基于大型注册表的结核病遗传易感性分析确定HLA区域的遗传风险因素

Large registry-based analysis of genetic predisposition to tuberculosis identifies genetic risk factors at HLA

作者信息Anniina Tervi, Nella Junna, Martin Broberg, Samuel E Jones, FinnGen, Satu Strausz, Hanna-Riikka Kreivi, Caroline A Heckman, Hanna M Ollila, Markku Partinen, Matti Pirinen, Bryan Bryson
PMID36018815
发布时间2023-01-01
DOI10.1093/hmg/ddac212

实验完整度

包含GWAS、HLA精细定位、遗传相关、孟德尔随机化、生存分析等多个独立证据层级,并进行功能验证和机制探索。

主要模型

FinnGen队列(1895例结核病患者和307259例对照) UK Biobank队列 Biobank Japan队列

重点核对

结核病表型定义使用ICD-10编码A15-A19 GWAS分析调整年龄、性别和遗传主成分 HLA等位基因经HIBAG软件进行基因型填补 孟德尔随机化使用吸烟工具变量(每天吸烟数量) 生存分析使用Cox比例风险模型并检验比例风险假设

摘要

结核病是一个重大的公共卫生问题,每年在全球造成超过100万人死亡。尽管存在治疗选择和疫苗,但仍有大量感染未得到治疗或由耐药菌株引起。因此,识别影响结核病风险和预后的机制非常重要,这可能为理解疾病机制提供工具,并为严重感染患者提供新的治疗选择。我们的目标是确定导致结核病风险的遗传风险因素,并理解结核病风险背后的生物学机制和因果关系。FinnGen研究中共有1895名个体具有基于国际疾病分类的结核病诊断。全基因组关联研究分析在人类白细胞抗原(HLA)区域确定了与结核病具有统计学显著关联的遗传变异(P < 5e−8)。HLA关联的精细定位提供了由一个保护性单倍型(由HLA DQB1*05:01标记,P = 1.82E−06,OR = 0.81 [CI 95% 0.74–0.88])和易感等位基因(由HLA DRB1*13:02标记,P = 0.00011,OR = 1.35 [CI 95% 1.16–1.57])的证据。此外,遗传相关分析显示与先前报道的风险因素(包括吸烟)存在关联(P < 0.05)。孟德尔随机化支持吸烟是结核病的风险因素(逆方差加权P < 0.05,OR = 1.83 [CI 95% 1.15–2.93]),且无显著的多效性证据。我们的发现表明,特定的HLA等位基因与结核病风险相关。此外,生活方式风险因素如吸烟也增加了患结核病的风险。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
识别影响结核病风险的遗传因素,并探索结核病与已知风险因素之间的生物学机制和因果关系。
核心机制
HLA区域特定等位基因(HLA DQB1*05:01和DRB1*13:02)通过调节免疫应答影响结核病风险,吸烟通过因果途径增加结核病风险。
主要证据
基于FinnGen队列的GWAS发现HLA区域显著关联,HLA精细定位识别保护性和风险等位基因,MR分析支持吸烟的因果作用。
研究意义
研究结果强调宿主遗传因素和环境风险因素在结核病中的重要性,可能为结核病的临床干预提供新见解。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

GWAS分析

识别与结核病显著关联的遗传变异

对1895例结核病患者和307259例对照进行全基因组关联分析。

2

HLA精细定位

确定HLA区域特定等位基因与结核病的关联

使用HIBAG进行HLA等位基因填补,并通过多元逻辑回归分析关联。

3

遗传相关分析

评估结核病与已知风险因素之间的遗传重叠

使用LD score回归估计遗传相关。

4

孟德尔随机化分析

评估吸烟与结核病之间的因果关系

使用吸烟相关SNP作为工具变量进行MR分析。

5

生存分析

评估结核病患者中风险因素对生存的影响

使用Kaplan-Meier估计量和Cox比例风险模型分析。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Illumina芯片Illumina Inc.--
Affymetrix芯片Thermo Fisher Scientific--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
GWAS
表型定义(ICD-10编码)、样本量、对照数量、遗传主成分数
阅读提示:Materials and Methods: Phenotype definition, Genotyping and quality control
HLA精细定位
HLA等位基因填补方法、回归模型协变量
阅读提示:Materials and Methods: HLA imputation, Statistical tools
孟德尔随机化
工具变量SNP、暴露定义、多效性检验
阅读提示:Materials and Methods: Statistical tools
生存分析
时间变量、事件定义、协变量调整
阅读提示:Materials and Methods: Epidemiological measures