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微生物DNA进行人体识别引发隐私担忧

2015.5.13

   研究人员已经发现寄生于人体的微生物的聚集DNA,它又被称为‘gut print’,可以唯一地识别某个人。但这引发了隐私问题。

  研究结果于5月11日发表在《美国国家科学院院刊》上,表明它可能识别人体微生物栖息研究方面的匿名参与者。该微生物将会透露个人健康、饮食或种族方面的细节。4月29日发表在《基因组研究》上的一篇论文报道美国国立卫生研究院(NIH)维护了一个公开的微生物DNA库,同时,它已经包含了潜在的可识别的人类DNA。

  论文并没有在他们微生物的基础上说出个体的名字,预测目前将很难做到,但他们暗示开展微生物研究应该注意。

  来自马萨诸塞州波士顿哈佛T. H. Chan公共卫生学院的计算生物学家Curtis Huttenhower 指导了最新的研究,他说:“现在有一点点像拓荒前之美国西部直到微生物组数据管理进入为止,随着该领域的发展,我们需要认识到我们的微生物组是非常独特的。”

  人类基因组学的研究人员已经解决了多年来的隐私问题。在2013年,科学家们就指出他们通过与族谱数据库交叉引用他们的DNA,可以说出匿名参加国际1000基因组计划的5个人的名字,其中包括年龄、家庭地址和姓氏。

  近年来,微生物对人们健康和行为的影响已成为一个研究热点。来自人类微生物组的研究数据往往最后成为公共库,但还不清楚微生物是否在个体中存活的足够永久,使我们随着时间的推移可以识别它们。

  从事NIH人类微生物组计划(HMP)公开数据的工作,Huttenhower团队从包括肠道、口腔、皮肤和阴道在内的身体部位搜寻用于微生物遗传标记组合的样品,它对任何一个人都是唯一的,并且随着时间的推移是稳定的。虽然HMP不能通过名字识别每个人,但它可以比较参与者的第一份样本与数周或数月之后贡献的第二份样本。

  其中,粪便样本提供了最好的微生物识别;一个人的第一份样本可能与他们的第二个样本的86%匹配。相比之下,皮肤样本只有1/4可以准确地匹配。研究人员指出,基于个体微生物菌株的DNA识别能够最好的区分人类,比那些仅仅基于微生物物种的要好得多。

  Huttenhower还认为,在一个研究中使用微生物组数据做任何研究都将是异常的挑战。他认为最有可能的风险是隐私权。比如有一个场景,某个人参加了两个不同的微生物研究,每一个包含不同的如年龄、健康状况的附加信息。

  但微生物也会带来隐私风险因为他们不可避免地与人类DNA混杂在一起。虽然NIH花了相当大的力度将人类DNA从HMP数据库中除去,来自加利福尼亚Lawrence Livermore国家实验室的计算生物学家Jonathan Allen带领的一个研究小组发现污染依然猖獗。例如,该小组发现被称为短串联重复的序列,往往在不同个体之间变化,它被用于取证时的DNA匹配。Allen说,目前还不清楚他们在微生物样本中的存在是否可以构成一个精确的DNA识别,但公开的DNA数据库的崛起增加了上述可能性。只有当NIH从数据库中删除已知的人类序列,《基因组研究》杂志才同意发表艾伦及团队的这篇论文。

  来自纽约基因组中心的计算遗传学家Yaniv Erlich带领的团队识别了1000基因组计划的参与者,他说,虽然基于人的微生物来识别某人的几率很低,但研究人员应该采取合理的措施来保护隐私。来自德克萨斯休斯敦贝勒医学院的生物伦理学家Amy McGuire说:“那些参加了HMP的人们都被告知了风险,我认为关于风险方面不应该有过早的恐慌。”

  反应过度会减缓人们对微生物的了解。马里兰州贝塞斯达NIH国家人类基因组研究所的政策主任Laura Rodriguez说:“只要保护措施合适,比如尽可能多的从HMP删除人的DNA,由于它给科学所带来的价值,我们很想让它开放。”

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