妊娠时长和自发性早产的全基因组关联研究的荟萃分析确定了新的母体风险位点

Meta-analysis of genome-wide association studies of gestational duration and spontaneous preterm birth identifies new maternal risk loci

作者信息Anu Pasanen, Minna K Karjalainen, FinnGen, Ge Zhang, Heli Tiensuu, Antti M Haapalainen, Marja Ojaniemi, Bjarke Feenstra, Bo Jacobsson, Aarno Palotie, Hannele Laivuori, Louis J Muglia, Mika Rämet, Mikko Hallman
PMID37871108
发布时间2023-10
DOI10.1371/journal.pgen.1010982

实验完整度

研究包含多队列GWAS荟萃分析、复制研究、共定位分析和组织表达分析,但缺乏功能实验验证。

主要模型

欧洲母亲队列(FinnGen、23andMe、北芬兰/中芬兰队列) 芬蘭母体队列(FinnGen) 23andMe母体队列 北欧复制队列(FIN、MoBa、DNBC)

重点核对

SPTB病例对照荟萃分析:8,542例病例,89,828例对照 妊娠时长的定量荟萃分析:68,732名欧洲母亲 效应等位基因频率和效应方向的一致性与复制分析 共定位分析的后验概率PP>0.6 LDSC遗传相关性分析(与773个复杂性状)

摘要

背景:早产(妊娠<37周)是新生儿死亡和发病的主要原因。高达40%的分娩时间变异源于遗传因素,主要来自母体基因组。方法:我们对68,732名和98,370名欧洲母亲分别进行了妊娠时长和自发性早产的全基因组荟萃分析。结果:荟萃分析检测到15个与妊娠时长相关的位点,4个与早产相关的位点。其中7个位点是新的。这些位点定位到几个生物学上合理的基因,例如HAND2(其表达先前显示在妊娠期间下降)与妊娠时长相关,GC(维生素D结合蛋白)与早产相关。下游计算机模拟分析提示这些相关位点的潜在机制为调控作用。LD评分回归发现出生体重指标是最强相关的性状,突出了自发性早产表型的独特性。组织表达和共定位分析揭示生殖组织和免疫细胞类型是最相关的作用部位。结论:我们报告了与早产或妊娠时长相关的新的遗传风险位点,并重复了先前全基因组关联研究的发现。总之,我们的发现为早产的遗传背景提供了新的见解。更好地表征因果遗传机制对公共卫生很重要,因为它可能提出治疗和预防早产的新策略。

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
哪些母体遗传位点与妊娠时长和自发性早产相关,以及这些位点可能通过何种机制起作用?
核心机制
相关位点可能通过调控基因表达(如ZBTB38、WNT3A等)在生殖组织和免疫细胞类型中影响妊娠时长和早产风险。
主要证据
基于68,732和98,370名欧洲母亲的荟萃分析,结合复制、共定位和表达分析,鉴定出15个妊娠时长相关位点和4个早产相关位点,包括新的位点如WNT3A、GC等。
研究意义
研究提供了早产遗传背景的新见解,有助于未来机制研究和潜在的治疗预防策略。

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与荟萃分析发现风险位点

鉴定与妊娠时长和自发性早产相关的母体遗传位点

对FinnGen、23andMe和北/中芬兰队列进行GWAS,并采用固定效应逆方差加权或样本量加权的荟萃分析,检测全基因组显著关联位点(p<5×10-8)。

2

复制验证与联合分析

验证发现位点并检测额外位点

在北欧数据组(FIN、MoBa、DNBC)中测试lead variants的关联,并进行联合分析以识别达到全基因组显著性的新位点。

3

遗传相关性和基因集富集分析

评估与其它复杂性状的遗传相关性及涉及的生物学通路

使用LDSC评估遗传相关性和SNP遗传力,使用MAGMA进行基因集和组织表达分析。

4

关联信号的分子特征分析

探索关联位点的潜在调控机制和靶基因

使用FUM进行功能注释,进行PheWAS和共定位分析,结合eQTL数据评估关联变异是否通过调控基因表达起作用。

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。

基因型数据质量控制
基因型填充与关联分析
遗传力与遗传相关性分析
功能注释与共定位分析
基因集和组织表达分析
表型组关联分析

产品清单

实验环节名称品牌货号
UltraClean血液DNA提取试剂盒MO BIO Laboratories, Inc.--
Puregene血液核心试剂盒Qiagen--
prepIT-L2P试剂盒DNA Genotek--
Infinium HumanCoreExome芯片Illumina--
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分析
样本来源(FinnGen、23andMe、北/中芬兰)、样本量(SPTB:98,370;妊娠时长:68,732)、病例和对照定义(早产<37周,足月≥37周)、模型协变量(年龄、性别、基因分型批次、主成分)。
阅读提示:Methods: Study cohorts and phenotype descriptions; GWAS and meta-analysis。
荟萃分析
荟萃分析方法(固定效应逆方差加权 vs 样本量加权)、基因组坐标(GRCh38)、最小等位基因频率(MAF<0.01%)、关联显著性阈值(p<5×10-8)。
阅读提示:Methods: GWAS and meta-analysis。
复制和联合分析
复制队列(FIN、MoBa、DNBC)、样本量(FIN=888, MoBa=1,834, DNBC=5,921)、排除标准(非自发早产、引产、先兆子痫等)、联合分析阈值(p<1×10-6)。
阅读提示:Methods: Replication and joint analysis。
功能注释和共定位分析
eQTL来源(eQTLCatalogue)、eQTL FDR阈值(<0.05)、共定位方法的PP阈值(>0.6)、分析的变异窗口(±1Mb)、组织类型。
阅读提示:Methods: Characterization of association signals。
遗传相关性和基因集分析
LDSC参考面板、遗传力估计模型、基因集数据库(MsigDB)、组织表达数据库(GTEx v8)、MAGMA设置。
阅读提示:Methods: Characterization of association signals。