胞癌のようながんでは、より少数の重要な遺伝因子に起因する遺伝的変動の大部分が追跡できることがわかった。一方、他のがんでは、多くの小さな効果が全体のリスクに寄与していた。彼らの発見は、診断年齢ががんの遺伝的な景観のより洗練された理解につながる可能性があることを示唆した、特に一般的な変異と希少な変異が異なるがんでどのように異なる役割を果たすかに関してね。
分析を進める中で、研究者たちは、これらのがんの多因子性が遺伝的要因の複雑な相互作用につながっていることを発見した。全体として、年齢に基づく分析は、従来のケースコントロールアプローチと比べてより豊かな遺伝的構造を明らかにしたんだ。
ヘリテビリティ推定
がんリスクのどの程度が遺伝によるものかを理解するために、研究者たちは高度な統計的方法を用いてヘリテビリティ推定を計算したんだ。彼らは、これらの推定が家族研究とより一致していることを発見した。これによって、遺伝的変異ががんリスクにかなり寄与しているという考えが強化されたんだ、特に一般的ながんの中でね。
結果は、異なるがんが異なるレベルの遺伝的相関を持っていることを示唆した。たとえば、メラノーマと基底細胞癌は特に相関があることがわかり、共通の遺伝的要因が両方の病気のリスクに影響を与える可能性があることを示していた。このような相関は、今後の研究において、個別のがんリスクだけでなく、特定のがんが遺伝的にどのように関連しているかを特定する手助けになるかもしれないね。
ゲノム予測
その後、研究者たちは自分たちの発見を使ってエストニアバイオバンク内のがんの発生を予測したんだ。彼らは、時代遅れの方法を使った既存のモデルと結果を比較して、新しいアプローチによってもたらされた改善点を示したんだ。彼らの予測分析の重要な部分は、高リスク者を特定するだけでなく、がんの発症時期を理解することにも焦点を当ててた。
医療記録からのデータを利用して、特に高い遺伝的リスクスコアを持つ人たちががんを発症する可能性を正確に予測できるモデルの可能性を示したんだ。これは重要な意味を持っていて、リスクが高い人々に対するより効果的なスクリーニングや早期発見の戦略につながるかもしれないから、結果が改善されるかもね。
新たな発見
研究者たちは、がんに関連する新しい遺伝的変異を発見することも目指してた。既存のデータを徹底的に分析するために高度な統計フレームワークを採用し、以前には報告されていなかった7つの新しい遺伝子領域を特定したんだ。これらの変異のいくつかは、独立したデータセットで再現されて、そのがんリスクへの関連性が確認されたんだ。
彼らのアプローチは、これらの新しい遺伝的変異の機能的側面を包括的に見ることを提供したんだ。その多くは遺伝子の発現に影響を及ぼす可能性のある調節メカニズムに関連付けられてた。この調節の変異の理解は重要で、がんの発生背後にある生物学的プロセスや治療ターゲットの明確化に役立つからね。
がん研究への影響
この研究の結果は、がん診断のタイミングに関するデータを活用し、高度な統計的方法を採用する価値を強調してる。単純なケースコントロール分析を超えることで、年齢関連のデータを活用することで、より深い洞察を得て、関連する遺伝的要因の特定が強化されることを示したんだ。これが、より良いがん予測やターゲットを絞った介入の道を開くかもしれないね。
この研究は欧州系の個人に焦点を当ててるけど、研究者たちは彼らの結果が広く適用可能であることを強調したんだ。この方法は、多様な集団に適応されて適用される可能性があるから、がん研究の包括性を促進し、異なる遺伝的背景におけるがんリスクの理解を向上させることができるんだ。
まとめ
この研究は、診断年齢を分析することの利点を示すことで、がん遺伝学の成長する分野に貢献してるんだ。高度なベイジアン・モデリング技術を使用して、大規模なバイオバンクデータセットを調査することで、がんリスクに関連する新しい遺伝的変異を特定し、複数のがんの遺伝的構造に関する洞察を提供したんだ。彼らの結果は、がんの発生における遺伝的変異の重要性と、改善された予測の可能性を強化し、がん予防と治療における個別医療アプローチへの道を開くことになるかもしれないね。
データ収集と分析方法の継続的な改善に伴い、将来的な研究は遺伝学とがんの複雑な関連についてさらに多くのことを明らかにし、最終的にはリスク評価、予防、治療のためのより良い戦略につながるかもしれないよ。
タイトル: Novel discoveries and enhanced genomic prediction from modelling genetic risk of cancer age-at-onset
概要: Genome-wide association studies seek to attribute disease risk to DNA regions and facilitate subject-specific prediction and patient stratification. For later-life diseases, inference from case-control studies is hampered by the uncertainty that control group subjects might later be diagnosed. Time-to-event analysis treats controls as right-censored, making no additional assumptions about future disease occurrence and represents a more sound conceptual alternative for more accurate inference. Here, using data on 11 common cancers from the UK and Estonian Biobank studies, we provide empirical evidence that discovery and genomic prediction are greatly improved by analysing age-at-diagnosis, compared to a case-control model of association. We replicate previous findings from large-scale case-control studies and find an additional 7 previously unreported independent genomic regions, out of which 3 replicated in independent data. Our novel discoveries provide new insights into underlying cancer pathways, and our model yields a better understanding of the polygenicity and genetic architecture of the 11 tumours. We find that heritable germline genetic variation plays a vital role in cancer occurrence, with risk attributable to many thousands of underlying genomic regions. Finally, we show that Bayesian modelling strategies utilising time-to-event data increase prediction accuracy by an average of 20% compared to a recent summary statistic approach (LDpred-funct). As sample sizes increase, incorporating time-to-event data should be commonplace, improving case-control studies by using richer information about the disease process.
著者: Sven Erik Ojavee, E. S. Maksimova, K. Läll, M. C. Sadler, R. Mägi, Z. Kutalik, M. R. Robinson
最終更新: 2023-06-06 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.03.25.22272955
ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.03.25.22272955.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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