人类最早出现在非洲，但神经科学研究在很大程度上偏向欧洲血统的人群。大多数针对精神分裂症、自闭症、抑郁症、帕金森病和阿尔茨海默病的大型全基因组关联研究（每项招募数十万至数百万人）都没有非洲血统的参与者。干细胞也存在类似的多样性问题：约67%的细胞系来自欧洲血统的捐赠者。“在人类制造的干细胞系和我们遗传起源之间存在巨大差距。”研究人员正在努力改变这一现状，从非洲捐赠者那里开发干细胞系和类器官，希望确保整个大陆不会错失先进神经科学研究的好处。同时，根植于非洲的研究可能揭示有益于全球人口的信息——如保护性基因变异。“非洲血统的个体是地球上基因最多样化的人群。”本文系统解析将非洲血统纳入细胞神经科学的努力与意义。
一、问题：神经科学研究的血统偏差
| 方面 | 数据 |
|---|---|
| 全基因组关联研究 | 大多数大型研究（数十万至数百万人）没有非洲血统参与者 |
| 干细胞系 | 约67%来自欧洲血统捐赠者 |
| 非洲基因多样性 | “非洲血统的个体是地球上基因最多样化的人群” |
| 新变异发现 | 2020年研究中，来自50个民族语言群体的426名非洲参与者中发现了超过300万个新变异；另有1,950个群体尚未采样 |
二、非洲研究的重要性
| 意义 | 描述 |
|---|---|
| 受益全球 | 根植于非洲的研究可能揭示有益于全球人口的信息（如保护性基因变异） |
| 理解疾病 | 包括非洲血统的人“将对理解所有人群的疾病产生影响” |
| 非洲更常见的疾病 | 神经管缺陷、脑积水等 |
| 阿尔茨海默病 | 在非洲日益流行；在非裔美国人中比在欧洲裔美国人中更普遍；最强已知风险因素APOE-4可能不适用于非洲血统人群 |
三、非洲干细胞倡议
| 倡议/研究 | 领导者 | 目标 |
|---|---|---|
| 非洲祖先神经科学研究倡议 | Daniel Weinberger（Lieber研究所） | 2019年启动 |
| 非洲iPSC倡议 | Mahmoud Maina（尼日利亚） | 已建立来自当地捐赠者的11个诱导多能干细胞系（代表该地区5个民族群体）；注册阿尔茨海默病患者队列（6家当地医院）；从60岁及以上成年人收集1,200份血液样本和约1,000份皮肤活检 |
| 非洲捐赠者类器官 | Mubeen Goolam（开普敦大学） | 使用非洲捐赠者细胞创建模拟神经管发育的类器官；计划建模脑积水 |
| 多样化诱导多能干细胞系 | Jeanne Loring（Scripps研究所） | 2008年开发了一套14个多样化诱导多能干细胞系；计划将其开发成类器官 |
四、关键见解：APOE-4在非洲血统中不是风险因素
| 方面 | 描述 |
|---|---|
| 既定事实 | “你现在越是非洲人，APOE-4就越不是风险因素” |
| 临床意义 | APOE-4被用作治疗靶点和招募临床试验参与者，基于它的未来治疗可能对非洲血统人群相关性有限 |
| 哥伦比亚发现 | 研究发现在哥伦比亚，尽管家族基因使Aliria Rosa Piedrahita de Villegas在40多岁易患阿尔茨海默病，但她在70岁出头才显示认知衰退迹象，受APOE中一个罕见变异的保护——该变异现在正在探索治疗可能性 |
| 保护性突变 | 非洲iPSC倡议正在从百岁老人收集细胞——“我们可能有很多‘Aliria Rosas’坐在村庄里” |
五、挑战
| 挑战 | 描述 |
|---|---|
| 文化禁忌 | 捐赠死后脑组织在非洲常常是文化禁忌（诱导多能干细胞更容易接受） |
| 资金 | 非洲国家预算有限，来自北方的科学资金往往指定用于传染病研究 |
| 代表性不足 | 我们对非洲遗传学的大部分了解来自非裔美国人，这意味着知识偏向参与奴隶贸易的地区（例如，尼日利亚北部在数据集中代表性不足） |
| 倡议多样性 | 仅南非和尼日利亚的细胞系仍不能代表非洲的巨大多样性 |
六、结论：建立本地专业知识
如果非洲科学家不启动这类项目，没有人会做。兴趣必须由希望这项工作发生的人驱动。“你将在这些领域培养本地专业知识。”从该领域开始，来自不同人群的干细胞系就应该是优先事项——“你需要拥有多样化的人类细胞”来有效筛选基因疗法和药物。通过在非洲投资神经科学和干细胞，可以建立类似于非洲在传染病领域取得的成就的知识和专业化。
核心信息：
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大多数神经科学研究偏向欧洲血统；约67%干细胞系来自欧洲血统。
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非洲血统是地球上基因最多样化的人群（>300万新变异）。
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APOE-4在非洲血统中不是阿尔茨海默病风险因素。
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非洲iPSC倡议：11个诱导多能干细胞系（5个民族群体）；1,200份血液样本；百岁老人研究。
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哥伦比亚发现APOE保护性变异，延迟阿尔茨海默病30年。
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需要投资以建立类似非洲传染病研究的知识和专业化。