重磅:全球最大样本中国汉族人群影像遗传学队列研究发表( 二 )


4. 神经影像数据的第一阶段质量评估

对神经影像数据的第一阶段质量评估包括了所有5819名受试者:23名受试者因金属伪影而被排除 , 1名因脑萎缩而被排除 , 1名因脑室扩张而被排除 , 其余5794名受试者被包括在以下质量控制和统计中 。

5. 基因分型和质量控制

我们使用专为亚洲人群设计的高通量基因分型芯片(Illumina ASA)进行全基因组基因分型 , 其具有700000个单核苷酸多态性位点 。 尽管所有5794名受试者都有血液样本 , 但到目前为止 , 只有4885名受试者已进行了基因分型 。 在排除2个性别不匹配 , 9个重复被试或具有亲属关系 , 29个具有过高杂合率和1个具有种族离群的样本之后(图3) , 有4844名受试者(99.16%)通过了遗传数据的质量控制 。 值得注意的是 , 以下质量评估(n = 5753)也包括909名没有基因分型结果的受试者 。

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图3. 人群分层的主成分分析


6. 神经影像数据和质量控制

神经影像数据是通过9种型号的3.0 T磁共振扫描仪获得的(图4) 。 在所有中心均采集了结构磁共振(structural MRI, sMRI) , 扩散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)和静息状态功能性磁共振数据(resting-state functional MRI, rs-fMRI) , 并在16个中心获得扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging, DKI)和动脉自旋标记(arterial spin labeling, ASL)数据 。 图1A的子图显示了通过每种型号的MRI扫描仪获取MRI数据的受试者的数量 。 其中 , 通过MR 750扫描仪获取了5753名受试者中的4045名(70.31%)的MRI数据 。

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图4. 每种扫描仪型号的扫描仪和参与者数量


我们通过计算得到了每个机型采集得到的影像指标 , 例如:基于sMRI数据的GMV体素水平平均图 , 基于rs-fMRI数据的ReHo体素水平平均图以及基于DTI数据的FA和平均扩散率(mean diffusivity, MD)体素水平平均图(图5) 。 所有型号的扫描仪在GMV , FA和MD指标显示出相似且对称的空间分布 , 8/9的扫描仪在ReHo指标显示出相似且对称的空间分布 , 但GE Signa HDx扫描仪在ReHo却显示出不对称的空间分布 , 尤其是在后部脑区(图5C) 。 因此 , 本研究不包括由GE Signa HDx获得的97名受试者的rs-fMRI数据 。

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图5. 每种MR机型的影像指标图


图6显示了神经影像数据(n = 5753)的质量控制结果 。 在5753名受试者中 , 有5743名(99.83%)受试者具有合格的sMRI数据 , 5507名(95.72%)受试者具有合格的rs-fMRI数据 , 5750名(99.95%)具有合格的DTI数据 。 在具有DKI数据的3619名受试者中 , 有3610名(99.75%)受试者通过了质量控制 。 在具有ASL数据的4108名受试者中 , 所有受试者都通过了质量控制 。 基于这些MRI数据 , 可以计算得到数以千计的神经影像变量 。

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图6. MRI数据的质控流程图

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