{"id":50011809,"date":"2021-01-14T19:35:47","date_gmt":"2021-01-15T00:35:47","guid":{"rendered":"https:\/\/gp2stg.wpenginepowered.com\/gwas-verstehen\/"},"modified":"2024-11-13T22:33:52","modified_gmt":"2024-11-14T03:33:52","slug":"gwas-verstehen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/gp2.org\/de\/gwas-verstehen\/","title":{"rendered":"GWAS verstehen"},"content":{"rendered":"<p><span style=\"font-weight: 400;\">GWAS verstehen &#8230; bzw. was hat es mit all diesen kleinen Odds Ratios oder Chancenverh\u00e4ltnissen auf sich? Die folgenden Ausf\u00fchrungen stellen eine grobe Vereinfachung von GWAS-Studien dar und k\u00f6nnen wohlmeinenden Sarkasmus enthalten.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Was k\u00f6nnen uns genomweite Assoziationsstudien (GWAS) \u00fcber eine Krankheit sagen? Warum testet man \u00fcber eine Million unabh\u00e4ngiger Merkmale des Genoms und nimmt schwerwiegenden Mehrfachtest-Missbrauch in Kauf? Die Antwort ist ziemlich einfach, und zwar aus zwei ganz einfachen Gr\u00fcnden. Erstens erweitert jede kandidatenassoziierte Genregion (auch bekannt als Locus) unser Wissen \u00fcber eine Krankheit. Zweitens helfen uns all diese kumulativ kleinen Effekte, die Sie beobachten und von denen jeder eine marginale Erh\u00f6hung des genetischen Risikos bewirkt, das Risiko besser vorherzusagen und die Diagnosekriterien zu verfeinern. Es hei\u00dft, dass GWAS hypothesenfrei sei, aber in Wirklichkeit lautet die Hypothese: \u201eEine Variante oder ein Satz von Varianten im Genom k\u00f6nnte Schlimmes anrichten, wir m\u00fcssen mehr herausfinden.\u201c<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Im Grunde ist eine GWAS nur eine Reihe von Gleichungen, von denen jede eine genomische Variante auf einmal betrachtet. Lassen Sie uns dies am Beispiel der Parkinson-Krankheit aufschl\u00fcsseln.<\/span><\/p>\n<p><i><span style=\"font-weight: 400;\">Parkinson-Krankheit (1 wenn ja, 0 wenn nein) ~ \u03b2<\/span><\/i> <i><span style=\"font-weight: 400;\">0<\/span><\/i> <i><span style=\"font-weight: 400;\">+ \u03b2<\/span><\/i> <i><span style=\"font-weight: 400;\">1<\/span><\/i> <i><span style=\"font-weight: 400;\">Variante + \u03b2<\/span><\/i> <i><span style=\"font-weight: 400;\">2<\/span><\/i> <i><span style=\"font-weight: 400;\">Geschlecht + \u03b2<\/span><\/i> <i><span style=\"font-weight: 400;\">3<\/span><\/i> <i><span style=\"font-weight: 400;\">Alter + \u03b2<\/span><\/i> <i><span style=\"font-weight: 400;\">4<\/span><\/i> <i><span style=\"font-weight: 400;\">PC1 + \u03b2<\/span><\/i> <i><span style=\"font-weight: 400;\">5<\/span><\/i> <i><span style=\"font-weight: 400;\">PC2<\/span><\/i><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Wenn Sie mit Statistik vertraut sind, ist Ihre Standard-GWAS-Formel lediglich eine einfache Formel zur multiplen Regression. Diese spezielle Gleichung testet, ob wir vorhersagen k\u00f6nnen, ob eine Person Parkinson hat oder nicht, indem wir das Vorhandensein einer bestimmten Variante im Genom dieser Person heranziehen. Zus\u00e4tzlich zu der getesteten Variante beziehen wir andere Faktoren wie Geschlecht, Alter und Hauptkomponenten ein, welche die genetische Abstammung auf individueller Ebene erkl\u00e4ren.\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Lassen Sie uns jetzt \u00fcber Quotenverh\u00e4ltnisse und Betas sprechen. Die &#8218;\u03b2<\/span><span style=\"font-weight: 400;\">n<\/span><span style=\"font-weight: 400;\">&#8218;-Terme vor den Variablen in der obigen Gleichung sind Koeffizienten. Diese sagen aus, um wie viel die gesch\u00e4tzte Wahrscheinlichkeit oder das \u201eRisiko\u201c der Parkinson-Krankheit in Abh\u00e4ngigkeit vom Vorhandensein dieser Variable steigt oder sinkt. In GWAS-Manuskripten werden diese Effektgr\u00f6\u00dfen der Varianten entweder als Beta-Werte oder Odds\u00a0Ratios angegeben. Schauen wir uns nun ein Beispiel f\u00fcr die Interpretation der beiden Werte an. In der j\u00fcngsten und bisher gr\u00f6\u00dften GWAS zu Parkinson (Nalls 2019) ist eine der neuen Varianten, welche gem\u00e4\u00df aktuellen Erkenntnissen signifikant mit der Parkinson-Krankheit assoziiert sind, die Variante rs76116224 auf Chromosom\u00a02. Der mit dieser Variante assoziierte Beta-Wert betr\u00e4gt 0,110. Das Odds Ratio betr\u00e4gt 1,12 (Konfidenzintervall: 1,08\u20131,16). Der Betawert ist die Zunahme oder Abnahme des Ergebnisses pro Einheit. F\u00fcr diese Studie bedeutet dies:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li style=\"font-weight: 400;\" aria-level=\"1\"><span style=\"font-weight: 400;\">Eine Kopie der Variante rs76116224 hat ein gesch\u00e4tztes erh\u00f6htes Parkinson-Risiko von 0,110 * 1 = 0,110.\u00a0<\/span><\/li>\n<li style=\"font-weight: 400;\" aria-level=\"1\"><span style=\"font-weight: 400;\">Zwei Kopien der Variante rs76116224 haben ein gesch\u00e4tztes erh\u00f6htes Parkinson-Risiko von 0,110 * 2 = 0,220.\u00a0<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Odds Ratios (OR) sind der Exponent der Beta-Koeffizienten, werden aber geringf\u00fcgig anders interpretiert. Ein OR von gr\u00f6\u00dfer als\u00a01 ist mit einer h\u00f6heren Wahrscheinlichkeit des Ergebnisses assoziiert, ein OR von\u00a01 bedeutet keine Assoziation und ein OR von weniger als\u00a01 ist mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit des Ergebnisses assoziiert. Ein OR von 1,12 bedeutet also, dass wir f\u00fcr eine Erh\u00f6hung der Variantenkopie um eine Einheit eine 12%ige Erh\u00f6hung der Wahrscheinlichkeit, an Parkinson zu erkranken, erwarten.\u00a0\u00a0\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Nachdem Sie die Gleichung nun kennen, m\u00fcssen Sie sie nur noch f\u00fcr jede Variante in Ihren Daten berechnen. Je nachdem, wie Ihre Daten verarbeitet wurden, also etwa 25.375.550\u00a0Mal! Zum Gl\u00fcck haben wir eine nette Software, die alle diese Gleichungen f\u00fcr uns durchrechnet.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Typischerweise wird jede GWAS in einem separaten Zentrum mit dessen eigenen Daten durchgef\u00fchrt, pro Abstammungslinie und pro individueller Kohorte. Je mehr Personen wir jedoch einbeziehen, desto h\u00f6her ist die Chance, seltene Effektvarianten zu entdecken. Um diese Zahlen zu erh\u00f6hen, wird jede GWAS in einer Meta-Analyse kombiniert. Die kooperierenden Standorte einigen sich im Voraus darauf, wie die Krankheit oder ein anderes Ergebnis definiert wird, welcher Code und welche Berechnungsinfrastruktur verwendet wird \u2013 und in manchen F\u00e4llen sogar auf die Reihenfolge der Autorenschaft der resultierenden Arbeiten. Jedes Studienzentrum stimmt in der Regel grundlegenden Qualit\u00e4tskontrollparametern f\u00fcr die Genotypisierungs-Array-Daten auf Studienebene sowie einer einheitlichen Imputationsmethode (Verwendung desselben Referenzpanels zur Ableitung nicht getesteter genetischer Varianten) zu. Die gew\u00e4hlten Qualit\u00e4tskontrollparameter m\u00fcssen vor der Durchf\u00fchrung Ihrer GWAS durchgef\u00fchrt werden.\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Nachdem die Qualit\u00e4tskontrolle abgeschlossen und jede einzelne GWAS ausgef\u00fchrt wurde, werden metaanalytische Techniken aus der Basisstatistik verwendet, um die GWAS-Zusammenfassungsstatistiken in einem einzigen aggregierten Ergebnissatz pro Variante zu kombinieren. Ausgehend davon kann man, nach einigen zus\u00e4tzlichen QK, nach Varianten mit p-Werten < 5e-08 suchen (dieser Cut-off wird typischerweise bei GWAS f\u00fcr die Korrektur bei Mehrfachtests in Millionenh\u00f6he gew\u00e4hlt, aber es kann besser sein, sogar noch stringenter heranzugehen). Varianten, die diese Signifikanzschwelle \u00fcberschreiten, gelten als signifikant mit dem getesteten Ergebnis assoziiert, aber man muss dann unbedingt versuchen, diese Ergebnisse in zus\u00e4tzlichen Datens\u00e4tzen zu replizieren.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Durch GWAS entdeckte Varianten liefern uns Ziele (Targets), die wir untersuchen k\u00f6nnen, und tragen zur Erweiterung unseres Wissens \u00fcber eine Krankheit bei. Mit jedem neuen Target sind wir besser in der Lage, das Risiko einer Person f\u00fcr die Entwicklung eines bestimmten Ergebnisses besser vorherzusagen. Diese Erkenntnisse werden im Hinblick auf das Ziel pr\u00e4zisionsmedizinischer Behandlungen erforderlich sein. Mit GP2 streben wir danach, dieses Wissen \u00fcber die Parkinson-Krankheit zu erweitern. Viele unserer GWAS-Prozesse sind automatisiert; der von uns verwendete Code ist \u00f6ffentlich und transparent und wird st\u00e4ndig erweitert. Wir sind auf Vielfalt bedacht. Daher befassen wir uns mit ganzheitlichen Analysen \u00fcber globale Datensilos hinweg und analysieren sie, wenn m\u00f6glich, als harmonisierte einheitliche Kohorten bzw. wenden Meta-Analysen an, wenn dies angebracht ist.\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Es wurde viel Aufwand in die Entwicklung einheitlicher und klarer Arbeitsabl\u00e4ufe und Codes gesteckt, von denen wir hoffen, dass sie von vielen Forschern und Institutionen auf der ganzen Welt genutzt werden. Unser Ziel ist es, GP2 zum transparentesten Open-Science-Analytics-Projekt weltweit zu machen.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\"> <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-50011306 size-full\" src=\"https:\/\/gp2.org\/wp-content\/uploads\/\" alt=\"\" width=\"1600\" height=\"671\" \/><\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">So sieht der aktuelle \u201eManhattan Plot\u201c (benannt nach den T\u00fcrmen in Manhattan) f\u00fcr GWAS zur Parkinson-Krankheit aus (Nalls et al., 2019). Der Code hierf\u00fcr findet sich <\/span><a href=\"https:\/\/github.com\/ipdgc\/Manhattan-Plotter\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><span style=\"font-weight: 400;\">hier<\/span><\/a><span style=\"font-weight: 400;\">.\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-weight: 400;\">Sie finden unseren Code und unsere Pipelines auf dem<\/span> <a href=\"https:\/\/github.com\/GP2code\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><span style=\"font-weight: 400;\">GP2-GitHub<\/span><\/a> <span style=\"font-weight: 400;\">. Halten Sie Ausschau nach einem nachfolgenden Blogbeitrag mit Einblicken und Tipps zum Ausf\u00fchren Ihres eigenen GWAS.<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Mitglieder der GP2-Arbeitsgruppe \u201eComplex Disease &#8211; Data Analysis\u201c geben einen \u00dcberblick \u00fcber Genomweite Assoziationsstudien (GWAS) einschlie\u00dflich statistischer Formeln, Arbeitsabl\u00e4ufe und Beispiele aus der j\u00fcngsten Parkinson-GWAS.<\/p>\n","protected":false},"author":16,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":"","_links_to":"","_links_to_target":""},"class_list":["post-50011809","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","post-type-blog-de","topic-genetik-komplexer-krankheit-de"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/gp2.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/50011809","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/gp2.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/gp2.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/gp2.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/16"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/gp2.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=50011809"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/gp2.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/50011809\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/gp2.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=50011809"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}