遺伝子か環境か?病気の危険因子を理解する新しいモデル(Genes or environment? A new model for understanding disease risk factors)

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2024-07-30 ペンシルベニア州立大学(PennState)

ペンシルベニア州立大学医学部の研究チームは、病気のリスクにおける遺伝的要因と環境要因を区別する方法を見つけました。この研究は、病気のリスクにおける遺伝の影響が過大評価され、環境要因の役割が過小評価されていたことを示しています。例えば、2型糖尿病のリスクにおける遺伝の影響は、従来の37.7%から28.4%に減少し、環境要因の重要性が増しました。この研究は、環境要因が修正可能であるため、病気の予防とリスク軽減のための新しい機会を提供します。研究では、特定の大気汚染物質(PM2.5およびNO2)が異なる健康状態に与える影響も評価されました。この成果は、特定の地域で病気が多発する理由をより深く理解するための手がかりとなります。

<関連情報>

MarketScanの5,000万人超を用いた遺伝性、環境リスク、大気汚染の因果関係の解明 Dissecting heritability, environmental risk, and air pollution causal effects using > 50 million individuals in MarketScan

Daniel McGuire,Havell Markus,Lina Yang,Jingyu Xu,Austin Montgomery,Arthur Berg,Qunhua Li,Laura Carrel,Dajiang J. Liu & Bibo Jiang
Nature Communications  Published:25 June 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-024-49566-6

遺伝子か環境か?病気の危険因子を理解する新しいモデル(Genes or environment? A new model for understanding disease risk factors)

Abstract

Large national-level electronic health record (EHR) datasets offer new opportunities for disentangling the role of genes and environment through deep phenotype information and approximate pedigree structures. Here we use the approximate geographical locations of patients as a proxy for spatially correlated community-level environmental risk factors. We develop a spatial mixed linear effect (SMILE) model that incorporates both genetics and environmental contribution. We extract EHR and geographical locations from 257,620 nuclear families and compile 1083 disease outcome measurements from the MarketScan dataset. We augment the EHR with publicly available environmental data, including levels of particulate matter 2.5 (PM2.5), nitrogen dioxide (NO2), climate, and sociodemographic data. We refine the estimates of genetic heritability and quantify community-level environmental contributions. We also use wind speed and direction as instrumental variables to assess the causal effects of air pollution. In total, we find PM2.5 or NO2 have statistically significant causal effects on 135 diseases, including respiratory, musculoskeletal, digestive, metabolic, and sleep disorders, where PM2.5 and NO2 tend to affect biologically distinct disease categories. These analyses showcase several robust strategies for jointly modeling genetic and environmental effects on disease risk using large EHR datasets and will benefit upcoming biobank studies in the era of precision medicine.

医療・健康
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