学员W同学
就读学校:武汉大学
专业年级:生命科学学院/级
参加项目:??芝加哥大学计算生物课题-复杂形状和疾病遗传基础的基本统计方法
参加这个项目的初衷:如果我的科研能够帮助到别人的,我就很开心QAQ
我感兴趣并且未来想要继续从事的研究方向是:对于抑郁症的病因及检测手段和对应治疗方法的探究。
抑郁症是一种十分常见的精神疾病,全球有超2.64亿的患者,并且大约有2/3的抑郁症患者会选择自杀来终结自己的生命。
虽然抑郁症目前有较为有效的临床治疗手段,但是由于抑郁症的临床症状并不像癌症那样具体,甚至抑郁症都没有一个明确的定义,不同的抑郁症患者甚至同一个抑郁症患者的两次发病都有可能表现出不同的症状,加上人们长期对抑郁症存在“抑郁症不属于疾病”的偏见,使得抑郁症成为了一种较难被攻克的疾病。
我第一次知道抑郁症患者是我的高中舍友,她被诊断出抑郁症不久就休学了。进入大学后,我要好的朋友也得了抑郁症,我对它的理解也越来越深刻,可我发现尽管这个疾病在我身边乃至整个社会出现的愈加频繁,但是抑郁症却没得到足够的重视,甚至许多人对它抱以偏见,认为它不是疾病,只是一种心理问题,这让我感到十分痛心。
我愈发希望自己可以尽一份力,通过科研的方式帮助人们更加了解抑郁症这个疾病,让抑郁症患者得到正视,能够得到正规的治疗。
抱以这样的想法,我在大二在台湾清华大学的一个实验室进行了动物行为学相关研究,使用到了精神疾病常用的动物模型,如果蝇、小鼠等。但我逐渐发现,哪怕是最好的动物模型,也只能粗略模拟出人类抑郁症病情,使用其作为科研去探究抑郁症机理是十分不合适的。
在大三的时候我加入了我校神经生物学的实验室,试图寻找从细胞、分子方面找寻抑郁症相关基因的可能性,然而由于所谓的抑郁基因与抑郁症症状表型的相关性并不高,即环境因子在抑郁症的发病中起到了很大的作用,这个尝试也并获得很好结果,但我得到了许多有关神经生物学实验技能乃至整体科研能力的锻炼。
因此,我将目光转移到了生物统计和生物信息上来。我了解到最初寻找精神分裂症相关遗传位点的工作也并不顺利,但是通过精神疾病类的合作项目的启动,使得精神分裂症患者样本大增,从而更加适应于统计分析的需要。
就在今年,中国科学院昆明动物研究所罗雄剑课题组通过利用全基因组范围内的关联分析(GWAS),目前已经成功鉴别到超过个抑郁症风险基因座(loci)。尽管这些风险基因座内的遗传变异如何影响抑郁症的易感目前仍不清楚,但这已经是抑郁症研究上迈出的一大步了。
我想,我终于找到了自己想使用的研究抑郁症的方法。也因此,我选择了这个项目,项目中我做了精神分裂症的GWAS及其他组学分析,让我更加相信用基因组学和生物统计的方法研究抑郁症的可行性,我希望今后自己可以在这个方向继续走下去。
研究过程中的发现:通过血液取样检测精神分裂症是有一定可行性和发展潜力的!
在完成我“精神分裂症的遗传学分析及血液检测的可能性”报告时,我先通过TWAS将人体内不同组织处样本的基因进行筛选,找到了最可能的精神分裂症致病基因。并且,我通过基因注释的方法,将之前用TWAS筛选出来的与精神分裂症相关度最大的前20个SNPs所对应的基因与数据库中已知的有关精神分裂症的致病基因进行比对,找到了最适合作为样本来预测精神分裂症的人体部位——前额叶皮质,即通过对大脑前额叶皮质样本做TWAS来找寻精神分裂症致病基因的之一方法准确度是最高的。
此外,我发现了一个很违反常识的现象:血液样本对于精神分裂症致病基因的预测准确度远大于大脑皮层,且仅是略低于其他脑区的准确度。
众所周知的是,血液取样远比大脑取样更方便安全,且更具有应用于临床检测的潜力。所以通过这一现象,我认为通过血液取样检测精神分裂症是有一定可行性和发展潜力的。如果能够对精神分裂症进行血液检测,那就意味着我们将有更加科学有效的方法对这类疾病进行诊断,降低误诊的风险。
并且,目前抑郁症和双向情感障碍等精神类疾病尚未有较为科学的定量定性检测方法,这些疾病的诊断多依靠心理量表以及医生的经验判断,如果通过血液样本的TWAS找到较为可能的抑郁症和双向情感障碍的致病基因,就有机会实现对这些疾病的更为科学的诊断,也有助于加深我们对于这类疾病机制的理解和认识,是十分有潜力的。
W同学项目答辩片段如预期的一样,项目带给我很多收获,并且将先前统计学知识实际应用到了自己的专业研究中!
快速自学的能力:
在这个项目之前,我虽然掌握了基本的python、C等编程语言和统计学相关知识,但是我并没有接触过R语言,更没有系统性学过。这次项目中,我为了能够及时跟上进度,在课下花了大量的时间去学习R语言以及掌握其在生物研究中的使用,最终我基本掌握了这门语言,并且做出了GWAS、TWAS、KEGG和GO等生物学分析图表。
独立思考的能力:
在这个项目中,我独立思考自己的课题,结合查阅的相关文献,我决定从精神分裂症的检测样本选择出发,去寻找最适合做为精神分裂症基因检测样本的人体部位。
在做TWAS的时候,我发现了违反常识的结果——血液样本对于精神分裂症致病基因的预测准确度远大于大脑皮层,且仅是略低于其他脑区的准确度,这令我开始思考使用血液样本来检测精神分裂症的可能性。我通过进一步查阅文献和现有临床资料,发现血液检测对于精神分裂症家族谱系分析确实有一定可行性和临床应用价值,是一个很好的研究方向。
此外,鉴于精神分裂症的GWAS如此成功,我开始思考用GWAS、TWAS等基因组学方法去统计量化抑郁症的潜在治病基因的可行性,这也为我对于抑郁症的探究提供了新的研究思路。
独立解决问题的能力:
在我做Manhattan图时,我发现用fusion以及现有的代码只能跑出单条染色体的SNPs分布图,不能变成多条染色体的Manhatten图。通过查找做有Manhattan的文献的R语言代码,读懂并改成自己所需要的,我解决了这个问题。在这个过程中,极大锻炼了我阅读文献及灵活修改代码解决具体问题的能力。
使我的编程技术得到提升,并且将先前统计学知识实际应用到了自己的专业研究中:
在项目中,我学习到了生物统计对于遗传性疾病分析的基础知识;
在完成project时,我大量查阅文献、确定研究目的方法和思路、根据实际需要修改代码、分析结果图并产生自己思考,这整个研究过程促进了我对于公共卫生方向的生物统计学研究的认识和理解,也使我的各种生物统计有关分析技术、R语言的运用等更加熟练。
这段科研为我进一步的科学研究提供了重要的思路,也为我的理想迈出了重要的一步。
由于我本身对精神性疾病就很感兴趣,这次对于精神分裂症的生物统计分析也让我在对于精神性疾病的探究道路上更进了一步。并且这是我第一次自己去做一个生物统计的项目,虽然是个很小的项目,但是也让我打开了这个领域的一扇门,接下来我希望可以通过自己在这个项目中学到的技术和知识,用于对我感兴趣的精神类疾病的分析。
非常感谢老师给了我这次难忘的科研经历!
以后我希望从事有关抑郁症和双向情感障碍的生物统计方面的研究,想从统计学方向去找与抑郁症和双向情感障碍有关的一些基因,为这类疾病的研究提供一些新思路和新的可能性。
希望自己所做的工作能够促进大家对于这类疾病的认识,重视这类疾病,并且希望自己所做的工作能够促进领域内抑郁症和双相情感障碍相关的科学研究,能够促进治疗药物开发、增进疾病可能机理的认识以及让抑郁症这个疾病获得足够的重视。
总之,我希望我的科研是有意义且能够帮助到别人的,这样我会很开心~~
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