1,500,000のユニークなケース履歴を分析することで、どのような質問に答えることができますか？

喘息と統合失調症の間には関連性がありますか？

糖尿病と双極性人格障害-共通点はありますか？

1,500,000人の米国の患者のデータベースの分析は、そのような非自明な関係を識別することができますか？



_{警告：猫の下にはたくさんのテキストがあります}



この記事は、Andrei Yuryevich Rzhetskyによる第1回国際会議「自閉症」のレポート「自閉症とメンデル病」に基づいて書かれました。 課題と解決策。」 彼とデータ分析についてさらに詳しく

アブストラクト

生物学には膨大なデータが蓄積されており、コンピューターを使用してのみ処理できます。 Andrei Rzhetskyのグループは、神経精神障害に関するデータを処理することを引き受けました。 同時に、彼らは、遺伝的原因、環境要因、または臨床結果にかかわらず、個別のデータ配列を処理しませんが、すべてのデータをまとめて、これにより障害の原因のより完全な全体像を提供します。

2004年、A。Rzhetskyのグループは、いくつかの関連分野に蓄積された豊富な情報を使用して、自閉症の（生物学的プロセスおよび発達障害としての）双方向分析のために、自閉症発言団体から助成金を受け取りました。 このグループは、人間のニューロンの分子相互作用に関する情報を収集し、その独自のプログラム（GeneWaysシステム）を使用して、自閉症が非ランダムな関連性を示すさまざまな障害（神経、自己免疫、代謝、および遺伝性の強い成分を含む他の多くの障害グループ）を調べました。

2007年に、このグループはすでに150万件のケース履歴を分析しました。 仕事の本質は、さまざまな病気の特定の遺伝子のレベルで交差領域を研究することです。 研究者たちは、遺伝子の特定のグループは人をいくつかの病気にかかりやすくし、他の人は人を1つの病気だけにかかりやすくし、別の病気から身を守ることができると結論付けました。 遺伝子内の同じ突然変異は、別の病気と相関するか、またはそれから保護するため、2つの異なる病気を組み合わせることができなくなります。 自閉症の分野からのデータを評価するためのモデルでは、双極性障害の素因の可能性も明らかにされました。 同時に、片頭痛と自閉症、および感染症と自閉症を含む多くの神経精神障害との関連を比較すると、遺伝子の一般的なグループが見つかりました。 A. Rzhetskyのグループは、最初にこれらの相関を測定しました。



下のグラフは、いくつかの一般的な病気の相関関係を示しています。 赤い線は正の相関を示し、青い線は負の相関を示します。 線の太さ-相関値。 円周は、患者のサンプル（20〜13万6,000人）に対応します。

自閉症とメンデル病

Rzhetsky博士は、シャーロックホームズに関するロシア映画の有名なショットを使用してスライドでプレゼンテーションを開始しました。 そして、これは偶然ではありません。それは、ほとんどの普通の観察者にとって重要ではない細部への注意のために探偵の仕事に成功したホームズの現象であり、Rzhetskyも刺激します。

彼はそのような比phorを使用しています。病気は犯罪であり、データは証拠です。

研究の目的：結果をもたらすモデルの構築（「犯罪者」の発見が病気の原因です）



ハリネズミとフォックスの2つの象徴的な画像があります。 キツネは多くの小さなトリックを知っています。ハリネズミは信頼できるトリックの1つにすぎません。

「 シグナルとノイズ 」という本で、ネイト・シルバーは科学的予測の多くを分析しています。 そして、どの予測が機能し、どの予測が失敗するかを見ると、「ハリネズミ」よりも「フォックス」の方が予測が良好です。



統計データを扱う際の問題は、宗教的なアプローチに匹敵する2つのアプローチがあることです。

ベイジアンのアプローチにより、結果をどれだけ強く信じることができるかを説明し、定量的な条件で仮定を与えることができます。

信頼できるモデルを構築する際の問題は、表現型+ゲノム+環境データを追加して、有用な予測を備えたモデルを取得する必要があることです。 たとえば、子供の特定の病気の素因を分析できるもの。



そこで、多くの病気を分析することにしました。 なんで？ 病気の分類は大部分が人為的なものであるため、実際には、自閉症はおそらく「病気の容器」を表します-さまざまな理由で、遺伝学。



小さな隠れ家：チャーチル、マーティンルーサーキング、シャーマン将軍、ルーズベルト、ケネディ、ガンジー

彼らに共通するものは何ですか（有名で死んでいることを除いて）？



自閉症の表現型とは何ですか：アスペルガーは、「厄介な動き」に注意を払うことに加えて、「ソーシャルスキルを形成できない」と「細かいディテールによる吸収」も策定したことは興味深いです。 彼は自閉症の子供たちを「小さな教授」と呼んでいました。これはすべて、これまで自閉症の基準として挙げています。

科学の成功には、少しの自閉症が必要です。 どの科学者が過去に自閉症を起こしたのか（ニュートンとテスラを疑う）正確にはわかりませんが、多くの科学者は統合失調症と双極性人格障害を患っていました。



「The Invisible Plague」という本は、260年以上にわたり、神経疾患および精神疾患の発生率が増加していると述べています（多くの直接的および間接的なデータが処理されています）。

自閉症の事例が増えているかどうかという問題は非常に深刻です。一部の人々は考えています。 増加していること、そうでないこと。

米国疾病対策センターは、自閉症に関する統計を提供しています：1:80-男の子、1：240-ガール。

韓国の研究：人口全体を表現型化する試みがありました。 彼らは、韓国のほとんどすべての子どもたちを「とかし」、自閉症の症例がはるかに多く、病気の発生率が増加していることを発見しました。 彼らによると、男子の4％と女子の1.5％の自閉症。



統計と分析について話すとき、なぜこのような異なる視点があるのでしょうか？

理由：

1. 診断基準の変更。
2. 経済的な理由があります。たとえば、重大な関心のために診断を受ける場合があります。
3. 医師は異なる診断をすることができます。

それでも、Andrei Rzhetskyによると、自閉症などの疾患の頻度は依然として増加しています。



自閉症のもっともらしいモデルを構築するには何が必要ですか？ 環境とゲノムをランダム変数としてシミュレートしました。 たとえば、感染はランダム変数であり、ゲノムの変化もランダム遺伝変数です。 P ₁とP ₂を2つの表現型（たとえば、自閉症と糖尿病、または自閉症と統合失調症）とします。これらには必ず「共通の要因」があります。 そして、P ₁が環境要因、またはゲノムまたは表現型でP ₂を交差/抑制しない多くのモデルを構築できます。

問題は、遺伝子型と表現型の依存関係の既存のモデルがすべて非常に単純になり、自閉症などの複雑な疾患の記述に適していないことです。 また、環境を含むモデルはほとんどありません。



モデル化の方法がわからないという事実に加えて、モデルに何を含めるべきかはわかりません。

ドナルド・ラムズフェルド（米国国防長官）は、次のように述べています。 わからないことがわかっていることがあります。 しかし、私たちが知らないこと、知らないこともあります。」

また、3種類の要因を区別します。「既知」-これらはよく研究され、常に考慮されている要因、「既知不明」-十分に研究されていない要因ですが、結果にどのように影響するのか、「不明」が影響する要因の疑いがあります私たちが研究しているプロセスですが、私たちはそれらとその存在について知らないし、疑うことさえしません。





環境は自閉症にどのように影響しますか？ まだ十分なデータがありません。

「有名な未知数」をモデルに追加するために、多くの親がインタビューしました。

これらは自閉症の原因ではなく、考慮すべき要因です。 たとえば、私の母はトウモロコシ畑の端に住んでいて、畑は農薬で処理されており、これが影響する可能性があります。 または別の要因：感染症、高熱、そして退行（子供の発話喪失、運動協調）。 モデリング時にはすべての要因を考慮する必要がありますが、それらを無視することはできません。

予防接種-問題の戦場は自閉症を引き起こすかどうか。 予防接種のみが自閉症を引き起こすという仮説を検証しました。 この仮説は棄却されました（ただし、この研究には多くの疑問が生じます）。 しかし、因子の追加は未調査のままです。ゲノム+ワクチン接種、そしてそのような理論は真実です。

ジェームズ・A・エヴァンスと一緒に、自閉症の遺伝的モデルに含まれるべき因子が調べられました。 自閉症に関与する多くの科学者にインタビューしました。 彼らは多くの合意の位置と不一致の島を見つけることを期待していたが、団結の小さな島との不一致の海を見つけた。

したがって、モデルには考えられる最大の要因が含まれていました。



遺伝子研究は実際にどのように行われていますか？

1つの染色体を比較する必要がある場合、タスクは簡単です。次に、一致する歪んだ領域を見つけやすくなり、病気につながります。 しかし、そのようなサイトが複数ある場合、いくつかの染色体がある場合、タスクははるかに複雑です。 人は約20,000の遺伝子を持っています。 遺伝子の任意の組み合わせの自閉症に関連する変化を単に探している場合、可能な組み合わせの数

2つの遺伝子-10 ^ 8

3つの遺伝子-10 ^ 12

10個の遺伝子の場合-10 ^ 37-つまり 分析のためにデータを収集するのに十分な世界人口がありません。

ご覧のとおり、1つの遺伝子で機能したものは、多くの場合機能しません。



解決策は、遺伝子とタンパク質の機能的関係をマッピングすることです。 そのようなカードはどこで入手できますか？ Andrei Yurievichの研究室は、これらの関連性を判断するために科学雑誌の何万もの記事を分析しました。



幸いなことに、私たちが探している遺伝子は機能空間の近くに配置する必要があります-これは十分に分析された信頼できるパターンです。 そのため、すべてのオプションを一列に並べるのではなく、ゲノムと表現型の相関が最も大きいオプションのみを調べます。

メンデルの病気はなぜ分析に使用されるのですか？ それらはよく研究されており、ゲノムの特定の場所がそれらの原因であることが知られています。



いくつかの病気について分析を行ったところ、分子ネットワークの同じ領域がいくつかの病気と重複していることがわかりました。



表現型はよく知られた性格、遺伝子型-それらの間の隠されたリンクと比較することができます。 表現型のシーケンスを観察する場合：遺伝学に関する結論を引き出すことは可能ですか？ はい、シミュレーション条件ではこれを実行できます。

データ：

ICD-9でエンコードされた病気の患者の生涯にわたる1,500,000個の患者カード。 これらのデータは米国の保険補償額を決定するために使用されるため、不完全です。 しかし、彼らの膨大な量を考えると、それらを分析しないことは犯罪者になります。

閾値モデルを使用して、遺伝性疾患が表現型に変わるかどうかを記述することで、複雑な疾患の表現型（自閉症など）との遺伝的関係を評価できます。 赤いリブは最も強い結びつきです。 予測：自閉症には一般的な遺伝学があり、多くの無関係な疾患があります。 分析の結果：自閉症と感染症、および神経系の多くの疾患との重要な関係が明らかです。



そして最後に、下のグラフは、1,500,000人の患者のデータベースに基づいて、いくつかの一般的な疾患の相関を示しています。 赤い線は正の相関を示し、青い線は負の相関を示します。 線の太さ-相関値。 円周は、患者のサンプル（20〜13万6,000人）に対応します。





講義中に、教授は未発表の研究からの複雑な疾患とメンデルの疾患の相関表を示しました。そこでは、1,000万（はい、1000万）のユニークな疾患カードが分析されました。

結論

さまざまな疾患のゲノムの重複が実証済み

各複雑な疾患には、遺伝的にリンクされたメンデル病のセットがあります。

データを分析し、それらを組み合わせることにより、自閉症の発現モデルの構築に近づいています。

私はあなたが眠りに落ちなかったことを願っています:)

ご注意

関係の検索分野で興味深い進展がある場合、データ配列の比較に従事し、遺伝子研究に従事している場合、Andrei Yurievich Rzhetskyの研究室は、広く相互に有益な協力に関心があります。

それらに連絡してください！ （トピックの下部にあるリンク）



謝辞：

私が働いているITek社、マネージャーのBalitsky YuriとKalashnikov Romanに、暑い季節の3日間のテクニカルサポートサービスの「休日」を提供してくれたことに感謝します。

専門家の専門家コミュニティ「予防医学」は、自閉症に関する最初の国際会議に感謝します。その枠組みの中で、A。Rzhetskyによる素晴らしい報告を聞くことができました。

「Ditina z Maybutnim」財団、個人的にはInna SergienkoとLarisa Rybchenko、および自閉症の子供を持つ親の協会、Evgeny Panichevskayaの会長に心からの感謝を表します。 第1回モスクワ国際会議「自閉症：課題と解決策」であなたの自信とすべてを再配置する機会をありがとう。

モスクワで貴重な資料と道徳的な援助を提供してくれたVyhod Foundation Evgenia Mishinaのディレクター、そしてあなたに、私の素晴らしいスヴェトラーナモイゼエヴァとアリアヤヌシェビッチに感謝します。 そしてもちろん、エカテリーナ・メン、自閉症問題センターのヤナ・ゾロトヴィツカヤ、その他すべてを組織し、ボランティアをしたすべての人。

A. Rzhetskyの厳選された出版物：

• Iossifov I、Zheng T、Baron M、Gilliam TC、Rzhetsky A.（2008）複雑な遺伝性障害の全ゲノム分子相互作用ネットワークへの遺伝的連鎖マッピング。 ゲノム解像度 6月3日
• Feldman I、Rzhetsky A、Vitkup D.（2008）遺伝性疾患突然変異を宿す遺伝子のネットワーク特性。 Proc Natl Acad Sci US A. 105、4323-4328。
• Rodriguez-Esteban R、Rzhetsky A.（2008）文学における六感。 生物医学テキストの荒涼とした感覚の風景。 EMBO Rep。 9、212-215。
• Yao L＆Rzhetsky A.（2008）成功した​​薬物が標的とするヒト遺伝子の定量的システムレベル決定要因。 ゲノム解像度 18：206-213。
• Rzhetsky、A.、Wajngurt、D.、Park、N.＆Zheng、T.（2007）複雑なヒト表現型間の遺伝的重複の調査。 手続き ナトル Acad。 科学 US A. 104、11694-11699。
• ココル、M。、ロドリゲス-エステバン、R。＆Rzhetsky、A。（2007）インパクトの高いレシピ。 Genome Biol、8、406。
• Cokol、M.、Iossifov、I.、Rodriguez-Esteban、R.＆Rzhetsky、A.（2007）いくつの科学論文を撤回すべきか？ EMBO Rep、8。422-423。

参照：

Rzhetsky A.Yuによって書かれた本の1つ。 A. Zharkikhと共同で ソ連時代：「多くの遺伝子ファミリーの分析に基づく系統発生の再構築への新しいアプローチ」： books.google.com.ua/books/about/%D0%9D%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9_ ％D0％BF％D0％BE％D0％B4％D1％85％D0％BE％D0％B4_％D0％BA_％D1％80％D0％B5％D0％BA％D0％BE％D0％BD％D1 ％81.html？Id = RTPGHAAACAAJ＆redir_esc = y

Andrey Yuryevichウェブサイト： www.ci.uchicago.edu/research/rzhetsky

BiomedexperstsカタログのAndrey Rzhetsky www.biomedexperts.com/Profile.bme/1652205/Andrey_Rzhetsky

研究記事：

遺伝性疾患の変異を含む遺伝子のネットワーク特性www.pnas.org/content/105/11/4323.full

複雑なヒト表現型間の遺伝的重複の調査www.pnas.org/content/104/28/11694.full