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遗传多样性缺失,关注被忽略人种

Apr 23, 2019 No Comments

来自代表性不足群体的研究人员通过与被忽视的群体合作,使基因组学更具包容性。

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Cristián、Genaro和Isidra(从左到右)参加了一个摄影项目,以庆祝墨西哥Coyolillo的Afromexican文化。他们是16世纪从非洲带来的被奴役的人的后裔。

 

几十年来,Néstor Ruiz Hernández一直在争取认可。他在墨西哥南部太平洋沿岸的一个小镇长大。在那里,他和其他许多人都是十六世纪被人贩子从非洲贩运到墨西哥的奴隶的后代。他们认为自己是Afromexican,但该组织并未被墨西哥政府正式承认为少数族裔群体。如果该组织得到官方承认,那么他们就可能可以申请到政府资助,以开展文化和公共卫生计划。就目前而言,他们被忽略了。

在2015年,Ruiz Hernández遇到了加州斯坦福大学(Stanford University)的人口遗传学家María Ávila。Ávila想要分析来自韦拉克鲁斯州(Veracruz)、格雷罗州(Guerrero)和瓦哈卡州(Oaxaca)的Afromexican群体的DNA,以确定他们非洲血统的程度。该项目非常具有挑战性。当Ávila找到Afromexican成员时,她注意到许多人甚至不识字——而且并非每个人都被认定为Afromexican。因此,她必须仔细考虑如何向他们告知研究结果。

Ávila没有提供显示非洲血统百分比的数字,而是选择了染色体图纸,其中每个部分根据其祖先血统进行颜色编码——非洲为绿色、墨西哥为蓝色,以及欧洲为蓝色。Ruiz Hernández指出,研究人员将结果读给他们听,并解释了每种颜色的含义。事实证明,虽然他的母亲是Afromexican,但父亲有土著血统。尽管自认为是“100% Afromexican”的Ruiz Hernández并没有料到这个结果,但他说他对这项研究很满意,其他参加该研究的Afromexican成员也对这一研究很满意。大家会提问,会哈哈笑,对这个研究都非常感兴趣。

Ávila现在是墨西哥国立自治大学(National Autonomous University of Mexico)的基因组研究小组的负责人。事实上,除了Ávila外,越来越多的研究人员开始研究人类基因组学的多样性。在这些崭露头角的科学家中,一部分人来自DNA数据库和研究人员中代表性不足的群体,他们和土著以及其他边缘化人群合作。这部分科学家正在发布道德建议,为土著人群启动培训计划,并开辟与基因组研究中的少数群体合作的先河。加州大学圣地亚哥分校(University of California,San Diego)的夏威夷本土人类学家和基因组科学家Keolu Fox表示,这些努力是我们目前迫切需要的。

建立信任,并与少数人种群体建立长期的合作关系并不容易,该领域的许多人仍在努力弄清楚如何管理科学目标,同时尊重文化敏感性。

Fox担心一些人仍将土著群体视为实验动物而不是研究伙伴,这种恶劣的方法被Fox称为“生物殖民”。但他相信新一代基因组研究人员会做得更好。Fox指出,年轻人可能拥有更多的kuleana——一个夏威夷词语,意思是你对某个事物的责任。有些人将少数族裔的基因组研究称为‘唤醒’科学。

 

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夏威夷原住民人类学家Keolu Fox打算建立一个由不同土著群体领导的研究中心网络。

 

没那么多样化

在过去的30年中,人类基因组学在重建种群历史和确定哪些基因使人易患特定疾病方面取得了令人振奋的进展。但大多数基因组研究都集中在欧洲人的后裔身上。3月发表的一项分析显示,截至2018年,全基因组关联研究中只有22%的受试者是非欧洲血统。非洲人和拉丁美洲人后裔以及土著受试者的总比例不到4%(图“缺失的多样性”)。

阈值问题
但科学界采取了一系了措施来增加基因组多样性。2010年,NIH和英国维康信托(Wellcome Trust)发起了非洲人类遗传和健康(Human Heredity and Health in Africa, H3Africa)计划。该计划支持非洲主导的基因组研究。去年,NIH启动了“我们所有人”(All of US)研究计划。该计划打算收集美国数十万不同种族的人的DNA和健康数据。

H3Africa创始人Charles Rotimi表示,这些项目是一个非常好的开始。Rotimi是马里兰州贝塞斯达国家人类基因组研究所(National Human Genome Research Institute)的尼日利亚裔遗传流行病学家。在20世纪90年代,Rotimi率先将非洲人口纳入大规模基因组学项目。据他表示,当时只有少数遗传学家这么做。Rotimi认为,尽管20多年来,他们取得了一些进步,但他们还能做得更好。

基因组研究缺乏多样性,其背后的原因很多。其中一个原因是西方科学家的滥用行为。一个臭名昭著的故事涉及亚利桑那州立大学(Arizona State University)的研究人员。20世纪90年代,他们从亚利桑那州Havasupai部落的成员那里采集DNA样本进行糖尿病研究,但后来在没有征得部落同意的情况下,使用这些样本来研究精神分裂症和人口混合和迁移的模式。2010年,Havasupai部落赢得了70万美元的和解协议,该大学被迫归还其收集的所有样本。

对滥用DNA的担忧导致一些少数人种群体不愿参与基因研究。同时,科学家可能会犹豫是否去接触这些群体,甚至是那些愿意参与的团体。堪萨斯大学(University of Kansas)的人类学家和遗传学家Jennifer Raff指出,鉴于没有关于如何与土著或其他边缘化人群合作的正式培训,一些研究人员感到茫然,更愿意与容易合作的主流群体合作。

少数土著和非土著科学家正试图阻断这种循环。 2011年,伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois at Urbana–Champaign)的分子人类学家Ripan Malhi启动了基因组学土著人群暑期实习(Summer Internship for Indigenous Peoples in Genomics, SING)项目。该研讨会每年一期,为期一周,主要由土著教师讲授,使来自土著社区的人们,包括部落学院和大学的学生,能够了解基因组学,并讨论其用途和误用。该研讨会最初由美国国家科学基金会(US National Science Foundation)和伊利诺伊大学资助,现在得到了NIH的支持。

自成立以来,SING已培训了近150名参与者,并扩展到新西兰和加拿大。一些参与者继续深造,获得了遗传学博士学位,并开设了自己的实验室。Katrina Claw是Diné/Navajo(一种美国原住民)基因组研究员,今年8月将加入科罗拉多州安舒茨医学院(University of Colorado Anschutz Medical Campus),担任助理教授。当她还是华盛顿大学(University of Washington)的一名研究生时,她参加了第一届SING研讨会。Claw表示,这个经历有助于塑造她的职业生涯。她第一次和那么多对基因组学感兴趣的土著学生交流。

在完成博士学位后,Claw留在华盛顿大学,研究为何某些美洲印第安人和阿拉斯加原住民代谢尼古丁的速率比其他种族背景的人更快。Claw还与西雅图儿童医院(Seattle Children’s Hospital)的遗传学家和生物伦理学家、纳瓦霍族的成员Nanibaa' Garrison合作,一起采访美国原住民领导、教育工作者和社区成员,询问他们的担忧,并就如何改善部落社区的遗传研究提出建议。

该调查的结果尚未公布。但Garrison正在帮助纳瓦霍国家制定法规,允许在17年禁令后对部落土地进行基因研究,他指出这些结果可能会为部落科学政策提供信息。如果部落感到有权为自己做决定,而不是依靠其他人,那么就可能会增加部落的参与度。

 

被忽略的人群

作为美国最小的少数群体之一的成员,Krystal Tsosie知道被忽视的感觉是什么,因为人们觉得这个人种的规模非常少,所以这些人的观点会失效。这就是为什么她倡导土著人民在基因研究中成为平等的合作伙伴,而不仅仅是参与者。

Tsosie是田纳西州纳什维尔范德比尔特大学(Vanderbilt University)的Diné/ Navajo遗传学家,他正与北达科他州的奇普瓦印第安人(Turtle Mountain Band of Chippewa Indians)合作调查为什么在社区内,一些女性比其他女性更容易罹患先兆子痫(一种会导致怀孕期间出现高血压,并增加癫痫发作和早产的风险的疾病)。

这项研究大约在15年前由乌龟山印第安原住民社区的家庭医生Lyle Best启动。2017年,离开社区的Best正在寻找接管先兆子痫研究的人,而Tsosie正在寻找一个专注于美洲原住民的博士项目。他们两一拍即合,天赐良机。

现在,Tsosie负责监督乌龟山社区学院(Turtle Mountain Community College)的遗传学实验室,并与部落研究审查委员会(该委员会负责审查研究方案,并确保部落在项目出版物中得到恰当的代表)合作。

Tsosie还试图让更广泛的社区参与该项目,例如邀请研究者在当地电台接受采访。Tsosie表示,到目前为止,已有40多名部落大学生参与了先兆子痫项目。

社区学院的乌龟山社区成员和自然资源指导员Stacie Blue表示,她的普通生物课程的学生对先兆子痫项目感到兴奋。因为他们看到,越来越多的部落研究人员参与并领导科学项目,这是非常有意义,而且是很大的项目。

尽管基因组学是一个相对新的概念,但基于社区的参与式研究正在蓬勃发展。例如,Raff一直致力于一个灵感源于与阿拉斯加北极坡Iñupiat人的长老的交谈的项目。

在Raff去犹他州盐湖城大学(University of Utah)做博士后的前几年,Iñupiat的成员向研究界提出了考古支持,要求挖掘他们祖先的遗骸,这些遗骸由于海岸侵蚀而落入海洋。社区也有兴趣对遗体进行DNA分析,因此他们开始与Raff的博士后导师、人类学家Dennis O'Rourke合作。

Raff指出,该项目完全由社区推动。当地学生挖掘遗体,部落成员与科学家就如何开展该项目进行了磋商。在这些讨论中,其中一位长老要求Raff分析当前社区成员的DNA。由于这一要求,Raff和她的同事开发了另一个项目,他们将Iñupiat祖先的DNA与当代人的DNA进行比较,以研究人口的遗传历史。

Raff表示,重要的是询问并找出对社区有用的东西,并明确地将其构建到自己的项目中。

Malhi使用了类似的方法。每当开始新的合作,他都会与社区领导者达成书面协议,该协议详细说明了社区和研究人员的期望。一旦达成了书面协议,就非常顺利了,因为他们知道彼此会有什么期待。

但即便如此,也并非没有挑战。Malhi指出,最大的一个挑战是时间。一旦研究人员得到结果,他们不能仅仅发布报告。相反,他们必须回去询问参与者的反馈。他们必须确保不会说任何可能对社区有害的内容。这个迭代过程可能需要几年,有时社区领导者会决定他们需要暂停参与。Malhi的一个项目停滞了六年多。但研究基金往往只支持有限的一段时间,比如三年或五年。现有的研究资助系统不适用于基于社区的研究。

英国维康信托桑格研究所(Wellcome Sanger Institute)的遗传流行病学家Deepti Gurdasani表示,基因组科学家还必须谨慎对待人们迁移和混合等敏感问题的结果。

作为人口遗传学家Manjinder Sandhu博士后研究的一部分,Gurdasani参与了几个研究项目,涉及受近期内战破坏的非洲地区。为了避免引发暴力,该小组与社区领导人进行了广泛的会谈,以便在发表有关人口历史的结果之前了解他们的观点。他们还聘请了当地大学的研究人员和现场工作人员——他们非常了解当地的敏感问题。

英国剑桥的社会人类学家James Suzman提醒,即使社区同意参与研究,科学家仍然需要获得个人的同意。Suzman领导一家咨询公司,为企业和政府提供有关项目对南部非洲社区影响的建议。

2016年,与南部非洲San社区合作近30年的Suzman举办了一个研讨会,为两个特定群体制定标准研究同意程序。在围绕基因组研究进行了两天的讨论之后,社区领导告诉Suzman,他们不了解遗传学,宁愿让一个值得信赖的人代表他们进行是否,以及如何参与研究的谈判。Suzman指出,如果没有让他们直接在显微镜下看到DNA或细胞,或者你没有把这些知识放进教科书,那么向社区成员描绘DNA或细胞可能会非常困难。这一教训是,获得真正的同意“比大多数资助者想象的要难得多”。

 

不断进步

每隔几个月,芝加哥大学(University of Chicago)的人类遗传学家Maanasa Raghavan就会前往印度就基因组研究进行公开讨论。在那里,她与Birbal Sahni古生物科学研究所(Birbal Sahni Institute of Palaeosciences)的研究员Niraj Rai合作。Rai于2017年建立了印度第一个研究古DNA的实验室。他们经常被问到的一个问题是如何在遗传上对不同的人群进行比较。Raghavan表示,这是一个非常有效的问题,正是这个问题让她决定从事人口基因组学研究。

印度人口在遗传上高度混合。Rai指出,我们有极端的多样性,但混合发生的方式和时间仍不清楚。Rai和Raghavan希望将来自印度的古代和现代遗传数据集合在一起,这将有助于他们更好地了解一些南亚人口的形成。在接触了印度各地农村和城市社区的领导人之后,他们与这些人会面,讨论研究项目,并找出人们希望得到回答的问题。Raghavan指出,很多人都对他们的来源以及他们的祖先是谁感兴趣。

Raghavan和Rai合作的一个社区是一群讲泰卢固语的人,他们住在安得拉邦Guntur附近的一个小村庄。该社区的精神领袖Sadok Yacobi指出,村里大约有50个家庭信仰犹太教,其中大部分都可以读写希伯来语。Yacobi表示,社区成员是以法莲部落(以色列十个失落的部落之一)的后裔,他希望分析村民的DNA可帮助确定他们的犹太血统。Yacobi指出,近200名献血的人渴望了解他们的血统。

除了回答关于祖先的问题之外,对人口历史的研究有可能为健康问题的研究提供信息。 2009年,南非斯泰伦博斯大学(Stellenbosch University)的遗传流行病学家Marlo Möller等人与斯坦福大学(Stanford University)的人口遗传学家、一直在研究具有KhoeSan血统的南部非洲人的基因组的Brenna Henn合作。他们希望找出为什么具有这种遗传背景的人比其他群体感染肺结核的概率更高。

此后,Henn等人与南非北开普省的10个农村医疗诊所建立了合作关系,询问是否有患者参与该项目。

在非洲南部工作近二十年后,现在就职于加州大学戴维斯分校(University of California, Davis)的Henn表示,她仍然担心“很多事情”——包括但不限于出版物中正确地代表边缘化人群,保护参与者的隐私,以及确保参与是自愿的等。

研究人员和土著社区成员正在努力为那些与这些问题进行斗争的人提供帮助。非洲和新西兰的团体在过去几年中发布了一些指南,要求基因组学研究遵循纳入和平等规则,南非三个San团体的领导者已经制定了各自的研究伦理准则。SING联盟的成员去年发表了关于在土著群体进行基因研究的建议。但研究资助者、出版商和大多数政府对于与土著人口合作的科学家没有标准要求。费城宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的人类遗传学家Sarah Tishkoff表示,如果有一套适合每个人口的指导方针,那将是非常好的。他在20世纪90年代开创了非洲人口的基因组学工作,Tishkoff认为很难想出一个通用的方法。

期刊出版商并不总能意识到发布一些数据的敏感性,因此审核数据敏感性成为了审稿人的任务。Fox希望看到多个隐私和同意书,一个用当地语言写成,一个用英语写成。

他补充,对于研究参与者来说,遗传研究的益处至关重要。如果药物是围绕某个社区发现的某种遗传变异而开发的,那么你会希望看到这些资金用于该地区开发临床应用和教育计划,以及资助区域内的医院和图书馆。

Fox表示,在土著社区建立研究基础设施有助于推动基因技术的科普,并为项目增加透明度。鉴于此,他现在正在筹集资金,以在土著社区建立一个独立的遗传研究所。Fox希望,随着时间的推移,该项目将成为不同土著社区的研究中心网络、拥有独立的生物银行、计算集群和奖学金计划。他指出,他们正试图转向100%由土著领导的研究所。

像许多同时代的人一样,Ávila感到有责任感。她的目标之一是提高Afromexicans的知名度。Heladio Reyes Cruz指出,该国的人口普查在2015年之前并没有将“黑色”列为种族选择。Cruz负责协调一个促进瓦哈卡州圣罗莎的保护和社区发展的非营利组织。Cruz 表示,科学研究对于提高知名度非常有用,因为学术界能够在媒体上发表文章,这是当地领导人通常很难做到的事情。

Ávila表示,她一直在与墨西哥政府的顾问接触,顾问有兴趣了解更多关于Afromexicans血统的信息。Ávila希望她的研究能够帮助他们进行识别。作为一名科学家,她确实感觉现在是研究边缘化人群遗传信息的好时机。


原文检索:
Giorgia Guglielmi. (2019) Facing up to injustice in genome science. Nature, 568: 290-293.
张洁/编译

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