多基因风险评分与活检确诊MASLD中晚期纤维化和组织学活动的年龄特异性关联

Age-Specific Associations of Polygenic Risk Scores With Advanced Fibrosis and Histological Activity in Biopsy-Proven MASLD

作者信息Samer Gawrieh, Jingyi Tan, Xiuqing Guo, Linus Schwantes-An, Marco Abreu, Callie J Zaborenko, Eduardo Vilar-Gomez, Jeffrey B Schwimmer, Jerome I Rotter, Naga Chalasani
PMID42820721
期刊Liver Int
发布时间2026-11
DOI10.1111/liv.70907

实验完整度

中

基于NASH CRN队列的基因分型、组织学表型关联分析、回归建模和AUROC诊断性能评估,无功能或机制验证。

主要模型

2149名活检确诊MASLD成人(NASH CRN队列) 900名活检确诊MASLD儿童(NASH CRN队列) 成人欧洲和美洲印第安裔(Hispanic)祖先参与者 儿童欧洲和美洲印第安裔(Hispanic)祖先参与者

重点核对

PRS构建基于七个已发表PRSs及其SNPs数量:Chen 17 SNPs、Emdin 12 SNPs、Whitfield 3 SNPs、Schwantes-An 20 SNPs、Vujkovic 77 SNPs、Vujkovic 17-SNPs、Ghouse 36 SNPs。 主要结局晚期纤维化定义为F≥3(Stage 3和4);次要结局NAS≥4、at-risk MASH(NAS≥4且stage≥2 fibrosis)、MASH主要病变。 关联分析在成人和儿童中分别进行,合并AMR(Hispanic)和EUR祖先人群,调整祖先、性别和年龄。 惩罚回归模型包括forward stepwise AIC、LASSO、elastic-net、ridge,同时纳入所有PRSs,并采用重复5折交叉验证(100次重复)。 采用DeLong's test比较模型AUROC;所有统计分析使用R version 4.2.1,双侧p<0.05视为统计学显著。

摘要

背景与目标:MASLD组织学严重程度的遗传易感性仍未完全明确。我们评估了新近开发的全基因组关联研究衍生的多基因风险评分(PRSs)与MASLD晚期纤维化的关联。我们还评估了PRSs与组织学活动的关联以及部分PRSs对晚期纤维化的预测能力。方法:我们分析了NASH临床研究网络研究中2149名成人和900名活检确诊MASLD的儿童。基因分型由Regeneron Genetics Center采用全外显子组测序联合靶向基因分型完成。使用线性和逻辑回归模型检查了七个已发表PRSs(Chen、Emdin、Whitfield、Schwantes-An、Vujkovic和Ghouse)与MASLD组织学特征的关联。使用惩罚回归模型选择与MASLD性状相关的顶级PRSs。结果:成人中Schwantes-An PRS(OR 1.29,95% CI 1.17–1.42,p < 0.01)和儿童中Chen PRS(OR 1.46,95% CI 1.17–1.82,p < 0.01)与其他PRSs相比与晚期纤维化风险较高相关。成人中Chen PRS(OR 1.29,95% CI 1.18–1.41,p < 0.01)和儿童中Schwantes-An PRS(OR 1.39,95% CI 1.20–1.61,p < 0.05)与MASLD活动风险较高相关。尽管最高PRSs四分位数与最低四分位数相比与晚期纤维化风险相关,但两种PRS对晚期纤维化均无良好的诊断区分能力(AUROC < 60%)。结论:在这个大型活检确诊MASLD队列中,两种不同的PRSs与成人与儿童疾病组织学严重程度和活动相关。研究提示当前PRSs可能改善晚期纤维化的个性化风险分层,但不能用于其诊断。

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
近期GWAS衍生的多基因风险评分是否与成人和儿童活检确诊MASLD的晚期纤维化、组织学活动相关,以及是否能预测晚期纤维化。
核心机制
两种不同的PRSs(成人的Schwantes-An和儿童的Chen)与MASLD组织学严重程度和活动相关,提示年龄特异性遗传效应;PRSs反映遗传易感性,而FIB-4反映已形成的纤维化,因此遗传风险在疾病已存在后不一定转化为诊断性能。
主要证据
在2149名成人和900名儿童活检确诊MASLD队列中,使用七个已发表PRSs进行线性、逻辑和惩罚回归分析,并比较AUROC;成人Schwantes-An PRS与晚期纤维化OR 1.29(95% CI 1.17–1.42),儿童Chen PRS OR 1.46(95% CI 1.17–1.82);成人Chen PRS与NAS≥4 OR 1.29(95% CI 1.18–1.41),儿童Schwantes-An PRS OR 1.39(95% CI 1.20–1.61);两种PRS对晚期纤维化和NAS≥4的AUROC均<60%。
研究意义
研究提示当前PRSs可能改善晚期纤维化的个性化风险分层,但不能用于其诊断;PRSs可能最适用于在晚期疾病发生前识别风险增加的个体,或在缺乏表型特异性生物标志物的环境中使用。

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

队列与组织学表型建立

建立活检确诊MASLD的成人和儿童队列,并定义组织学表型用于关联分析。

纳入NASH CRN研究中2149名成人和900名儿童活检确诊MASLD;所有肝活检由NASH CRN Pathology Committee盲法审阅并按NASH CRN Scoring System评分;定义晚期纤维化(F≥3)、NAS≥4、at-risk MASH(NAS≥4且stage≥2 fibrosis)及MASH主要病变。

2

基因分型与PRS计算

获取基因型数据并构建已发表的PRSs用于关联分析。

由Regeneron Genetics Center进行全外显子组测序联合靶向基因分型;DNA样本测序20×靶向WES和超过140万个靶向变异;质控后使用TOPMED Imputation Server进行插补;基于七个已发表PRSs构建评分。

3

PRS与组织学表型的关联分析

评估PRSs与MASLD组织学表型(纤维化、NAS、MASH病变)的关联。

使用广义线性回归模型分析连续结局(纤维化分期、NAS),逻辑回归模型分析二分类结局(晚期纤维化、NAS≥4、at-risk MASH、脂肪变性Grade≥2、小叶炎症Grade≥2、气球样变Grade≥1);成人和儿童分别分析,合并AMR和EUR人群。

4

PRS选择与稳定性评估

评估各PRS对晚期纤维化和NAS≥4的相对贡献并排序。

采用基于AIC的forward stepwise模型选择,每次添加使AIC降低最大的PRS;同时使用惩罚回归模型(LASSO、elastic-net、ridge)纳入所有PRSs;进行重复5折交叉验证(100次重复),按系数绝对值排序贡献,计算每个PRS在最终模型中的选择频率。

5

PRS四分位数与组织学表型关联

评估PRS四分位数与晚期纤维化、NAS≥4、at-risk MASH及MASH主要病变的关联。

使用逻辑回归模型分析PRS四分位数与结局的关联,以最低四分位数组为参考。

6

诊断性能评估

评估PRSs对晚期纤维化和NAS≥4的预测能力,并与FIB-4比较。

计算AUROC评估PRSs检测晚期纤维化和NAS≥4的预测性能,并与FIB-4比较;构建七个模型评估FIB-4与PRSs联合临床变量的附加价值;使用DeLong's test比较模型AUROC差异。

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
TOPMED插补服务器----
SNPsRelate----
R 4.2.1----

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
研究队列
成人和儿童样本量(2149名成人和900名儿童),MASLD诊断标准(脂肪变性≥5%且排除显著饮酒),招募时间2004–2020年,多中心美国。
阅读提示:Methods 2.1 The Study Cohort
组织学表型
晚期纤维化定义F≥3,NAS≥4定义,at-risk MASH定义(NAS≥4且stage≥2 fibrosis),MASH主要病变分级。
阅读提示:Methods 2.2 Histological Phenotyping and Selection of Primary Phenotypes for Association Analyses
基因分型与PRS构建
七个PRSs及其SNPs数量:Chen 17 SNPs、Emdin 12 SNPs、Whitfield 3 SNPs、Schwantes-An 20 SNPs、Vujkovic 77 SNPs、Vujkovic 17-SNPs、Ghouse 36 SNPs;缺失SNP数量(Table S2);标准化在各祖先组内进行。
阅读提示:Methods 2.4 Polygenic Risk Scores Selection, Calculations and Correlations;Table S1;Table S2
关联分析
成人和儿童分别分析;合并AMR(Hispanic)和EUR祖先;调整祖先、年龄和性别;连续和分类结局定义。
阅读提示:Methods 2.5 Analyses of PRSs Associations With MASLD Histological Phenotypes
PRS选择与诊断性能
惩罚回归模型类型(forward stepwise AIC、LASSO、elastic-net、ridge);重复5折交叉验证100次;AUROC比较使用DeLong's test;七个模型定义。
阅读提示:Methods 2.5;Results 3.5;Results 3.7;Figure 3 legend;Table S7