ベイズ型経験スコア検定に基づく統計的手法を用いた多座遺伝子型データの遺伝的関連性評価

Statistical Method Based on Bayes-Type Empirical Score Test for Assessing Genetic Association with Multilocus Genotype Data.

• Yi Tian
• Li Ma
• Xiaohong Cai
• Jiayan Zhu

抄録

関連性のための複数の遺伝的変異体の同時検査は、シングルマーカー検査の貴重な補完的アプローチとして広く認識されている。このように、主成分回帰（PCR）には競争力があることがわかっている。我々は、すべてのSNPの未知の遺伝的モード、集団内の未知のHardy-Weinberg平衡（HWE）、および多数のすべてのSNPに対するロバストな検定の探索に焦点を当てる。まず、すべてのマーカーにコドミナントコードを使用し、PCRを用いた新しいグローバル検定を提案する。この新しいグローバル検定は、各単一マーカーとの限界関連を検定するための経験的ベイズ型スコア統計量に基づいて構築される。新しいグローバル検定は、対照集団におけるHardy-Weinberg平衡をロバストに利用し、検定マーカー間の連結不平衡を効果的に利用することで、検定力を向上させる。各マーカーの遺伝子型がマイナー対立遺伝子の数としてコード化されている場合、新しい大域的検定はPCRに短縮される。このことは、PCRや他の一般的なマルチマーカー検査法と比較して、新しいグローバル検査の威力についての洞察を与えてくれる。第二に、各マーカーの遺伝子型がマイナー対立遺伝子の数としてコード化されている場合に、これら2つの検定の最小値を取ることで、各マーカーとの限界的な関連性を検定するためのプロスペクティブスコア統計量に基づいた、新しいグローバル検定と通常のPCR検定に基づくロバストな検定方法を提案する。最後に、広範なシミュレーション研究と、膵臓癌と関心のあるいくつかの遺伝子との間の関連の分析を通して、提案されたロバスト検定法が望ましいパワーを持ち、既存の方法では見落とされているかもしれない関連シグナルをしばしば識別できることを示す。

Simultaneous testing of multiple genetic variants for association is widely recognized as a valuable complementary approach to single-marker tests. As such, principal component regression (PCR) has been found to have competitive power. We focus on exploring a robust test for an unknown genetic mode of all SNPs, an unknown Hardy-Weinberg equilibrium (HWE) in a population, and a large number of all SNPs. First, we propose a new global test by means of the use of codominant codes for all markers and PCR. The new global test is built on an empirical Bayes-type score statistic for testing marginal associations with each single marker. The new global test gains power by robustly exploiting the Hardy-Weinberg equilibrium in the control population and effectively using linkage disequilibrium among test markers. The new global test reduces to PCR when the genotype for each marker is coded as the number of minor alleles. This connection lends insight into the power of the new global test relative to PCR and some other popular multimarker test methods. Second, we propose a robust test method based on the new global test and the ordinary PCR test built on a prospective score statistic for testing marginal associations with each single marker when the genotype for each marker is coded as the number of minor alleles by taking the minimum value of these two tests. Finally, through extensive simulation studies and analysis of the association between pancreatic cancer and some genes of interest, we show that the proposed robust test method has desirable power and can often identify association signals that may be missed by existing methods.

Copyright © 2020 Yi Tian et al.