Izučavanje genomskih asocijacija — разлика између измена

нема резимеа измене
ознаке: визуелно уређивање можда пристрасно
{{Радови у току}}U genomici, '''izučavanje genomskih asocijacija''' ([[Енглески језик|engl]]. -{''GWA''}- studija, -{''GWAS''}-, u nastavku korišćeni izrazi), poznata i kao studija asocijacije čitavih [[Геном|genoma]] (engl. ''WGA'' ili ''WGAS''), je ispitivanje mnoštva zajedničkih [[genetička varijanta|genetičkih varijanti]] različitih osobaljudi da bi se utvrdilo da li je neka od varijanti vezana za datu osobinu. GWAS je tipično usredsređena na asocijacije između [[Једнонуклеотидни полиморфизам|jednonukleotidnih polimorfizama]] (engl. ''Single-nucleotide polymorphism, SNP''-ova) i bolesti kod ljudi, ali se može primeniti i na druge organizme i druge genetičke varijante. Studije se zasnivaju na brzom skeniranju markera u [[Дезоксирибонуклеинска киселина|DNK molekulu]] ili čitavom genomu u cilju nalaženja genetičkih varijanti koje su povezane sa nekom složenom bolešću poput [[Астма|astme]], [[Шећерна болест|dijabetesa]], [[Душевна болест|mentalnih bolesti]], [[Болести срца|bolesti srca]] itd.<ref name=":6">{{Cite web|url=https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/Genome-Wide-Association-Studies-Fact-Sheet|title=Genome-Wide Association Studies Fact Sheet|website=Genome.gov|language=en|access-date=2021-07-06}}</ref>
 
Te studije normalno upoređuju DNK participanata (učesnika): ljudeljudi sa bolešću i srodne zdrave ljude (kontrole), ili i dodatno ljude sa različitim [[Фенотип|fenotipovima]] za određenu [[Fenotipska osobina|osobinu]]. Ovakav pristup se naziva i prvo-fenotip zbog toga što su učesnici (ispitanici) klasifikovani prvo na osnovu kliničke manifestacije, što je suprotno od pristupa prvo-[[Генотип|genotip]]. Svaka osoba daje uzorak DNK, iz kogakog se čitaju milioni [[genetička varijanta|genetičkih varijanti]] čitaju koristeći [[SNP čip]]ove. Ako je jedan tip varijante (jedan [[Алел|alel]]) frekventniji kod ljudi sa bolešću, za SNP se kaže da je „asociran“ (povezan) sa bolešću. Asocirani SNP-ovi obeležavaju region ljudskog genoma koji utiče na rizik pojave bolesti. U kontrastu sa metodimametodama kojikoje specifično testiraju jedan ili nekoliko genetičkih regiona, GWA studije istražuju celokupan genom, te ovaj pristup nije zavistan od prethodnih pretpostavki o relevantnim regionima. -{GWA}- studije identifikuju SNP-ove i druge varijante DNK koje su asocirane s bolešću, međutim one nisu dovoljne za određivanje [[Ген|gena]] uzročnika bolesti, ali se uprkos tome dobijene informacije mogu koristiti za uspešnije otkrivanje, lečenje ili prevenciju bolesti.<ref name=":6" /><ref name="pmid20647212">{{cite journal |author1=Manolio TA |author2=Guttmacher, Alan E. |author3=Manolio, Teri A. | title = Genomewide association studies and assessment of the risk of disease | journal = N. Engl. J. Med. | volume = 363 | issue = 2 | pages=166-76 | year = 2010 | pmid = 20647212 | doi = 10.1056/NEJMra0905980 }}</ref><ref name="pmid18349094">{{cite journal |vauthors=Pearson TA, Manolio TA | title = How to interpret a genome-wide association study | journal = JAMA | volume = 299 | issue = 11 | pages=1335-44 | year = 2008 | pmid = 18349094 | doi = 10.1001/jama.299.11.1335 }}</ref><ref>{{cite web |url=http://www.genome.gov/20019523 |title=Genome-Wide Association Studies |publisher = National Human Genome Research Institute }}</ref>
 
Prva -{GWA}- studija je bila objavljena [[2002]]. godine i bavila se [[Инфаркт миокарда|infarktom miokarda]].<ref>Ozaki K, Ohnishi Y, Iida A, Sekine A, Yamada R, Tsunoda T, et al. (December 2002). "[https://www.nature.com/articles/ng1047z Functional SNPs in the lymphotoxin-alpha gene that are associated with susceptibility to myocardial infarction]". ''Nature Genetics''. '''32''' (4): 650–4. doi:10.1038/ng1047. <nowiki>PMID 12426569</nowiki>. S2CID 21414260.</ref> Dizajn ovog eksperimenta je primenjen i [[2005|2005.]] godine u studiji koja se bavila straživanjem starosne [[Degeneracija makule|degeneracije makule]]. Nađena su dva SNP-a koja su imala znatno promenjenu [[Alelska frekvencija|alelsku frekvenciju]] u poređenju sa kontrolama (zdravim ljudima).<ref name="pmid15761122">{{cite journal |vauthors=Klein RJ, Zeiss C, Chew EY, Tsai JY, Sackler RS, Haynes C, Henning AK, SanGiovanni JP, Mane SM, Mayne ST, Bracken MB, Ferris FL, Ott J, Barnstable C, Hoh J | title = Complement Factor H Polymorphism in Age-Related Macular Degeneration | journal = Science | volume = 308 | issue = 5720 | pages=385-9 | year = 2005 | pmid = 15761122 | pmc = 1512523 | doi = 10.1126/science.1109557 }}</ref> Od [[2017]]. godine urađeno je preko 3000 studija genomskih asocijacija tokom kojih je ispitano preko 1800 bolesti i osobina, a pronađeno je na hiljade SNP asocijacija.<ref>"[https://www.ebi.ac.uk/gwas/downloads GWAS Catalog: The NHGRI-EBI Catalog of published genome-wide association studies]". ''European Molecular Biology Laboratory''. European Molecular Biology Laboratory. Retrieved 18 April 2017.</ref> Nekoliko -{GWA}- studija je bilo kritikovano zbog izostavljanja važnih koraka kontrole kvaliteta, iz kog razloga su postale neupotrebljive., Međutimmeđutim moderne publikacije obraćaju pažnju na taj problem.
 
== Pozadina studija ==
Bilo koja dva posmatrana genoma se mogu razlikovati na mnogo načina, pa tako postoje male varijacije u pojedinačnim nukleotidima (engl. ''single-nucleotide polymorphism, SNP''), ali i mnogo veće varijacije poput insercija, [[Делеција|delecija]] ili [[Varijacije u broju kopija|varijacija u broju kopija]]. Sve ove varijacije mogu dovesti do razlika u osobinama individua ili (fenotipa), što može biti rizik od bolesti ili neka fizička osobina poput visine.<ref name=":0">Strachan T, Read A (2011). ''[[iarchive:humanmolecularge00stra_254|Human Molecular Genetics]]'' (4th ed.). Garland Science. pp. 467–495. ISBN <bdi>978-0-8153-4149-9</bdi>.</ref>
 
Pre izučavanja genomskih asocijacija, primarni metod istraživanja bila je studija genetičkog [[Nasleđivanje|nasleđivanja]] u porodici koji se pokazao korisnim za poremećaje na nivou jednog gena.<ref name=":0" /><ref>"[https://web.archive.org/web/20111205231931/http://www.omim.org/ Online Mendelian Inheritance in Man]". Archived from the [https://omim.org/ original] on 5 December 2011. Retrieved 6 December 2011.</ref><ref name=":1">Altmüller J, Palmer LJ, Fischer G, Scherb H, Wjst M (November 2001). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1274370/ Genomewide scans of complex human diseases: true linkage is hard to find]". ''American Journal of Human Genetics''. '''69''' (5): 936–50. doi:10.1086/324069. PMC 1274370. <nowiki>PMID 11565063</nowiki>.</ref> Međutim, kada su u pitanju česte i složene bolesti, pokazalo se da je teško reprodukovati rezultate ovakvih studija, pa je predložena alternativa u vidu studija genomskih asocijacija za koju se nakon ranih [[Статистика|statističkih]] proračuna smatrasmatralo da je bolja od studija nasleđivanja kada je u pitanju otkrivanje slabih genetičkih efekata.<ref name=":0" /><ref name=":1" /><ref>Risch N, Merikangas K (September 1996). "The future of genetic studies of complex human diseases". ''Science''. '''273''' (5281): 1516–7. Bibcode:[[bibcode:1996Sci...273.1516R|1996Sci...273.1516R]]. doi:10.1126/science.273.5281.1516. <nowiki>PMID 8801636</nowiki>. S2CID 5228523.</ref> Studija genomskih asocijacija ispituje da li se neka alelska varijanta nalazi češće nego što je očekivano kokod osoba sa fenotipom od interesa (npr. nekaneko bolestoboljenje).
 
Da bi ovakve studije bile uspešnemoguće i mogućeuspešne, bilo je potrebno da se pojaverazviju određeni faktori i projekti. Pojava biobanaka, odnosno baza/repozitorijuma ljudskog genetičkog materijala, je smanjila troškove i poteškoće u vezi prikupljanja bioloških uzoraka potrebnih za proučavanje.<ref>Greely HT (2007). "The uneasy ethical and legal underpinnings of large-scale genomic biobanks". ''Annual Review of Genomics and Human Genetics''. '''8''': 343–64. doi:[https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.genom.7.080505.115721 10.1146/annurev.genom.7.080505.115721]. <nowiki>PMID 17550341</nowiki>.</ref> Važan preduslov je bio i razvoj metoda za genotipizaciju svih varijacija u pojedinačnim nukleotidima pomoću genotipskih nizova, kao i međunarodni projekat ''HapMap'' kojim je od 2003. godine identifikovana većina uobičajenih SNP-ova koji se koriste u GWA studijama.<ref>The International HapMap Project, Gibbs RA, Belmont JW, Hardenbol P, Willis TD, Yu F, Yang H, Ch'Ang LY, Huang W (December 2003). "[https://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/handle/2027.42/62838/nature02168.pdf;jsessionid=A183E6FE2AEEC2E390AB27F37F4BCC6A?sequence=1 The International HapMap Project]" (PDF). ''Nature''. '''426''' (6968): 789–96. Bibcode:2003Natur.426..789G. doi:10.1038/nature02168. hdl:2027.42/62838. <nowiki>PMID 14685227</nowiki>. S2CID 4387110.</ref>
 
== Metode ==
[[Датотека:Manhattan Plot.png|thumb|430x430px|Ilustracija [[Menhetn grafik]]a koji prikazuje nekoliko snažno povezanih [[Lokus (genetika)|lokusa]] rizika. Svaka tačka predstavlja [[Једнонуклеотидни полиморфизам|-{SNP}-]], prim čemu X-osa pokazuje genomsku lokaciju a Y-osa [[Genetička asocijacija|nivo asocijacije]].<ref name="pmid21060863">{{cite journal | author = Ikram MK, Sim X, Xueling S, ''et al.'' | title = Four novel Loci (19q13, 6q24, 12q24, and 5q14) influence the microcirculation in vivo | journal = PLoS Genet. | volume = 6 | issue = 10 | pages = e1001184 | year = 2010 | pmid = 21060863 | pmc = 2965750 | doi = 10.1371/journal.pgen.1001184 | editor1-last = McCarthy | editor1-first = Mark I }}</ref>]]
Najčešći pristup studija izučavanja genomskih asocijacija je takozvani slučaj-kontrola pristup u kom se porede dve velike grupe individua - kontrolna grupa i grupa nosilaca neke bolesti, promene osobine itd. Naredni korak je genotipizacija predstavnika obe grupe za većinu poznatih varijacavarijacija u pojedinačnim nukleotidima (SNP-ova), a tačan broj zavisi od tehnologije genotipizacije koja se koristi, ali je to okvirno milion i više.<ref name=":3">Bush WS, Moore JH (2012). Lewitter F, Kann M (eds.). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3531285/ Chapter 11: Genome-wide association studies]". ''PLOS Computational Biology''. '''8''' (12): e1002822. Bibcode:2012PLSCB...8E2822B. doi:10.1371/journal.pcbi.1002822. PMC 3531285. <nowiki>PMID 23300413</nowiki>.</ref> Zatim se za svaki od SNP-ova determiniše da li se frekvencija alela značajno menja između dve grupe ispitanika<ref name=":2">Clarke GM, Anderson CA, Pettersson FH, Cardon LR, Morris AP, Zondervan KT (February 2011). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3154648/ Basic statistical analysis in genetic case-control studies]". ''Nature Protocols''. '''6''' (2): 121–33. doi:10.1038/nprot.2010.182. PMC 3154648. <nowiki>PMID 21293453</nowiki>.</ref> i tada je osnovna jedinica koja determiniše veličinu efekta odnos dva parametra. Ta dva parametra bi u GWAS studijama predstavljala verovatnoću da pojedinci imaju specifični alel i verovatnoća da pojedinici nemaju taj isti alel.
 
Na primer, možemo uzeti da postoje dva alela obeležena slovima T i C. Broj ispitanika koji imaju alel T je obeležen sa A, a broj ispitanika kontolne grupe koji imaju alel T je obeležen sa B. Broj ispitanika za neki slučaj/osobinu koji imaju alel C je predstavljen X znakom, a kontrolna grupa sa znakom Y. U ovom slučaju bi odnos za alel T bio računat kao AːB podeljeno sa XːY, odnosno matematički prikazano na sledeći načinː (A/B)/(X/Y).
 
Odnos je veći od 1 kada je frekvencija/učestalost nekog alela u grupi ispitanika značajno veća od učestalosti u kontrolnoj grupi ispitanika, a odnos je manji od 1 u obrnutom slučaju. Ukoliko se odnos značajno razlikuje od vrednosti 1, to pokazuje da je dati SNP povezan sa oboljenjem.<ref name=":2" /> [[P-vrednost|''p''-vrednost]] za značaj odnosa verovatnoća se računa pomoću χ<sup>2</sup> testa ([[hi-kvadratkvadratni testatest]]). Pošto se u studiji izučavanja genomskih asocijacija koristi veliki broj varijanti, praksa je da se zahteva da vrednost ''p'' bude niža od 5 × 10<sup>−8</sup> kako bi se varijanta smatrala značajnom. Nakon izračunavanja odnosa i ''p''-vrednosti za sve SNP-ove pravi se Menhetn plot. Ovaj plot prikazuje negativni [[Логаритам|logaritam]] ''p''-vrednosti u funkciji genomske lokacije. Na plotu se SNP-ovi sa najznačajnijom asocijacijom ističu u vidu većeg broja tačaka zbog haploblok strukture.<ref name=":3" />
 
Naječešća alternativa GWAS studijama je analiza kvantitavnih fenotipskih podataka, a često se koriste i metode alternativne statistike.<ref name=":2" /> Izračunavanje se vrši pomoću [[Биоинформатика|bioinformatičkih]] [[Софтвер|softvera]] poput SNPTEST i PLINK koji sadrže i podršku za mnoge od alternativnih statistika.<ref name=":4">Wellcome Trust Case Control Consortium, Burton PR (June 2007). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2719288/ Genome-wide association study of 14,000 cases of seven common diseases and 3,000 shared controls]". ''Nature''. '''447''' (7145): 661–78. Bibcode:2007Natur.447..661B. doi:10.1038/nature05911. PMC 2719288. <nowiki>PMID 17554300</nowiki>.</ref><ref>Purcell S, Neale B, Todd-Brown K, Thomas L, Ferreira MA, Bender D, et al. (September 2007). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1950838/ PLINK: a tool set for whole-genome association and population-based linkage analyses]". ''American Journal of Human Genetics''. '''81''' (3): 559–75. doi:10.1086/519795. PMC 1950838. <nowiki>PMID 17701901</nowiki>.</ref> Ono što je poseban izazov kada su u pitanju analize genomskih asocijacija (naročito statistički izazovno) je činjenica da se ove metode fokusiraju na efekat pojedinačnih SNP-ova, a dešava se da se upravo u osnovi razvoja neke bolesti nalaze kompleksne interakcije između dva ili više SNP-a. Kako bi se dobili što informativniji rezultati, istraživači pokušavaju da rezultate dobijene GWAS metodama povežu sa drugim biološkim podacima poput mreža interakcija protein-protein itd.<ref>Ayati M, Erten S, Chance MR, Koyutürk M (December 2015). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5270451/ MOBAS: identification of disease-associated protein subnetworks using modularity-based scoring]". ''EURASIP Journal on Bioinformatics & Systems Biology''. '''2015''' (1): 7. doi:10.1186/s13637-015-0025-6. PMC 5270451. <nowiki>PMID 28194175</nowiki>.</ref><ref>Ayati M, Koyutürk M (1 January 2015). "[https://dl.acm.org/doi/10.1145/2808719.2808758 Assessing the Collective Disease Association of Multiple Genomic Loci]". ''Proceedings of the 6th ACM Conference on Bioinformatics, Computational Biology and Health Informatics''. BCB '15. New York, NY, USA: ACM. pp. 376–385. doi:10.1145/2808719.2808758. ISBN <bdi>978-1-4503-3853-0</bdi>. S2CID 5942777.</ref>
 
Ključni korak u većini analiza genomskih asocijacija je imputacija genotipova na male varijacije u pojedinačnim nukleotidima<ref>Marchini J, Howie B (July 2010). "[https://www.nature.com/articles/nrg2796 Genotype imputation for genome-wide association studies]". ''Nature Reviews Genetics''. '''11''' (7): 499–511. doi:10.1038/nrg2796. <nowiki>PMID 20517342</nowiki>. S2CID 1465707.</ref> što povećava broj SNP-ova koji mogu da se koriste za metode asocijacije, jačinu studije i olakšava meta -analizu GWAS studija u različitim kohortama.
 
Kako bi se u studijama izbegli lažno pozitivni rezultati, potrebno je uzeti u obzir i promenljive (varijable) koje mogu dovesti do promene u rezultatima. Na primer, pol i starost bi bili primer takvih promenljivih., Osima navedenihosim primera,njih mnoge genetičke varijante su vezane za istorijske i geografske populacije u kojima su varijante prvi put i nastale.<ref>Novembre J, Johnson T, Bryc K, Kutalik Z, Boyko AR, Auton A, Indap A, King KS, Bergmann S, Nelson MR, Stephens M, Bustamante CD (November 2008). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2735096/ Genes mirror geography within Europe]". ''Nature''. '''456''' (7218): 98–101. Bibcode:2008Natur.456...98N. doi:10.1038/nature07331. PMC 2735096. <nowiki>PMID 18758442</nowiki>.</ref> Zbog svega navedenog je bitno da se u obzir uzmu i geografsko i etičko poreklo ispitanika.
 
== Rezultati ==
[[Датотека:GWAS loci influencing human facial and scalp hair phenotypes - cropped.png|мини|409x409пискел|Crteži ilustruju sedam izučavanih tipova kose/dlaka na licu tokom studije CANDELA. Linije povezuju ove karakteristike sa genima kandidatima identifikovanim u regionima genoma sa SNP-ovima značajne vrednosti asocijacije.]]
Ideja je bila da se naprave katalozi svih SNP-ova koji su identifikovani ili se koriste u GWAS studijama, a od 2009. godine je veliki broj SNP-ova (nekoliko hiljada) povezan sa odre]enimodređenim bolestima.<ref>Hindorff LA, Sethupathy P, Junkins HA, Ramos EM, Mehta JP, Collins FS, Manolio TA (June 2009). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2687147/ Potential etiologic and functional implications of genome-wide association loci for human diseases and traits]". ''Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America''. '''106''' (23): 9362–7. Bibcode:2009PNAS..106.9362H. doi:10.1073/pnas.0903103106. PMC 2687147. <nowiki>PMID 19474294</nowiki>.</ref><ref>Johnson AD, O'Donnell CJ (January 2009). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2639349/ An open access database of genome-wide association results]". ''BMC Medical Genetics''. '''10''': 6. doi:10.1186/1471-2350-10-6. PMC 2639349. <nowiki>PMID 19161620</nowiki>.</ref>
 
Prvo izučavanje genomskih asocijacija je sprovedeno 2005. godine. U istraživanju je poređeno 50 kontrola (ljudi koji su zdravi) sa 96 pacijenata koji su imali starosnu degeneraciju makule (oka).<ref>Haines JL, Hauser MA, Schmidt S, Scott WK, Olson LM, Gallins P, Spencer KL, Kwan SY, Noureddine M, Gilbert JR, Schnetz-Boutaud N, Agarwal A, Postel EA, Pericak-Vance MA (April 2005). "Complement factor H variant increases the risk of age-related macular degeneration". ''Science''. '''308''' (5720): 419–21. Bibcode:2005Sci...308..419H. doi:[https://science.sciencemag.org/content/308/5720/419 10.1126/science.1110359]. <nowiki>PMID 15761120</nowiki>. S2CID 32716116.</ref> Rezultat istraživanja je identifikacija dva SNP-a koji su smešteni u genigenu koji kodira komplement faktor H i koji su imali značajno izmenjenu frekvenciju alela kod pacijenata u odnosu na kontrolnu grupu. Prve studije ovakve vrste su dalje podstakle funkcionalna istraživanja ka terapijskoj manipulaciji sistemom komplementa kod bolesti starosne degeneracije makule.<ref>Fridkis-Hareli M, Storek M, Mazsaroff I, Risitano AM, Lundberg AS, Horvath CJ, Holers VM (October 2011). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3208285/ Design and development of TT30, a novel C3d-targeted C3/C5 convertase inhibitor for treatment of human complement alternative pathway-mediated diseases]". ''Blood''. '''118''' (17): 4705–13. doi:10.1182/blood-2011-06-359646. PMC 3208285. <nowiki>PMID 21860027</nowiki>.</ref>
 
Još jedna jako važna studija je bila studija koju su izvršili članovi grupe ''Wellcome Trust Case Control Consortium'' (WTCCC, konzorcijum 50 istraživačkih grupa u Ujedinjenom Kraljvstvu koji se bave istraživanjima iz oblasti ljudske[[Хумана генетика|humane genetike]]) 2007. godine. Ova studija jese obuhvatilabavila istraživanjeproučavanjem sedam bolesti među kojima su dijabetes tipa 1 i 2, [[Реуматоидни артритис|reumatoidni artritis]], [[Кронова болест|Kronova bolest]], [[Хипертензија|hipertenzija]] i [[Биполарни поремећај|bipolarni poremećaj]] sa po 2000 uzoraka (obolelih osoba), a ukupno 14.000 pacijenata i 3000 kontrolnih uzoraka.<ref name=":4" /> RezultatiRezultat ove studije je otkrivanje velikog broja novih gena koji se nalaze u osnovi ovihnavedenih bolesti.<ref name=":4" /><ref>"[https://www.wtccc.org.uk/info/070606.html Largest ever study of genetics of common diseases published today]" (Press release). Wellcome Trust Case Control Consortium. 6 June 2007. Retrieved 19 June 2008.</ref>
 
Nakon prvih značajnijih GWA studija, došlo je do pojave dva trenda.<ref>Ioannidis JP, Thomas G, Daly MJ (May 2009). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7877552/ Validating, augmenting and refining genome-wide association signals]". ''Nature Reviews Genetics''. '''10''' (5): 318–29. doi:10.1038/nrg2544. PMC 7877552. <nowiki>PMID 19373277</nowiki>. S2CID 6463743.</ref> Prvi trend je povećanje broja uzoraka koji se koriste u ispitivanjima. Tako je na primer u 2018. godini broj uzoraka bio preko 1 miliona, poput 1,3 miliona ispitanika u ispitivanjustudiji nesanice ([[Несаница|insomnije]])<ref>Jansen PR, Watanabe K, Stringer S, Skene N, Bryois J, Hammerschlag AR, et al. (January 2018). "[https://www.biorxiv.org/content/10.1101/214973v2 Genome-wide Analysis of Insomnia (N=1,331,010) Identifies Novel Loci and Functional Pathways]". doi:10.1101/214973.</ref> i 1,1 miliona ispitanika u GWA studijama nivoa obrazovanja.<ref>Lee JJ, Wedow R, Okbay A, Kong E, Maghzian O, Zacher M, Nguyen-Viet TA, Bowers P, Sidorenko J, Karlsson Linnér R, et al. (July 2018). "[https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/publications/gene-discovery-and-polygenic-prediction-from-a-genomewide-association-study-of-educational-attainment-in-11-million-individuals(6e631620-6c1a-4c08-9f4e-3fbbec13ed40).html Gene discovery and polygenic prediction from a genome-wide association study of educational attainment in 1.1 million individuals]". ''Nature Genetics''. '''50''' (8): 1112–1121. doi:10.1038/s41588-018-0147-3. PMC 6393768. <nowiki>PMID 30038396</nowiki>.</ref> U osnovi ovog trenda se nalazi potreba za pouzdanijim proučavanjem i detektovanjem SNP-ova koji imaju manji odnos verovatnoće i koji imaju nižu frekvenciju alela. Drugi trend je upotreba usko definisanih fenotipova, npr. [[Липид|lipidi]] u krvi, [[proinsulin]] i slični drugi [[Биомаркер|biomarkeri]].<ref name=":5">Kathiresan S, Willer CJ, Peloso GM, Demissie S, Musunuru K, Schadt EE, et al. (January 2009). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2881676/ Common variants at 30 loci contribute to polygenic dyslipidemia]". ''Nature Genetics''. '''41''' (1): 56–65. doi:10.1038/ng.291. PMC 2881676. <nowiki>PMID 19060906</nowiki>.</ref><ref>Strawbridge RJ, Dupuis J, Prokopenko I, Barker A, Ahlqvist E, Rybin D, et al. (October 2011). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3178302/ Genome-wide association identifies nine common variants associated with fasting proinsulin levels and provides new insights into the pathophysiology of type 2 diabetes]". ''Diabetes''. '''60''' (10): 2624–34. doi:10.2337/db11-0415. PMC 3178302. <nowiki>PMID 21873549</nowiki>.</ref>
 
Glavna tačka debata oko GWA studija jeste to da većina varijacija SNP-a pronađenih tokom GWA studija jesu povezani sa rizikom nekog oboljenja, ali u maloj meri i da imaju malu prediktivnu vrednost (ne mogu se pouzdano koristiti za predikciju bolesti).
 
== Klinička primena ==
Neki od izazova budućih uspešnih GWA studija je upotrebaprimena rezultata ovih studija u razvoju lekova i puteva dijagnostike bolesti, kao i isticanje bitne uloge genetičkih varijacija u održavanju zdravlja.<ref>Iadonato SP, Katze MG (September 2009). "[https://www.nature.com/articles/461357a Genomics: Hepatitis C virus gets personal]". ''Nature''. '''461''' (7262): 357–8. Bibcode:2009Natur.461..357I. doi:10.1038/461357a. <nowiki>PMID 19759611</nowiki>. S2CID 7602652. </ref> Nekoliko studija se bavilo upotrebom markera SNP kao sredstva za poboljšanje tačnosti predikcija oboljenja, međutim samo neke od studijanjih su rezultirale povećanjem tačnosti prilikom korišćenja GWA studija i SNP-ova kao markera<ref>Muehlschlegel JD, Liu KY, Perry TE, Fox AA, Collard CD, Shernan SK, Body SC (September 2010). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2943860/ Chromosome 9p21 variant predicts mortality after coronary artery bypass graft surgery]". ''Circulation''. '''122''' (11 Suppl): S60–5. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.109.924233. PMC 2943860. <nowiki>PMID 20837927</nowiki>.</ref>, ali neke studije i samodo rezultata da njihovo korišćenje dovodi do manjih efekata na predikciju.<ref>Paynter NP, Chasman DI, Paré G, Buring JE, Cook NR, Miletich JP, Ridker PM (February 2010). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2845522/ Association between a literature-based genetic risk score and cardiovascular events in women]". ''JAMA''. '''303''' (7): 631–7. doi:10.1001/jama.2010.119. PMC 2845522. <nowiki>PMID 20159871</nowiki>.</ref> Problem je mala veličina uočenih efekata koji dovode do lošeg razdvajanja obolelih ispitanika i kontrole, a samim tim i do malog napretka i poboljšanja tačnosti predikcija bolesti.
 
Jedan od uspeha GWA studija je povezan sa identifikovanjem genetičke varijante koja je povezana sa odgovorom na tretman sa anti-hepatitis C virusom. Glavna otkrića rezultiraladovela su razvojemdo razvoja [[Personalizovana medicina|personalizovane medicine]] koja je omogućila prilagođavanje/određivanje terapije i dijagnoze pacijenata na osnovu genotipa.<ref>Lu YF, Goldstein DB, Angrist M, Cavalleri G (July 2014). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4143101/ Personalized medicine and human genetic diversity]". ''Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine''. '''4''' (9): a008581. doi:10.1101/cshperspect.a008581. PMC 4143101. <nowiki>PMID 25059740</nowiki>.</ref> Tako su GWA studije pokazale da SNP-ovi koji se nalaze u blizini ljudskog gena IL28B koji kodira [[interferon lambda 3]], mogu biti povezani sa razlikama u odgovoru na terapiju i lečenje.
 
Tokom godina došlo je do povećanog interesovanja za povezanost SNP-ova i ekspresije gena u blizini, takozvane studije ekspresije lokusa kvantitativnih svojstava (engl. ''eQTL'').<ref>Folkersen L, van't Hooft F, Chernogubova E, Agardh HE, Hansson GK, Hedin U, Liska J, Syvänen AC, Paulsson-Berne G, Paulssson-Berne G, Franco-Cereceda A, Hamsten A, Gabrielsen A, Eriksson P (August 2010). "[https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/CIRCGENETICS.110.948935 Association of genetic risk variants with expression of proximal genes identifies novel susceptibility genes for cardiovascular disease]". ''Circulation: Cardiovascular Genetics''. '''3''' (4): 365–73. doi:10.1161/CIRCGENETICS.110.948935. <nowiki>PMID 20562444</nowiki>.</ref> GWAS studije identifikuju samo rizične SNP-ove, ali ne i rizične gene, a sama specifikacija gena bi bio značajan korak ka personalizovanoj terapiji. Da bi se napravio napredak, velike GWA studije do 2011. godine su uključivale i studije ekspresije lokusa kvantitativnih svojstava.<ref>Bown MJ, Jones GT, Harrison SC, Wright BJ, Bumpstead S, Baas AF, et al. (November 2011). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3213391/ Abdominal aortic aneurysm is associated with a variant in low-density lipoprotein receptor-related protein 1]". ''American Journal of Human Genetics''. '''89''' (5): 619–27. doi:10.1016/j.ajhg.2011.10.002. PMC 3213391. <nowiki>PMID 22055160</nowiki>.</ref><ref>Coronary Artery Disease (C4D) Genetics Consortium (March 2011). "[https://zenodo.org/record/3443929 A genome-wide association study in Europeans and South Asians identifies five new loci for coronary artery disease]". ''Nature Genetics''. '''43''' (4): 339–44. doi:10.1038/ng.782. <nowiki>PMID 21378988</nowiki>. S2CID 39712343</ref><ref>Johnson T, Gaunt TR, Newhouse SJ, Padmanabhan S, Tomaszewski M, Kumari M, et al. (December 2011). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3234370/ Blood pressure loci identified with a gene-centric array]". ''American Journal of Human Genetics''. '''89''' (6): 688–700. doi:10.1016/j.ajhg.2011.10.013. PMC 3234370. <nowiki>PMID 22100073</nowiki>.</ref> Značajan lokus koji je otkriven na ovaj način je lokus SORT1 za koji je uz pomoć funkcionalnih analiza otkriveno da ima važnu ulogu kada su u pitanju kardiovaskularne bolesti.<ref name=":5" /><ref>Dubé JB, Johansen CT, Hegele RA (June 2011). "Sortilin: an unusual suspect in cholesterol metabolism: from GWAS identification to in vivo biochemical analyses, sortilin has been identified as a novel mediator of human lipoprotein metabolism". ''BioEssays''. '''33''' (6): 430–7. doi:[https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/bies.201100003 10.1002/bies.201100003]. <nowiki>PMID 21462369</nowiki></ref><ref>Bauer RC, Stylianou IM, Rader DJ (April 2011). "Functional validation of new pathways in lipoprotein metabolism identified by human genetics". ''Current Opinion in Lipidology''. '''22''' (2): 123–8. doi:[https://journals.lww.com/co-lipidology/Abstract/2011/04000/Functional_validation_of_new_pathways_in.8.aspx 10.1097/MOL.0b013e32834469b3]. <nowiki>PMID 21311327</nowiki>. S2CID 24020035</ref>
 
=== Faze rasta biljaka i prinos ===
GWA studije su važan alat sa velikom količinom podataka o fenotipizaciji i genotipizaciji i imaju veliki uticaj u [[Оплемењивање биљака|oplemenjivanju biljaka]]. Na primer, studijom prolećne [[Пшеница|pšenice]] otkrivena je snažna korelacija između prinosa zrna i [[Biomasa|biomase]], broja znazrna po klasju itd.<ref>Turuspekov Y, Baibulatova A, Yermekbayev K, Tokhetova L, Chudinov V, Sereda G, et al. (November 2017). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5688510/ GWAS for plant growth stages and yield components in spring wheat (Triticum aestivum L.) harvested in three regions of Kazakhstan]". ''BMC Plant Biology''. '''17''' (Suppl 1): 190. doi:10.1186/s12870-017-1131-2. PMC 5688510. <nowiki>PMID 29143598</nowiki>.</ref>
 
=== Biljni patogeni ===
[[Биљке|Biljni]] [[Patogen|patogeni]] su velika pretnja zapo zdravlje i [[Biološka raznovrsnost|biodiverzitet]] biljaka, pa je jako korisno otkrivanje određenih varijanti/sorti koje su prirodno [[Отпорност на биљне болести|otporne]] na patogen, a u tome veliku ulugu imaju upravo GWAS studije. Potrebno je i predvideti koji aleli su asocirani/povezani sa rezistencijom/otpornošću.<ref>Bartoli C, Roux F (2017). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5441063/ Genome-Wide Association Studies In Plant Pathosystems: Toward an Ecological Genomics Approach]". ''Frontiers in Plant Science''. '''8''': 763. doi:10.3389/fpls.2017.00763. PMC 5441063. <nowiki>PMID 28588588</nowiki>.</ref>
 
== Limiti ==
GWA studije se takođe suočavaju sa nekoliko problema i ograničenja poput nedostatka dobro definisanih kontrolnih grupa i slučajeva (ispitanika), kontrole stratifikacije populacije, nedovoljne veličine uzorka, itd. Uglavnom su to problemi koji se uspešno mogu rešiti pravilnom kontrolom kvaliteta i podešavanjem studije. Dobar preduslov za dobijanje velikog broja lažno pozitivnih rezultata je upravo masivan broj izvedenih statističkih testova tokom GWA studija.<ref name="pmid18349094" /> Pored ovakvih rešivih problema, tu su i primeri kada su studije dovele i do pogrešnih rezultata ili zaključaka. Primer za to je visokoprofitna GWA studija koja se bavila proučavanjem osoba sa dugim životnim vekom u cilju pronalaženja SNP-ova koji su povezani sa dugovečnošću.<ref>Sebastiani P, Solovieff N, Puca A, Hartley SW, Melista E, Andersen S, Dworkis DA, Wilk JB, Myers RH, Steinberg MH, Montano M, Baldwin CT, Perls TT (July 2010). "Genetic signatures of exceptional longevity in humans". ''Science''. '''2010'''. doi:[https://science.sciencemag.org/content/early/2011/07/20/science.1190532 10.1126/science.1190532]. <nowiki>PMID 20595579</nowiki>. (Retracted)</ref> Zbog neslaganja između tipa genotipskog niza u grupi ispitanika i kontrolnoj grupi, nekoliko SNP-ova je bilo lažno povezano sa dugovečnošću.<ref>MacArthur D (8 July 2010). "[https://www.wired.com/2010/07/serious-flaws-revealed-in-longevity-genes-study/ Serious flaws revealed in "longevity genes" study]". ''Wired''. Retrieved 7 December 2011.</ref> Studija je naknadno povučena<ref>Sebastiani P, Solovieff N, Puca A, Hartley SW, Melista E, Andersen S, Dworkis DA, Wilk JB, Myers RH, Steinberg MH, Montano M, Baldwin CT, Perls TT (July 2011). "Retraction". ''Science''. '''333''' (6041): 404. doi:[https://science.sciencemag.org/content/333/6041/404.1 10.1126/science.333.6041.404-a]. <nowiki>PMID 21778381</nowiki></ref>, ali je kasnije ipak objavljen modifikovani rad.<ref>Sebastiani P, Solovieff N, Dewan AT, Walsh KM, Puca A, Hartley SW, Melista E, Andersen S, Dworkis DA, Wilk JB, Myers RH, Steinberg MH, Montano M, Baldwin CT, Hoh J, Perls TT (18 January 2012). "[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3261167/ Genetic signatures of exceptional longevity in humans]". ''PLOS One''. '''7''' (1): e29848. Bibcode:2012PLoSO...729848S. doi:10.1371/journal.pone.0029848. PMC 3261167. <nowiki>PMID 22279548</nowiki>.</ref>
 
Realna alternativa GWA studijama danas su studije [[Sekvenciranje genoma nove generacije|sekvenciranja genoma nove generacije]] čija cena opada poslednjih godina.<ref>Visscher PM, Goddard ME, Derks EM, Wray NR (May 2012). "[https://www.nature.com/articles/mp201165 Evidence-based psychiatric genetics, AKA the false dichotomy between common and rare variant hypotheses]". ''Molecular Psychiatry''. '''17''' (5): 474–85. doi:10.1038/mp.2011.65. <nowiki>PMID 21670730</nowiki>.</ref>
 
== Vidi još ==
 
* [[Геномика|Genomika]]
* [[Sekvenciranje|Sekvenciranje genoma]]
 
== Reference ==
<references responsive="" />
 
== Literatura ==
{{refbegin|2}}
* {{cite journal |vauthors=Wang WY, Barratt BJ, Clayton DG, Todd JA |title=Genome-wide association studies: theoretical and practical concerns |journal=Nat. Rev. Genet. |volume=6 |issue=2 |pages=109-18 |year=2005|pmid=15716907 |doi=10.1038/nrg1522 }}
* {{cite journal |vauthors=Hardy J, Singleton A |title=Genomewide association studies and human disease |journal=The New England Journal of Medicine |volume=360 |issue=17 |pages=1759-68 |year=2009|pmid=19369657 |doi=10.1056/NEJMra0808700 }}
* {{cite journal |vauthors=Ku CS, Loy EY, Pawitan Y, Chia KS |title=The pursuit of genome-wide association studies: where are we now? |journal=J. Hum. Genet. |volume=55 |issue=4 |pages=195-206 |year=2010|pmid=20300123 |doi=10.1038/jhg.2010.19 }}
{{refend}}
 
== Spoljašnje veze ==
{{Портал|Биологија}}{{Commons category|Genome-wide association studies}}
* [https://web.archive.org/web/20160305150906/http://research.lunenfeld.ca/gwa_studies/ Izučavanje genomskih asocijacija ]
* [http://www.genome.gov/17516714 NIH izveštaj]
*[https://www.gwascentral.org/ GWAS] - centralna baza svih pronađenih genetičkih asocijacija
*Barrett, Jeff (18 July 2010). "[https://genomesunzipped.org/how-to-read-a-genome-wide-association-study/ How to read a genome-wide association study]". Genomes Unzipped.
*[http://zzz.bwh.harvard.edu/plink/ PLINK] alatke za GWA studijež
 
[[Категорија:Генетска епидемиологија]]