研究結果以“Accurate Genomic Prediction of Human Height”為題發(fā)表在10月份的《Genetics》雜志上。該研究利用機器學(xué)習(計算機從數據中學(xué)習)分析了英國近50萬(wàn)成年人的完整基因構成。
值得注意的是,一種算法或者工具僅僅基于一個(gè)人的基因組就建立了諸如身高、骨密度甚至一個(gè)人可能達到的教育水平等人類(lèi)特征的預測因子,這尚屬首次。而且它遠不止于此。
“我們已經(jīng)為這三種結果驗證了這個(gè)工具,現在可以應用這種方法來(lái)預測與心臟病、糖尿病、乳腺癌等健康風(fēng)險相關(guān)的其他復雜特征,”該研究的首席研究員Stephen Hsu說(shuō),“這只是個(gè)開(kāi)始。該‘神器’的進(jìn)一步應用或可以極大地促進(jìn)精準醫療的實(shí)踐,使醫生能夠盡早干預病人的護理、預防或延緩疾病。”
在驗證試驗中,計算機準確地預測每個(gè)人的身高,雖然骨密度和受教育程度的預測值不那么精確,但它們的準確性足以識別出那些骨密度極低可能與骨質(zhì)疏松癥相關(guān)或者是在學(xué)校里有掙扎危險的人群。
傳統的基因檢測通常會(huì )檢測一個(gè)人的基因或染色體的特異性變化,這些變化可能表明患乳腺癌等疾病的風(fēng)險更高。Hsu的模型考慮了大量的基因組差異,并基于成千上萬(wàn)的變異構建了預測因子。
利用來(lái)自英國生物銀行的數據,Hsu和他的團隊將算法付諸實(shí)施,評估每個(gè)參與者的DNA,并教計算機找出這些明顯的差異。
Hsu說(shuō):“該算法著(zhù)眼于每個(gè)人的遺傳構成和身高。計算機向每個(gè)人學(xué)習,并最終產(chǎn)生一個(gè)預測器,可以單獨從基因組上判斷他們的身高。”
Hsu的團隊將繼續改進(jìn)算法,同時(shí)挖掘更大、更多樣化的數據集。這樣做將進(jìn)一步驗證這些技術(shù),并繼續幫助繪制這些重要性狀和疾病風(fēng)險的遺傳結構。
Hsu補充道,隨著(zhù)計算能力的提高和DNA測序成本的降低,過(guò)去被認為是5到10年后的事情,現在已經(jīng)近在眼前了。
“我們的團隊相信這是醫學(xué)的未來(lái),”他說(shuō),“對患者來(lái)說(shuō),基因組檢測費用只需50美元左右。一旦我們計算出遺傳性疾病的預測因子,早期干預可以節省數十億美元的治療費用,更重要的是,還能挽救生命。”
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