来源:特诺科研
原发性胆汁性胆管炎(PBC)患者为啥总并发少肌症(sarcopenia)?两者的遗传联系一直没摸清,想做跨疾病研究又怕数据少、方法复杂?王忠海、Meiling Yu、王涵团队最新发表在《Scientific Reports》的研究,直接给大家打了个 “跨疾病多组学” 的样 —— 靠 IEU OpenGWAS、GTEx 等公开数据,用 LDSC、LAVA、MTAG 等6 种遗传分析方法,不仅找到两者共享的17 个双变量基因组区域、136 个多效性位点,还锚定了 ASTN1、TGFB2、ACP1 等关键基因和 cGMP-PKG 信号通路,甚至揭示了 “肌 - 肝轴” 的潜在机制!今天咱们就扒透这篇文章,看跨疾病研究该怎么设计。

文章信息速览
原标题:Multi-omics tests identify novel shared genetic mechanisms of primary biliary cholestasis and sarcopenia
期刊:Scientific Reports(IF=3.9)
关键词:原发性胆汁性胆管炎(PBC)、少肌症(sarcopenia)、多组学遗传分析、共享遗传位点、LDSC/MTAG、cGMP-PKG 信号通路、肌 - 肝轴、GWAS meta 分析
从医生发文角度,拆解“跨疾病多组学怎么做到‘数据少但深度够’”
这篇文章的核心逻辑是“公开数据搭框架→多方法验证遗传关联→功能注释挖机制→临床意义落地”,完美解决跨疾病研究 “数据分散、机制难连” 的痛点,拆成 4 个核心模块,每个模块都标关键结果与对应图号,方便直接参考:
模块一:用 3 种遗传相关分析,先确认 “PBC 和少肌症真的有关”
跨疾病研究第一步得先证明“两者不是偶然并发”,这篇文章用 3 种方法层层递进,说服力拉满:
全局遗传相关(LDSC/HDL):先从 “全基因组层面” 找关联 —— 用 LDSC(连锁不平衡分数回归)和 HDL(高分辨率似然)分析,发现 PBC 与少肌症的 8 个相关表型(如 appendicular 瘦体重 ALM、握力 HGSL/HGSR、步行速度 UWP)均存在显著遗传相关(表1),先定调“两者有遗传重叠”;
局部遗传相关(LAVA):再聚焦 “具体基因组区域”—— 用 LAVA 分析 88 个半独立基因组区域,最终筛选出 17 个显著双变量区域(FDR<0.05)。比如 chr3q27.1 区域(含 KLHL24、MAP6D1 基因)是 PBC 与 ALM 关联最强的区域,chr2q32.2-q32.3 区域(含 STAT 家族基因)同时关联 PBC 与少肌症的 5 个表型(LFPL、LFPR 等)(表 1);

结果验证(SUPERGNOVA):最后用 SUPERGNOVA 的随机效应模型验证,确认 chr2q32.2-q32.3 等区域的关联是可靠的 —— 这一步从 “全局→局部→验证”,彻底排除 “偶然关联”,为后续挖机制打基础。
模块二:跨疾病 GWAS meta,揪出 8 万 + 共享风险 SNP
证明有遗传关联后,下一步就是找“具体哪些 SNP 在搞事”,这篇文章用 “MTAG+CPASSOC” 组合拳精准定位:
严格筛选 SNP:先排除高连锁不平衡(r²>0.001)、回文 SNP,只保留 genome-wide 显著(P<5×10⁻⁸)的位点;
联合分析挖掘位点:用 MTAG(多性状 GWAS 分析)和 CPASSOC(跨表型关联分析)联合筛选,最终找到 82136 个 PBC 与少肌症共享的风险 SNP,关键位点包括:
rs2272593(位于 NFKBIL1):同时关联 PBC 与少肌症的 4 个表型(LFPL、LFPR、AFPL、AFPR);
rs9275219(位于 HLA-DQB1):PBC 与左右握力(HGSL/HGSR)的核心共享 SNP,已知 HLA-DQB1 与自身免疫病密切相关;
rs644045(位于 SNORD48):PBC 与 ALM(瘦体重)关联最强的 SNP;
不遗漏“特殊情况”:步行速度(UWP)虽没通过 MTAG,但 CPASSOC 找到其与 PBC 的核心 SNP rs7774434(HLA-DQA1,PSHet=1.03×10⁻⁶⁰)—— 这一步既抓大也不放小,让结果更全面。
模块三:功能注释 + 共定位,锚定 3 个关键基因和 “肌 - 肝轴” 机制
找到 SNP 还不够,得说清 “这些 SNP 通过哪些基因、哪些通路影响两种疾病”,这篇文章用 4 种工具做功能深挖:
组织富集(MAGMA):先看 “哪些组织里的基因最相关”—— 发现少肌症相关基因主要富集在脑小脑(如 HGSL、LFPL)、子宫(ALM)、肌肉(HGSR),而 PBC 相关基因主要富集在脾脏(P=2.28×10⁻¹⁴)、回肠、全血(图 2b)—— 这直接提示 “PBC 可能通过‘肌 - 肝轴’影响肌肉,而脾脏(免疫器官)可能是中间枢纽”;
基因定位(FUSION):再从组织里找具体基因 —— 用 FUSION 做跨组织 TWAS(转录组全关联分析),找到 8696 个显著基因,其中 AFP(臂脂率)相关基因最多(AFPL 380 个、AFPR 367 个),共享基因如 PTRHD1、DNAJC27;PBC 在脾脏的 26 个显著基因里,IL12RB2、IRF5 都是已知的自身免疫相关基因(图 2a、原文补充表);

因果基因确认(FOCUS):用 FOCUS 的概率精细定位,确认 PTRHD1、DNAJC27、CENPO 是高可信度(PIP>0.9)的共享因果基因;
共定位 + SMR 验证:最后用 colocalization 和 SMR 找 “共享因果变异”—— 发现 6 个核心多效性位点,比如 rs539515(ASTN1,PPH4=0.946)、rs12747058(TGFB2,PPH4=0.942)、rs6744646(ACP1,PPH4=0.924)(图 3),这些基因要么参与炎症(TGFB2)、要么影响肌肉功能(ACP1),完美串联两种疾病的机制。

模块四:通路富集,锁定 cGMP-PKG 信号通路为 “治疗靶点”
机制最终要落地到“能干预的通路”,这篇文章的 GO/KEGG/GSEA 分析精准定位:
GO 分析:生物过程(BP)富集在 “软骨细胞分化”(GO:0002062,P=3.52×10⁻¹¹),分子功能(MF)富集在 “磷酸酶结合”(GO:0019902,P=3.62×10⁻⁸),细胞组分(CC)富集在 “谷氨酸能突触”(GO:0098978,P=1.71×10⁻⁹)(图 4a)
KEGG+GSEA:关键通路是cGMP-PKG 信号通路—— 该通路既参与胆汁代谢(影响 PBC),又调控肌肉收缩(影响少肌症),且 GSEA 显示紫外线响应下调基因(UV Response DN)、TGF-β 信号也显著富集(图 4b-e)—— 这为后续开发 “同时改善 PBC 和少肌症” 的药物提供了靶点。

给医生的 3 个跨疾病多组学发文技巧
选对“跨疾病组合”:优先选临床中常并发、机制可能相关的疾病(如 PBC 与少肌症的 “肌 - 肝轴”),避免选毫无关联的疾病,减少研究难度;
用“公开数据 + 多方法验证”:不用自测序,IEU OpenGWAS、GTEx 等公开数据足够;关键是用 “全局 + 局部遗传相关” 确认关联,“GWAS meta” 找位点,“TWAS + 共定位” 挖基因,多方法交叉验证,结果更可信;
锚定“临床可干预的机制”:别只停留在 “找关联”,要像这篇一样挖到具体通路(如 cGMP-PKG)、核心轴(如肌 - 肝轴),让研究有后续干预的可能,临床价值才高。
这篇文章之所以能发 5+ Nature 子刊,关键在于它把 “跨疾病遗传研究” 做得 “小而精”—— 没有海量数据,却用多种方法把 “PBC - 少肌症” 的遗传关联、基因、通路、机制串得明明白白,还贴近临床需求。如果您也想做跨疾病多组学研究,却卡在 “数据筛选、方法选择或机制挖掘” 上,随时找我们!
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