Genetic Ancestry in Lung-Function Predictions
肺機能予測因子における遺伝学的祖先
Background Self-identified race or ethnic group is used to determine normal reference standards in the prediction of pulmonary function. We conducted a study to determine whether the genetically determined percentage of African ancestry is associated with lung function and whether its use could improve predictions of lung function among persons who identified themselves as African American.
背景： 自己認知による人種と民族集団は，肺機能を予測する際の標準基準を決定するために使用される．アフリカ系アメリカ人であると自認している人において，遺伝学的に決定されるアフリカ祖先の割合が肺機能と関連があるかどうか，遺伝学を使用することで肺機能の予測を改善できるかを決定するために，試験を行った．
Methods We assessed the ancestry of 777 participants self-identified as African American in the Coronary Artery Risk Development in Young Adults (CARDIA) study and evaluated the relation between pulmonary function and ancestry by means of linear regression. We performed similar analyses of data for two independent cohorts of subjects identifying themselves as African American: 813 participants in the Health, Aging, and Body Composition (HABC) study and 579 participants in the Cardiovascular Health Study (CHS). We compared the fit of two types of models to lung-function measurements: models based on the covariates used in standard prediction equations and models incorporating ancestry. We also evaluated the effect of the ancestry-based models on the classification of disease severity in two asthma-study populations.
方法： 若年成人における冠動脈リスク形成研究(CARDIA研究)のアフリカ系アメリカ人であると自認している参加者777人の祖先を評価し，肺機能と祖先の関係を線形回帰を用いて評価した．2つの独立したコホート研究でアフリカ系アメリカ人であると自認している被験者のデータで，同様の解析を行った．内訳は，健康・年齢・体組成研究(HABC研究)の参加者813人と，心血管健康研究(CHS研究)の参加者579人である．肺機能測定値による2種類のモデルが合致するかを比較した．標準予測式を用いた共変動因子を基にしたモデルと，祖先を組み込んだモデルがある．また，2つの喘息研究母集団において，祖先を基にしたモデルが疾患重症度分類に与える影響についても評価した．
Results African ancestry was inversely related to forced expiratory volume in 1 second (FEV1) and forced vital capacity in the CARDIA cohort. These relations were also seen in the HABC and CHS cohorts. In predicting lung function, the ancestry-based model fit the data better than standard models. Ancestry-based models resulted in the reclassification of asthma severity (based on the percentage of the predicted FEV1) in 4 to 5% of participants.
結果： CARDIAコホート研究において，アフリカ祖先は1秒努力肺活量(FEV1)と努力肺活量(FVC)と逆相関していた．HABCコホート研究とCHSコホート研究でも，これらの関連性が見られた．肺機能を予測する際に，人種を基にしたモデルが標準モデルよりもよくデータに合致した．人種を基にしたモデル(予測FEV1%を基にしている)は，参加者の4～5%の喘息重症度を再分類する結果となった．
Conclusions Current predictive equations, which rely on self-identified race alone, may misestimate lung function among subjects who identify themselves as African American. Incorporating ancestry into normative equations may improve lung-function estimates and more accurately categorize disease severity. (Funded by the National Institutes of Health and others.)
結論： 自己認識による人種のみに頼る現在の肺機能予測式は，自分をアフリカ系アメリカ人であると認識している人の肺機能を誤って予測するかもしれない．祖先を標準式に組み込むと，肺機能予測を改善し，より正確に疾患重症度を分類出来るかもしれない．(NIH国立衛生研究所とその他機関が出資)
人種の坩堝(るつぼ)，アメリカ．アフリカ系アメリカ人と言っても，遺伝学的に100%アフリカ系であるかどうか，ヨーロッパ系やアジア系の遺伝的背景(いわゆる血統)がどの程度混ざっているかは，実は混血の方は正確には知らないはずであるという仮説のもとにこの研究が行われたのだと思います．んで，アフリカ系度合を遺伝子レベルで調査して呼吸機能との関連を観察したという内容です．すると，アフリカ系の血が濃いほど，肺機能(FEV1とFVC)が低い傾向にあるという結果が得られました．黒人って，体力あってオリンピックで活躍する人が多いから，肺機能も高いのかと思っていましたが，意外な結果ですね．
だから何？，という感じがしたので，論文のディスカッションを読んでみました．COPDや喘息などの閉塞性肺疾患の重症度を，予想以上に重症であると見積もってしまう可能性があったり，肺機能障害の程度を実際よりも重症であると判断する可能性があるかもしれない，と述べられていました．なるほどね～．ただ，Table3を見てみると，FEV1とFVCの両方の測定値が低下傾向にあり，結果的にFEV1:FVC(つまりFEV1%，喘息等の閉塞性肺疾患の指標)には影響が無さそうでした．「アフリカ系アメリカ人の喘息患者の4～5%の重症度分類を変更する結果となった」という記述は，FEV1%ではなくFEV1そのもので重症度を再分類したと書かれていました．
【復習】スパイロメーターと肺疾患の分類
閉塞性肺疾患： 一秒率(FEV1.0%)が70%未満
一秒率(FEV1.0%)＝一秒量(FEV1.0)/努力肺活量(FVC)
拘束性肺疾患： 努力肺活量(FVC)が予測FVCの80%未満
予測FVCは，年齢・性別・身長・体重により計算する．