国度生物信息中心合作系统性评估单血统与多血统多基因评分步骤并颁布一站式在线推算平台PGS-hub
多基因评分(Polygenic Score,PGS)通过整合全基因组领域内大量遗传变异的微幼效应,刻画个别对复杂性状的遗传易感性,在精准医学和疾病风险分层中拥有沉要利用远景。然而,分歧PGS步骤在建模如果、预测机能、推算复杂度、连锁不平衡(LD)处置以及跨人群合用性等方面或存在显著差距,目前仍不足在统一框架下的系统性比力。
近日,国度生物信息中心与首都医科大学从属北京潞河医院、美国博德钻研所合作在Nature Communications在线颁发题为“Comprehensive benchmarking single and multi ancestry polygenic score methods with the PGS-hub platform”的钻研论文。该钻研从多维度对9种单血统与4种多血统主流PGS步骤进行了系统评估,并构建了一个集成化、尺度化的在线推算平台PGS-hub,方便钻研者在线便捷使用。该钻研为PGS步骤的选择利用与跨人群推广提供了沉要参考框架和技术支持。
该钻研基于UK Biobank数据,拔取了19种复杂疾病和17个数量性状,在欧洲和非洲人群中,对13种代表性PGS步骤(蕴含单血统步骤、多血统步骤及集成战术)进行了全面评测,系统比力了各步骤在预测正确性、风险分层能力、推算效能以及LD参考面板样本量和所选取的SNP位点数量等成分对预测机能的影响。
钻研了局显示,在单血统分析中,LDpred2在大无数性状中阐发出较为不变且优异的预测机能;在多血统场景下,该钻研提出的多血统整合战术LDpred2-multi步骤整体优于现有主流多血统步骤(如PRS-CSx和X-Wing),并在预测成效与推算效能之间获得了更好平衡。此表,该钻研还发现,当LD参考面板样本量增长至约1,000–5,000后,PGS的预测机能趋于不变,为现实利用中LD资源配置提供了定量凭据。
该钻研通过构建PGS-hub在线推算平台,为解决PGS步骤在现实利用中部署复杂、参数设置繁琐、机能不足统一框架比力等问题提供了规划。在线平台集成的主流PGS软件,内置多血统LD参考面板,支持用户上传GWAS汇总统计数据并一站式实现多步骤并行推算与了局输出。PGS-hub选取尺度化的数据处置流程和自动化推算框架,降低了PGS步骤使用的技术门槛,有助于提升多基因风险评分钻研的可沉复性与可比性,为分歧钻研团队发展PGS分析和临床利用提供了便捷在线推算平台。
该成就是钻研团队在PGS领域持久系统钻研的沉要延展。此前,团队已在冠心病等复杂疾病的遗传风险预测方面获得一系列进展,蕴含开发多基因评分跨人群迁徙及遗传布景改过步骤(JACC,2019,doi: 10.1016/j.jacc.2020.06.024.),冠心病多性状及多种族关联信息系统整合的多基因风险评分构建新步骤,显著提升了冠心病风险预测的跨人群合用性及与预测正确性(Nature Medicine,2023,doi: 10.1038/s41591-023-02429-x)。在上述钻研基础上,本钻研进一步从步骤学层面对单血统与多血统PGS模型进行统一评测,并通过PGS-hub平台实现尺度化集成与盛开共享,以期推动多基因评分钻研的步骤开发比力与临床利用验证,服务疾病风险分层与自动健全。
国度生物信息中心王斐助理钻研员、汪敏先钻研员和首都医科大学从属北京潞河医院翟光耀主任是本文的共同通讯作者。国度生物信息中心-美国博德钻研所结合造就博士生陈星宇、国度生物信息中心助理钻研员王斐、工程师赵宏强为本文的共同第一作者。这项工作得到了GA黄金甲战术性先导钻研打算、国度天然科学基金委的赞助。

系统性评估单血统和多血统PGS步骤概览
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