就（9）这么轻松 by 生信人

纯生信想要发高分SCI离不开多种方法的组合，多个热点强强联手，文章的创新性就轻松拿捏~今天小编为大家带来的是一篇全表型组关联研究（PheWAS）文章，题目是Polygenic risk score phenome-wide association study reveals an association between endometriosis and testosterone，于2023年12月发表在BMC medicine（IF=9.3）上。文章方法创新、内容详尽，结果严谨可靠，并且可以为临床预后提供指导，十分值得学习和模仿，更换疾病即可轻松复现。

思路概括

本研究旨在探究子宫内膜症的遗传基础以及与其他疾病的遗传相关性，创新之处在于采用了多种方法和数据源。具体的设计思路如下：

首先，研究使用全表型组关联研究（PheWAS）方法研究子宫内膜异位症与其他疾病、生物标志和女性特定因素等不同表型之间的相互关系；

其次，作者开发了一个基于遗传变异的多因素风险评分（PRS），用于评估个体患上子宫内膜异位症的风险；

最后，本文还应用了遗传相关性和孟德尔随机化分析方法，探索了子宫内膜异位症与血液、尿液生物标志物之间的遗传相关性。

总的来说，作者分别在女性、男性和无子宫内膜异位症诊断的女性样本（敏感队列）中分析了多基因风险评分与健康状况、血液和尿液生物标志物及生殖因素之间的关系。并进一步使用遗传相关性和孟德尔随机化方法来确定子宫内膜异位症与血液和尿液生物标记之间的因果关系。

图1 技术路线图

结果解读

1. PRS-PheWAS结果

作者应用PheWAS 分析了多种表型与子宫内膜异位症 PRS 的关联，其中聚集了对应于相似表型的多个 ICD10 编码。在女性队列、敏感队列和男性队列 PheWAS 中分别有 17、11 和 2 个显著的表型编码。所有显著的表型编码均与子宫内膜异位症PRS呈正相关。在女性表型编码 PheWAS中，相关性最高的表型编码是615：子宫内膜异位症（图2）。其他高度相关的特征包括月经过多/频繁、子宫平滑肌瘤、卵巢囊肿和盆腔腹膜粘连。

除了慢性炎症性盆腔疾病以外，女性分析中所有显著的表型编码在女性敏感队列中都至少具有名义上的显著性（P = 0.064）。在敏感队列中显著的11个表型编码在整个女性队列中也显著。子宫内膜异位症的表型编码在敏感队列中也显著。

在男性分析中，与子宫内膜异位症PRS显着相关的两个特征是腹痛和前列腺增生。

图2 UKB中用于子宫内膜异位症的女性 PRS-PheWAS

2. 与子宫内膜异位症相关的女性特异性因素分析结果

在女性特异性因素分析中，绝经年龄较小、月经初潮和首次活产年龄较小以及月经周期较短等与子宫内膜异位症PRS显著相关（图3），本分析是以女性队列进行的。尽管绝经年龄具有名义上的显著性（P = 0.047），但这一结果这些结果在敏感队列中也得以复制。

图3 与子宫内膜异位症 PRS 相关的女性特异性因素

3. 与子宫内膜异位症相关的血液/尿液生物标志物

多种血液和尿液生物标志物与子宫内膜异位症 PRS 相关（图4）。在女性队列分析中具有显著性的13个生物标志物在女性敏感队列中均达到了Bonferroni校正阈值或名义显著。

在男性队列分析中，有五个生物标志物具有显著性，其中四个在女性队列分析中也具有显著性（甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇、钙、载脂蛋白A），而碱性磷酸酶在女性分析中具有名义显著性。

图4 UKB中与女性子宫内膜异位症 PRS 相关的重要血液/尿液生物标志物

4. 血尿性状与子宫内膜异位症的遗传相关性

在得出上一步的结果之后，作者进一步探讨了子宫内膜异位症与血液/尿液生物标志物亚群的关系。遗传相关性分析显示，载脂蛋白A（apolipoprotein A）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL cholesterol）、甘油三酯（triglycerides）、睾酮（testosterone）、性激素结合球蛋白（sex hormone-binding globulin，SHBG）和丙氨酸转氨酶（alanine aminotransferase）均与子宫内膜异位症显著相关（经过严格的Bonferroni校正P值阈值，图5）。

图5 血液和尿液性状与子宫内膜异位症的遗传相关性

5. 子宫内膜异位症与多种性状之间的因果关系

在进行因果分析之后，作者发现IVW方法支持睾酮对子宫内膜异位症的负向因果效应（b = − 0.20，P = 2.12×10−7、Padjusted = 2.54×10−6，图6）。尽管存在异质性，但留一分析显示的结果说明这种关系不是由任何单个SNP驱动的。虽然MRE和WM两方法不显著，但其结果显示的因果作用方向与IVW方法结果一致（未调整的MRE方法结果不显著）。MR-PRESSO方法和GSMR方法的互补测试支持了这一结果：即使对异常值进行调整，MR-PRESSO方法仍具有显著性，而GSMR方法结果也具有显著性。

由于大多数睾酮与SHBG结合且无活性，作者还考虑了生物可利用睾酮对子宫内膜异位症的影响。生物可利用睾酮的IVW方法也具有显著的负向因果效应（b = − 0.16，P = 8.04×10 −3）（图6）。尽管IVW模型存在显著的异质性，但留一分析结果是稳健的。MR-PRESSO方法和GSMR方法支持生物可利用睾酮对子宫内膜异位症的负向因果效应（MR-PRESSO异常值调整：b = − 0.18，P = 1.53×10−3， GSMR：b = − 0.20，P = 7.75×10−7)。在包括 SHBG 在内的多变量模型中，总体睾酮对子宫内膜异位症的影响仍然是存在的（b = − 0.21，P = 5.03×10 −5)。

图6 通过孟德尔随机化方法确定的睾酮、子宫内膜异位症和透明细胞癌卵巢癌之间的因果关系

之前已有研究采用磁共振方法揭示了睾酮对卵巢癌风险有因果效应，另外关于子宫内膜异位症对卵巢癌的因果效应也有报道。因此，作者试图探究这三种性状之间的因果关系。

由于之前报道的分析仅限于整体卵巢癌，因此，在这一部分，研究首先评估了睾酮对卵巢癌组织型的因果效应。在不存在异质性的情况下，研究通过 IVW 方法在一种组织型上确定了生物可用睾酮对透明细胞癌卵巢癌的负向因果效应（b = - 0.44，P = 6.61×10-3，Padjusted = 0.046）（图6）。WM方法（b = - 0.63，P = 0.0432）和 MRE方法（b = -0.66，P = 0.0430）的未调整 P 值和效应方向也支持这一结果（图6）。留一分析显示IVW方法的结果不是由单个 SNP 驱动的。MR-PRESSO方法（b = - 0.41，P = 0.014，未检测到异常值）和 GSMR方法（b = - 0.48，P = 6.48×10-4）也支持这一因果效应。总睾酮对透明细胞癌的影响方向也是一致的。当考虑生物可利用的睾酮对明细胞卵巢癌的影响时，在多变量子宫内膜异位症模型中，生物可利用的睾酮的因果效应不再显着，而子宫内膜异位症保留其致病效应。

当在一个多变量模型中考虑生物可利用睾酮与子宫内膜异位症对透明细胞卵巢癌的影响时，生物可利用睾酮的因果效应变得不再显著（P = 0.073），而子宫内膜异位症则保留了其因果致病效应（b = 0.78，P = 1.80×10-13）（图6）。

汇总小结

这篇文章思路清晰，应用图表不多，但创新性却很强，主要原因就是联合应用了多种时下大热的分析方法，如PheWAS分析、遗传相关性分析以及孟德尔随机化分析等，对大规模数据进行了极为细致的分析，本文的研究结果对于我们理解子宫内膜异位症的发病机制具有重要意义，同时也有助于我们更好地进行临床管理。在发文角度，本文的思路设计和方法使用都很友好，我们完全可以更换一种疾病，套用文中的思路和方法，做到轻松复现，同样发高分！

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