Abstract
Many genetic variants have been identified to be associated with complex diseases such as hypertension, diabetes and cancers throughout genome-wide association studies (GWAS). However, there still exist a serious missing heritability problem since the proportion explained by genetic variants from GWAS is very weak less than 10~15%. Gene-gene interaction study may be helpful to explain the missing heritability because most of complex disease mechanisms are involved with more than one single SNP, which include multiple SNPs or gene-gene interactions. This paper focuses on gene-gene interactions with the survival phenotype by extending the multifactor dimensionality reduction (MDR) method to the accelerated failure time (AFT) model. The standardized residual from AFT model is used as a residual score for classifying multiple geno-types into high and low risk groups and algorithm of MDR is implemented. We call this method AFT-MDR and compares the power of AFT-MDR with those of Surv-MDR and Cox-MDR in simulation studies. Also a real data for leukemia Korean patients is analyzed. It was found that the power of AFT-MDR is greater than that of Surv-MDR and is comparable with that of Cox-MDR, but is very sensitive to the censoring fraction.
인간게놈 프로젝트 이후 질병과 연관된 변이유전자를 탐색하기 위해 유전형질의 차이에 영향을 주는 단일 유전자를 중심으로 전장유전체 연관성 연구가 활발하게 진행되어왔다. 그러나 전장유전체 연관성 연구에서 접근한 단일유전자 분석방법에 한계점이 발견되면서 최근에는 다중유전자 분석방법이나 유전자-유전자간의 상호작용에 대한 연구들이 활발하게 진행 중이다. 이 중 다중차원축소방법은 유전자-유전자간의 상호작용의 연관성을 찾아내기 위하여 고차원을 일차원으로 축소하는 방법으로 이진형 반응변수를 기반으로 크게 활용되고 있다. 본 논문에서는 이 방법을 생존시간으로 확장하여 생존시간과 연관된 유전자-유전자간의 상호작용을 찾아내는 방법을 제안하고자 한다. 구체적으로 가속화 고장시간 회귀모형 하에서 표준화잔차 스코어를 분류기준으로 사용하여 다중차원축소방법을 적용하는 방법으로 AFT-MDR이라고 지칭하였다. 시뮬레이션 연구를 통하여 기존에 제안된 Surv-MDR과 Cox-MDR과의 검정력을 비교하였으며 국내의 백혈병환자 자료분석에 적용하였다. 시뮬레이션 결과로부터 AFT-MDR은 유전율이 높을수록 검정력이 커지며 회귀모형에 기반하여 공변량의 효과를 고려할 수 있다는 장점이 있으나 센서링 비율이 높아지면서 검정력이 매우 떨어진다는 단점이 발견되었다. 따라서 이를 보완하기 위한 추후연구의 필요성이 요구된다.