公民科学家助力罕见遗传病研究
时间:2017-12-07

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  生物医学研究通常是缓慢而渐进的,但是当一个人发现隐藏的关系时,会产生质的飞跃。例如,研究人员可能从未测试鱼油的潜力,以缓解里诺综合症,一种循环系统疾病,除非现在是时候让信息学研究人员搜索大量的技术文献,看似无关紧要的话题。

  其他破坏性联想很可能在生物医学文献中的其他地方徘徊。但是,每隔30秒发表一篇新论文,科学家就面临着巨大的压力,要找到这些悬挂的针状连接。目前,一个研究小组正在启动一个众包项目,为打造一个强大的可搜索数据库打下基础,通过利用在职志愿者浏览文献的关键术语的努力。

  这个众包的搜索项目,名为Mark2Cure,是第一次针对有新诊断的NGLY1缺陷遗传疾病的动机的人群。这种疾病是由于缺乏NGLY1,一种从蛋白质中去除糖分子以确保适当降解的酶而引起的。研究人员在全世界约35人中诊断出这种疾病,但他们认为约有1500人可能患有这种疾病。 NGLY1缺陷具有一些复杂而混乱的症状,包括肝脏问题,反射不良,流泪,有时抽搐。

  2012年,外显子组测序确认了世界上第一个NGLY1患者,来自美国盐湖城的七岁男孩Bertrand Might。去年秋天,Bertrand的父母Cristina Might和Matt Might通过Twitter会议Scythian生物信息学研究所的Andrew Su正在寻找一名外行志愿者参加一个搜索项目。 Su和他的同事之前发现,新手能够可靠地进行搜索,每个摘要每股收益约7美分。在这项研究中,研究人员通过Mechanical Turk(一种基于网络的平台)寻找线索,该平台使用人类智能来做计算机无法做到的事情。下一步是把成本降到零,看是否可以招募志愿者来帮助我们。苏先生介绍说。

  可能夫妇渴望为此做出贡献,并成为NGLY1患者群体的一部分。显然,他们有兴趣并愿意从不同的角度来解决这个问题。苏说。犹他州的一位计算机科学家马特·米特(Matt Might)对于管理和共享数据的热情与苏相同。夫妻双方也可以私下分享数据。 Matt关于Bertrand 4年诊断史的文章最终在鉴定NGLY1新患者中发挥了至关重要的作用。

  美国国立卫生研究院(NIH)花费了数百万美元聘请专业人员来完成这些工作。今天,斯克里普斯研究小组计划招聘那些有能力也愿意免费做的同事,他们可以用自己的电脑做少量的工作,建立一个知识库要求人类的教会计算机从搜索到的文章中找出关键的概念,同时,通过适度的在线培训,任何阅读英文的人都可以浏览研究论文,寻找关键词,如基因名称,蛋白质,疾病和药物,并使用在线记录它们之间的关系如X药物治疗Y病在几个月前完成的一项试验中,Scripps研究所的研究人员发现,虽然平均来说这些新手与那些拥有博士学位的人相比,但初学者队实际上是独立于专业人员的甚至比后者做得更好。

  Su说,所有Mark2Cure目前的项目都证明,从科学的角度来看,志愿者工作的输出是有意义的,为了确保这些结果可以应用到NGLY1的研究上,夫妇帮助Scripps研究小组联系糖基化专家Hudson Freeze拥有Sanford Burnham医学研究所的实验室,距离Scripps Research仅180米,他和他的同事做了一些实验来证实NGLY1突变导致了Bertrand病。

  从那时起,Freeze的实验室已经使用从10个NGLY1患者收集的样本建立了细胞系,他希望这个众包项目能够产生可以测试的新假设。例如,搜索可能会揭示一些信息,表明研究人员正在测试实验室了解一个具体的生物标志物或疾病机制的数据解决方案,或者最好找到治疗NGLY1缺陷。

  虽然Mark2Cure刚刚正式推出,但一小组助手浏览了100多篇摘要。 Mark2Cure科学推广项目经理Ginger Tsueng表示,每个总结需要由至少15个不同的非专业助手进行注释,以达到正确的准确性水平。这个团队希望这些公民科学家最终浏览数千篇可能被NGLY1缺陷筛选的文章。参与者可以根据工作绩效累积积分,每个汇总最多可获得1000分,具体取决于他们和其他参与者匹配标记的程度。苏说,在这个过程中没有排行榜或奖励。公民科学家似乎有充足的动力为此做出贡献。

  Eileen Estenik是密苏里州的兼职秘书和志愿者之一。她的两岁儿子Benjamin在2014年11月被诊断患有NGLY1缺陷,她通过Might夫妇知道Mark2Cure项目。在那之前,这个男孩被当成癫痫病治疗,接受了两轮肝癌化疗,最后在去年夏天被批准接受肝移植手术。埃斯特尼克说:我们经历了很多事情。她在Mark2Cure迷你测试期间开始了自己的搜索工作,迄今为止积累了超过50,000分。我们想要一个可爱的小男孩和他所有的朋友,尽我们所能给予的最好的。埃斯特尼克说,如果这意味着我们必须通读所有这些文件来帮助我们的医生,让它成为现实。

  科学家们也认为Mark2Cure会成功。与机器相比,现在人们有更好的机会在发表的论文中找到有用的信息。斯坦福大学ClinGen项目的生物学家Mike Cherry说。 ClinGen是美国国立卫生研究院资助的一个搜索项目,旨在建立精确医学和基因组变异研究数据库。苏设计了一个有趣和有吸引力的方式来分类文件。我相信结果会非常有趣。 (宗华)

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  科学报告(英文)