بیش از ۸۰٪ از کل تحقیقات ژنتیکی بر روی افرادی با تبار اروپایی انجام میشود، که این نگرانی را ایجاد میکند که افراد بومی و سایر گروههای کمتر نماینده ممکن است از پیشرفتهای حاصله بهرهمند نشوند. توانایی تشخیص بیماریهای ژنتیکی، شناسایی شرایط ژنتیکی جدید و ارزیابی حساسیت فرد به بیماریهای مزمن، همگی تحت تأثیر قرار میگیرند زمانی که جمعیتها از تحقیق حذف میشوند، که این امر نابرابریهای بهداشتی را افزایش میدهد. در مقالهای در Nature، Stæger et al. با استفاده از دادههای حاصل از چندین بررسی سلامت جمعیت که از سال ۱۹۹۹ در گرینلند انجام شده است، به این چالشها برای جمعیت اینوئیت گرینلند (همچنین به عنوان گرینلندیها شناخته میشوند) اذعان و به آنها رسیدگی میکنند.
دادههای ژنومی از ۵,۹۹۶ نفر از شهرها و سکونتگاههای نماینده در هر منطقه از گرینلند جمعآوری شده است که پوشش جغرافیایی جامعی از اطلاعات ژنتیکی را فراهم میکند. نویسندگان به طور قوی «معماری» ژنتیکی منحصر به فرد اینوئیت گرینلند را مشخص کرده و تأثیر این معماری بر شیوع و خطر بیماری را بررسی میکنند. این شامل بیماریهای نادر ناشی از تغییرات در یک ژن واحد (شرایط مونوژنیک) و بیماریهای شایع با زیربنای ژنتیکی پیچیده است.
جمعیت فعلی اینوئیت گرینلند (شکل ۱) ناشی از مهاجرت افراد بومی است که کمتر از ۱,۰۰۰ سال پیش از طریق قطب شمال از سیبری امروزی سفر کرده و در گرینلند ساکن شدهاند. تجزیه و تحلیل Stæger و همکاران نشان میدهد که این گروه از کمتر از ۳۰۰ نفر تشکیل شده بود که از نظر ژنتیکی با سایر گروههای بومی آمریکایی متفاوت بودند. این تجزیه و تحلیل همچنین از شواهد قبلی حمایت میکند که نشان میدهد «تنگناها» مکرر اندازه جمعیت را کاهش داده و بنابراین تنوع ژنومی را کاهش داده است.
این تنوع ژنومی نسبتاً پایین، ترکیب ژنتیکی اینوئیت گرینلند امروزی را تحت تأثیر قرار داده است. نویسندگان بسیاری از انواع ژنتیکی را شناسایی کردند که منحصر به گرینلندیها هستند، اما تعداد غیرمعمولی زیادی از این انواع در جمعیت شایع هستند و تعداد غیرمعمولی کمی نادر هستند. در واقع، در یک تجزیه و تحلیل فرعی از ۱۹۰ ژنوم، آنها مشاهده کردند که تعداد انواع تک نوکلئوتیدی با فراوانی بیش از ۵٪ در جمعیت گرینلند تقریباً دو برابر جمعیتهای نماینده اروپایی، آفریقایی و آسیای شرقی بود.
نویسندگان خاطرنشان میکنند که مجموع کل انواع ژنتیکی بالقوه مضر در ژنومهای اینوئیت گرینلند قابل مقایسه با سایر جمعیتها است، اما توزیع فراوانی آن انواع در بین جمعیت متفاوت است. تأثیر این امر بر بار بیماری به خودی خود نیست — یعنی تأثیر کلی بیماریهای ژنتیکی برای گرینلندیها بدتر از سایر جمعیتها نیست. بلکه، تفاوتهای پیشبینیشدهای در نوع بیماری (نادر در مقابل شایع) وجود دارد که ممکن است به دلیل عواملی که در خطر نقش دارند، ایجاد شود.
به عنوان مثال، جمعیت ممکن است در معرض خطر بیشتری برای شرایط اتوزومال مغلوب خاصی باشد، که زمانی رخ میدهد که یک فرد دو نسخه از یک نوع بیماریزا را به ارث ببرد. انواع پرتاثیر که به شدت بر ویژگیهای فرد تأثیر میگذارند، ممکن است سهم بیشتری در بیماریهای پیچیده نسبت به سایر جمعیتها داشته باشند. پیامد بالینی این امر این است که شرایطی مانند دیابت نوع ۲ و کلسترول بالا به شدت تحت تأثیر عوامل ژنتیکی شایع قرار میگیرند، مانند انواع ژنهای TBC1D4 و LDLR. چنین بینشهایی میتواند به تشخیص و مدیریت این شرایط در جمعیتهای خاص کمک کند.
نویسندگان دریافتند که برخی از انواع ژنتیکی شایع مختص قطب شمال هستند و پس از جدا شدن جمعیت از بومیان آمریکا حدود ۱۸,۰۰۰ سال پیش به وجود آمدهاند. یک نوع ژنتیکی میتواند در یک جمعیت یا از طریق رانش ژنتیکی افزایش یابد، که در آن فراوانی با گذشت زمان به طور تصادفی افزایش مییابد. یا از طریق انتخاب مثبت، که در آن حاملان یک نوع بیشتر از غیر حاملان زنده میمانند و فرزندآوری میکنند، به این معنی که این نوع در طول نسلهای متمادی منتشر میشود.
یک نوع شایع مختص قطب شمال در CPT1A بود، ژنی که آنزیمی را کد میکند که در تجزیه اسیدهای چرب نقش دارد. این نوع، که در سایر گروههای بومی نیز شناسایی شده است — یوپیک آلاسکا و اینوئیت کانادا — با فراوانی بالایی در سراسر جمعیتهای قطب شمال مشاهده شد. این نوع در تمام اینوئیتهای گرینلندی که هیچ تبار اروپایی ندارند وجود داشت، که نشان میدهد همه ساکنان اولیه گرینلند این نوع را حمل میکردند. دادههای نویسندگان از ادعاهای قبلی حمایت میکند که نوع CPT1A به شدت انتخاب شده است، و انتخاب مثبت نیز فراوانی انواع FADS1 و FADS2 را افزایش داده است، که پروتئینهایی را کد میکنند که برای تولید برخی از اسیدهای چرب حیاتی هستند — شواهدی از سازگاری با یک رژیم غذایی سنتی سرشار از چربیها و پروتئینها.
در مقابل، هیچ مدرکی مبنی بر انتخاب یک نوع شایع در ژن SI وجود نداشت، که باعث کمبود ارثی در آنزیم سوکراز-ایزومالتاز میشود. این نوع، که برای اولین بار در یک نوزاد اینوئیت کانادایی شناسایی شد، میتواند به عنوان بیماری شدید یا مزمن دستگاه گوارش در معرض برخی از قندها ظاهر شود. از آنجا که رژیم غذایی سنتی حاوی مقادیر ناچیزی از این قندها بود، این نوع احتمالاً از نظر تاریخی تأثیر کمی بر سلامتی داشته است — بنابراین احتمال بیشتری وجود دارد که افزایش فراوانی به دلیل رانش ژنتیکی باشد تا هر نوع فشار انتخابی.
یک یافته غیرمنتظره تعداد انواع مضر بود که در بیماریهای اتوزومال مغلوب نقش دارند که ظاهراً پس از استقرار جمعیت در گرینلند، حدود ۷۰۰ سال پیش، به وجود آمدهاند. شرایطی مانند اسیدمی پروپیونیک، یک اختلال متابولیک شدید ناشی از داشتن انواع در هر دو نسخه از ژن PCCB، مناطق جغرافیایی محدودی را تحت تأثیر قرار میدهد. این با شواهد ژنومی مطابقت دارد که از نظر تاریخی، مهاجرت کمی بین سکونتگاهها وجود داشته است — با توجه به زمینهای ناهموار و شرایط ساحلی، جای تعجب نیست. حرکت افراد بین مناطق در نسلهای اخیر افزایش یافته است، و نویسندگان پیشبینی میکنند که با ادامه افزایش تحرک، فراوانی چندین بیماری مغلوب کاهش یابد.
یافتههای Stæger و همکاران پیامدهایی برای تشخیص شرایط مونوژنیک نادر دارد، که در آن دادههای ژنتیکی فرد با یک پانل مرجع بزرگ و متنوع از سایر ژنومها مقایسه میشود. هنگامی که دادههای مرجع برای یک جمعیت وجود ندارد، انواع ژنتیکی که پیشبینی میشود عملکرد یک پروتئین را مختل کنند اما مستقیماً باعث بیماری نمیشوند (معروف به انواع غیر علیتی از دست دادن عملکرد) را نمیتوان به راحتی فیلتر کرد — که احتمالاً منجر به تشخیص نادرست میشود. نویسندگان نشان میدهند که گنجاندن دادههای توالی کل ژنوم از شرکتکنندگان اینوئیت گرینلند در پانل مرجع، فیلتر کردن انواع غیر علیتی از دست دادن عملکرد را تا حد زیادی بهبود بخشیده است.
خطر ابتلا به بیماریهای پیچیده که دارای چندین عامل ژنتیکی هستند را میتوان با محاسبه یک امتیاز پلیژنیک پیشبینی کرد، که با استفاده از دادههای ژنومی از یک جمعیت مرجع نیز به دست میآید. نویسندگان نشان میدهند که امتیازات پلیژنیک مشتقشده از اروپا برای گرینلندیها دقیق نیست، اما صرفاً گنجاندن انواع مختص قطب شمال در محاسبه، پیشبینیهای امتیاز پلیژنیک را به طور قابل توجهی بهبود بخشید.
بیاعتمادی اغلب به عنوان دلیلی ذکر میشود که چرا افراد بومی کمی در تحقیقات ژنتیک و ژنومیک گنجانده شدهاند. با این حال، در این مطالعه، ۱۴٪ از کل جمعیت گرینلند شرکت کردند. سیاستهای خودگردانی این سرزمین کنترل بر آموزش و بهداشت را اعمال میکند، و از اصول اعلامیه سازمان ملل متحد در مورد حقوق مردمان بومی حمایت میکند. این شامل احترام به حاکمیت دادههای بومی میشود — حقوق این گروهها برای داشتن کنترل کامل بر دادهها در مورد جوامع، سرزمینها و فرهنگهای خود، از جمله منابع ژنتیکی آنها.
تمام تحقیقات پیشنهادی در گرینلند ابتدا توسط یک کمیته اخلاق متشکل از اینوئیتهای گرینلند (هم متخصصان و هم افراد عادی) بررسی میشود و باید شامل بحث در مورد دیدگاههای بومی باشد. با وجود چنین حکمرانی قوی، شرکتکنندگان بالقوه ممکن است بیشتر به محققان اعتماد کرده و در مطالعات ژنومیک شرکت کنند. محققان باید به کار Stæger و همکاران به عنوان نمونهای از چگونگی مشارکت نزدیک گروههای بومی در تحقیقات زیستپزشکی نگاه کنند، بلکه جهت آن را تعیین کنند، تا به مسائلی بپردازند که برای این جوامع از همه مهمتر است.
این ارزیابی جامع از معماری ژنتیکی اینوئیت گرینلند از بررسیهای سلامت جمعیت ناشی شد که در ابتدا هدف آن تعیین عوامل مؤثر در بیماریهای مزمن بود، اما در نهایت به دستاوردهای بسیار بیشتری رسید. پیشرفتها در توالییابی ژنوم، تکنیکهای بیوانفورماتیک پیشرفته و رویکردهای عملی اما کامل، این اکتشافات را ممکن ساخت — و بسیاری از آنها برای سایر جمعیتهای اینوئیت در سراسر قطب شمال قابل تعمیم خواهند بود. اگرچه نیاز به گنجاندن جمعیتهای بومی در دادههای مرجع ژنومی بیشتر آشکار میشود، اما پیشرفتهای چشمگیر در تشخیص بیماریهای نادر و تخمین امتیاز پلیژنیک تلاشها را توجیه میکند. با این حال، یک گام اساسی به سوی مشارکت جمعیتهای بومی در تحقیقات، ایجاد اعتماد است — که برای محقق به معنای پایبندی به اصول حاکمیت دادههای بومی است.