2015年--（節(jié)選）外文翻譯--關(guān)聯(lián)分析確定了38個炎癥性腸病的易感基因位點及其在人群中的共同遺傳風(fēng)險（譯文）

1、<p><b>　　中文7300字</b></p><p>　　出處：Liu J Z, Sommeren S V, Huang H, et al. Association analyses identify 38 susceptibility loci for inflammatory bowel disease and highlight shared genetic risk

2、across populations[J]. Nature Genetics, 2015, 47(9).</p><p>　　細胞與醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)實驗</p><p><b>　　文獻翻譯</b></p><p>　　文獻標題：Association analyses identify 38 susceptibility loci for in

3、flammatory bowel disease and highlight shared genetic risk across populations </p><p>　　來源期刊： 　Nature Genetics 　　 </p><p>　　選課代碼： MED130062.01

4、 </p><p>　　姓名： </p><p>　　專業(yè)： 2013屆臨床醫(yī)學(xué) </p><p>　　學(xué)號： </p><p>　　班級

5、： </p><p>　　關(guān)聯(lián)分析確定了38個炎癥性腸病的易感基因位點及其在人群中的共同遺傳風(fēng)險</p><p>　　炎癥性腸?。↖BD）包括慢性、復(fù)發(fā)性腸道炎癥。這一疾病影響了歐洲超過250萬人的健康，并且在亞洲和發(fā)展中國家表現(xiàn)出不斷增高的發(fā)病率。IBD被認為是由遺傳性易感宿主體內(nèi)的腸道黏膜免疫系統(tǒng)對于體內(nèi)共生細

6、菌的異常激活所導(dǎo)致的。</p><p>　　到目前為止，借助在歐洲系譜人群的大規(guī)模全基因關(guān)聯(lián)分析（GWAS），163個基因位點已經(jīng)被認為與IBD有關(guān)聯(lián)。一些在日本、印度和韓國進行的小規(guī)模GWAS分析還在人類白細胞抗原（HLA）區(qū)外發(fā)現(xiàn)了新的六個顯著全基因關(guān)聯(lián)性。其中的三個位點（13q12，F(xiàn)CGR2A和SLC26A3）隨后被在歐洲人群中的全基因關(guān)聯(lián)性所證實。其余三個位點表現(xiàn)出相似的效果并且有力證實了之前在歐洲的G

7、WAS分析所得的關(guān)聯(lián)性（P＜1×10?4）。包括JAK2, IL23R and NKX2-3的一些基因位點，最初被認為在歐洲人群中與IBD有關(guān)，現(xiàn)在也被證明在非歐洲人群中也會造成一定的患病風(fēng)險。不同人群中存在共同的風(fēng)險基因位點表明，結(jié)合不同系譜的人群基因型數(shù)據(jù)會有助于額外的IBD相關(guān)基因位點被發(fā)現(xiàn)。這種跨系譜的關(guān)聯(lián)性分析已經(jīng)成功地發(fā)現(xiàn)了一些其他復(fù)雜疾病的易感基因位點，包括二型糖尿病和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。</p>&l

8、t;p>　　在此次研究中，我們總共獲取了96486個個體的全基因或者數(shù)據(jù)免疫芯片基因型數(shù)據(jù)。與我們之前發(fā)表的GWAS元分析相比較，此次的研究范圍增加了額外的11535個歐洲系譜的個體以及9846個非歐洲系譜的個體。利用這些數(shù)據(jù)，我們希望能找到新的IBD風(fēng)險基因位點，并且對不同系譜人群中IBD易感基因的遺傳結(jié)構(gòu)進行比較。</p><p><b>　　結(jié) 果</b></p>

9、;<p><b>　　研究設(shè)計</b></p><p>　　在進行質(zhì)量控制以及千人基因組歸因之后（第一階段 2012年八月），我們共統(tǒng)計了5956例克羅恩病，6968例潰瘍性結(jié)腸炎以及21770歐洲系譜的人口對照組來進行克羅恩病、潰瘍性結(jié)腸炎和IBD（綜合克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎的結(jié)果）的GWAS分析(Online Methods)。我們增加了16619例克羅恩病、13499例潰

10、瘍性結(jié)腸炎和31766對照人口的免疫芯片基因分型來進行重復(fù)驗證。進行重復(fù)驗證的人群包含了非歐洲系譜的2025例克羅恩病、2770例潰瘍性結(jié)腸炎和5051對照人口(Table 1 and Supplementary Figs. 1 and 2)，所以我們使用了主成分分析來將個體分入四組中的一組（歐洲系譜、伊朗系譜、印度系譜和東亞系譜）(Supplementary Fig. 3)。我們還使用混合線性模型（MMM）對每個組別進行了病例對照試

11、驗(Online Methods)。為了將我們對歐洲系譜GWAS元分析的統(tǒng)計量和歐洲系譜的重復(fù)實驗結(jié)果結(jié)合起來，我們使用了固定效應(yīng)元分析。在此之后，與MANTRA的處理方式相同，我們進行了貝葉斯跨系譜元分析以使效應(yīng)大小與人之間的遺傳距離相關(guān)</p><p>　　跨系譜元分析發(fā)現(xiàn)了38個新的IBD位點</p><p>　　總的來說，38個新的疾病相關(guān)位點都是在個體系譜組的關(guān)聯(lián)性分析(P<

12、;5×10^?8)或是在跨系譜的元分析（包括潰瘍性結(jié)腸炎，克羅恩病或IBD的全系譜（log10(Bayes factor)>6））中發(fā)現(xiàn)的(Table 2, Supplementary Figs. 4–7 and Supplementary Tables 1 and 2)。為了減少假陽性的影響，僅當(dāng)一個位點的跨系譜元分析結(jié)果( log10(Bayes factor)>6 但在每個獨立系譜中的P>5×

13、10^?8)在四個系譜中沒有顯著差異時(I^2> 85.7%)，才認為這一位點與疾病有關(guān)聯(lián)(Online Methods and Supplementary Table 3)。</p><p>　　38個新發(fā)現(xiàn)的相關(guān)基因位點中的25個與先前報道的其他性狀位點重疊（其中包括自身免疫性疾?。┒Ｓ?3個尚沒有被認為與任何疾病或性狀有關(guān)(Online Methods and Supplementary Table

14、 4)。通過似然度建模法可以得出，38個新發(fā)現(xiàn)的基因位點中的27個與克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎有關(guān)聯(lián)（在這里稱它為IBD關(guān)聯(lián)位點），其中又有7個位點的異質(zhì)性與兩種疾病之間的區(qū)別有關(guān)。其余的11個位點中的7個被列為克羅恩病特異性位點，4個被列為潰瘍性結(jié)腸炎特異性位點(Table 2 and Supplementary Table 1)。</p><p>　　由于我們更新的樣本質(zhì)量控制，在之前進行的的針對歐洲人種的全基因

15、組GWAS元分析中報告的194個獨立SNP中的17個在我們現(xiàn)在的研究中未能達到這一閾值。但是這其中的16個位點在歐洲系譜的研究中仍然有力地暗示性地證明了疾病與它的關(guān)聯(lián)(5×10?8<P<8.7×10?6, representing a false discovery rate (FDR) of ~0.001)(Supplementary Table 1)。11號染色體上的SNP rs2226628未能在我

16、們目前的歐洲關(guān)聯(lián)性分析中表現(xiàn)出暗示性的關(guān)聯(lián)（P=0.0024）。我們在先前進行的只針對歐洲的元分析中將一個主成分作為協(xié)變量納入了關(guān)聯(lián)性的logistic回歸分析，有趣的是，如果我們采用Jostins et al.6的方法，我們所獲得的P值會更?。≒=7.38×10?6）。這一觀察結(jié)果，與這個SNP在歐洲人中的趨異等位基因頻率一起（千人基因組項目發(fā)布14：英國（英格蘭和蘇格蘭），0.20；CEU（西歐血統(tǒng)的猶他州居民），0.28

17、；IBS（西班牙伊比利亞人），0.39；FIN（芬蘭人），0.47），說明了先前報告的關(guān)聯(lián)性可能是在</p><p>　　如果我們將6.1×10?4(0.05/163)(Supplementary Table 1)作為Bonferroni校正后的單側(cè)檢驗所得P值是否有意義的閾值，在先前只針對歐洲人的GWAS元分析中最初確認的163個IBD相關(guān)SNP中，有41個SNP的結(jié)果與至少一個其他人種的分析結(jié)果是一

18、致的。在針對日本、印度和韓國3,4,11–13的非歐洲人群的GWAS中確定的14個非HLA位點（10個為克羅恩病，4個位潰瘍性結(jié)腸炎）中的9個與東亞，印度和/或伊朗人群中的克羅恩病或潰瘍性結(jié)腸炎有關(guān)（P＜1×10?5）（Supplementary Table 5）。剩下的5個SNP中的4個沒有出現(xiàn)在免疫芯片上。在先前報道的在7號染色體上rs2108225（SLC26A3）發(fā)現(xiàn)了一個在東亞人群中的關(guān)聯(lián)信號（P=2.64×

19、;10?3），但是它與歐洲人群中的IBD密切相關(guān)（P = 1.04×10?18）。</p><p>　　接下來，我們進行了一系列的分析，以將最新發(fā)現(xiàn)的相關(guān)性位點按重要性排列。從總共1240人提供的兩組外周血液樣本的Cis-eQTL（表達數(shù)量性狀基因座）分析中，我們得知38個新發(fā)現(xiàn)的相關(guān)SNP中的12個具有Cis-eQTL作用(FDR < 0.05) (Online Methods and Supp

20、lementary Table 6)。其中兩個還具有trans-eQTL作用。在SH2B3和ATXN2停泊位點的SNP rs653178與包括腹腔疾病和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎在內(nèi)的多種其他免疫介導(dǎo)性疾病有關(guān)。它對于IBD相關(guān)基因位點（TAGAP和STAT1）在內(nèi)的14個基因具有trans-eQTL作用。Rs616597對NFKBIZ具有cis-eQTL作用，并且對于FLXB13具有trans-eQTL作用(Supplementary Table

21、 6)(ref. 14)。這兩個SNP都位于已知的DNase I超敏反應(yīng)和多種細胞組蛋白修飾位點中(Supplementary Table 7)。與大量的SNP標記eQTLs相比，在38個SNP中只有3個SNP位點與已知的錯義編碼變種表現(xiàn)出高度連鎖不平衡（LD；r</p><p>　　新發(fā)現(xiàn)的IBD相關(guān)位點的生物學(xué)意義</p><p>　　先前的GWAS分析強調(diào)了在幾個關(guān)鍵通路中的化合物造

22、成了IBD的易感性，許多化合物參與了先天免疫，T細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和上皮屏障功能。我們還需要進行精細定位以在新發(fā)現(xiàn)的位點中找出可歸因的變異。為了滿足這種需要，最近的研究放寬了對“密切關(guān)聯(lián)通路”的定義。</p><p>　　細胞自噬的過程，是指在細胞質(zhì)的內(nèi)容物被雙層膜自噬體包圍并被運輸?shù)揭号莼蛉苊阁w中進行降解和回收的細胞內(nèi)過程。細胞自噬參與了克羅恩病的發(fā)病機制，因為ATG16L1和IRGM被識別為克羅恩病的易感基因15。

23、新發(fā)現(xiàn)的克羅恩病基因ATG4B編碼了一種半胱氨酸蛋白酶，在這個過程中起著核心作用，加強了細胞自噬在克羅恩病的發(fā)病機制中的重要作用。同樣，上皮屏障功能在IBD的發(fā)病機制中的重要性（以前強調(diào)的HNF4A 16和 LAMB1與疾病的關(guān)聯(lián)性）體現(xiàn)在與OSMR的新關(guān)聯(lián)，它可以在腸道炎癥中調(diào)節(jié)屏障保護宿主反應(yīng)。</p><p>　　許多被新發(fā)現(xiàn)的候選基因，包括LY75, CD28, CCL20, NFKBIZ, AHR 和

24、NFATC1,參與調(diào)節(jié)T細胞反應(yīng)的各種方面。因此，除了17型輔助性T（TH17）細胞（先前通過與諸如IL23R的關(guān)聯(lián)性分析所確定），現(xiàn)在我們的結(jié)果涉及了所有三個T細胞活化的組成部分（TCR結(jié)扎，共刺激以及白細胞介素（IL）-2信號發(fā)送）。值得注意的是，這些過程是免疫記憶發(fā)展的關(guān)鍵，并且在CD4+和CD8+T細胞內(nèi)也是常見的。</p><p>　　我們對最新的位置候選基因的功能在Box1進行了討論。</p&g

25、t;<p>　　非歐洲人IBD與歐洲人IBD之間的比較</p><p>　　最近針對復(fù)雜疾病的大型跨系譜遺傳研究表明，大部分風(fēng)險相關(guān)的基因位點在不同的人口中是相同的8,17,18。這種基因位點共同性的程度是很難被確切描述的，因為非歐洲群體的樣本量往往是遠小于歐洲群體的樣本的，相關(guān)位點的檢測就受到了統(tǒng)計功效的限制。盡管我們的研究囊括了一個9846非歐洲的大群體樣本，是目前為止最大針對非歐洲人IBD的研

26、究，這個樣本量與86640個人的歐洲人樣本相比仍然很小。因此，我們認為大部分已知的風(fēng)險位點不能在全基因組的意義上與非歐洲人口相關(guān)聯(lián)。然而，當(dāng)我們將231個在歐洲人中獨立相關(guān)的SNPs與東亞群體進行比較時，我們觀察到了效應(yīng)方向顯著正相關(guān)性（潰瘍性結(jié)腸炎P＜1.0×10^?22以及克羅恩病P＜1.0×10^?31）（Fig.1）。此外，在只針對歐洲人IBD的關(guān)聯(lián)性分析中得出了3900個具有暗示性相關(guān)的SNPs（5

27、5;10^?5≤P＜5×10^?8），其中的2566個與針對東亞的分析具有相同的效應(yīng)方向（P=5.92×10^?88）。疾病相關(guān)SNPs效應(yīng)方向存在著一致性，同樣地，考慮到所有SNPs基因型在免疫芯片上的附加效應(yīng)，可以說在歐洲人和東亞群體之間存在著較高的遺傳相關(guān)性</p><p>　　并不是所有的IBD風(fēng)險位點都在人群中共有，由此證明了所有成對人口比較中rG明顯小于1（P＜8.2×1

28、0^?4）的情況。在大多數(shù)情況下，人群中不同的等位基因頻率解釋了遺傳風(fēng)險的明顯差異。例如，與先前東亞人2克羅恩病的遺傳學(xué)研究的結(jié)果相符，在NOD2（編碼核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域–含蛋白質(zhì)2）三個編碼的變異，對歐洲人IBD風(fēng)險有著巨大的影響（優(yōu)勢比(OR）=2.13–3.03），但是這個位點對于東亞人的風(fēng)險等位基因頻率（RAF）為0。除了這三個編碼的變異，也有至少四個額外的在免疫芯片上的低頻獨立NOD2變異與歐洲人克羅恩病相關(guān)的證據(jù)（H.H

29、.,未發(fā)表的數(shù)據(jù)）。在東亞人群中，這些變異中有兩種的RAF為0，然而我們還沒有能力發(fā)現(xiàn)其他兩種變異與疾病的相關(guān)性，因為我們所觀察的風(fēng)險等位基因的拷貝數(shù)少于四個（MAF＜0.0004）。此外，在NOD2中沒有任何SNP在東亞人群中呈現(xiàn)出與疾病有關(guān)（所有的P>7.18×10^?4）。我們需要更大的樣本量和更完整變異確認（尤其是在非歐洲人群）來更好地在不同的人群中評估NOD2的遺傳結(jié)構(gòu)。同樣，針對IL23R基因（編碼IL-23

30、受體），先前的研究已經(jīng)表明有IBD風(fēng)</p><p>　　有多個等位基因在歐洲人中對疾病風(fēng)險產(chǎn)生了巨大影響，我們有足夠的把握來發(fā)現(xiàn)我們東亞和歐洲人群在這些等位基因上的遺傳異質(zhì)性(Fig. 2 and Supplementary Fig. 10)。例如，在歐洲人ATG16L1上發(fā)現(xiàn)的克羅恩病風(fēng)險變異（rs12994997）的RAF為0.53，OR為1.27。這種變異并沒有顯示出與東亞人種的相關(guān)性（P = 0.21）

31、，這一發(fā)現(xiàn)至少一部分受到了等位基因頻率顯著差異的影響（在東亞人中的RAF=0.24；FST=0.15）。然而，假設(shè)在東亞的隊列在這個SNP作用大小等于歐洲隊列研究中看到，我們?nèi)匀挥谐^80%的功率檢測的關(guān)聯(lián)性證據(jù)（P＜5×10?5）。除了等位基因頻率的差異，我們也觀察到這一SNP造成優(yōu)勢異質(zhì)性的證據(jù)（東亞人群的OR=1.06；P=8.45×10^?4）。先前報道的歐洲人IRGM基因位點上的前沿SNP也只是名義上表現(xiàn)出

32、與東亞人克羅恩病顯著相關(guān)的證據(jù)（rs11741861：歐洲P=5.89×10^?44，東亞P=2.62×10^?3），效應(yīng)的異質(zhì)性證據(jù)也是如此（歐洲OR=1.33，東亞OR=1.13；異質(zhì)性P=1.20×10^?3）。然而</p><p>　　雖然IBD的發(fā)病率在發(fā)展中國家有升高趨勢，但是對歐洲和非歐洲人群疾病的臨床表型可比較的數(shù)據(jù)是有限的。我們收集了4686例來自東亞，印度和伊朗的

33、IBD患者的亞型數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)與現(xiàn)有的35128例歐洲臨床表型進行比較。鑒于當(dāng)前隊列是最大的可用于IBD的歐洲人和非歐洲人IBD的臨床比較，我們進行了基本的統(tǒng)計比較分析?？偟膩碚f，我們的數(shù)據(jù)表明歐洲和非歐洲人群之間的一些人口統(tǒng)計學(xué)差異，另外男性在克羅恩病上具有一定優(yōu)勢（非歐洲克羅恩病患者中67%為男性，而歐洲克羅恩病患者中45%位男性；P=7.09×10^?78）。此外，我們在非歐洲人群觀察到更多的狹窄疾?。≒=2.02&

34、#215;10^?33）和肛周疾?。≒=5.36×10^?33）和更少的炎癥性克羅恩?。≒=4.28×10^?32）。潰瘍性結(jié)腸炎在非歐洲的人群，有更低的廣泛性結(jié)腸炎的患病率（P=1.52×10^?34），這一點也反映在非歐洲人群有更低的結(jié)腸切除術(shù)率（P=1.23×10^?69）(Supplementary Table 11)。雖然這些數(shù)據(jù)已被回顧性地被收集了，最近的發(fā)現(xiàn)與先前報道的在非歐洲人群2

35、 IBD病例中收集的前瞻性臨床發(fā)現(xiàn)相符</p><p><b>　　討 論</b></p><p>　　我們通過將額外的11535個歐洲個體以及9846個非歐洲個體加入了我們以前研究的75105名歐洲樣本，確定了38個額外的IBD易感位點。鑒于跨人種的關(guān)聯(lián)性研究主要確定的是不同人群中的共同風(fēng)險位點，我們希望在研究的同一人種的所有個體中發(fā)現(xiàn)相似的相關(guān)位點數(shù)目。我們的數(shù)

36、據(jù)分析表明效應(yīng)量的顯著區(qū)別很小，但有非常多的相關(guān)位點影響，進一步表明跨人種的關(guān)聯(lián)性研究在是一種發(fā)現(xiàn)類似于IBD的復(fù)雜疾病的新風(fēng)險位點的有力方式。此外，幾乎所有在不同人種中共有的遺傳風(fēng)險位點對于針對非歐洲人群的疾病關(guān)聯(lián)性研究和疾病風(fēng)險預(yù)測研究都有著重要影響。首先，在一個人群中的顯著相關(guān)可使該位點成為全世界人口IBD風(fēng)險的可能影響因素。其次，我們的數(shù)據(jù)表明，較大的關(guān)聯(lián)研究中估計出的優(yōu)勢比可能會比本質(zhì)上較小的第二人口研究本身更好地反映第二相關(guān)

37、變異的效應(yīng)量大小（因為第二個研究的抽樣方差更大）。最后，因為稀有等位基因比常見的變異更可能被具體到一個特定的人群，不同的人種之間共同IBD風(fēng)險位點的確切數(shù)量意味著這些潛在的致病變異位點是十分常見的。這進一步增加了人們對用于解釋大量人口的GWAS位點的“假設(shè)關(guān)聯(lián)”模型的質(zhì)疑。</p><p>　　雖然疾病風(fēng)險位點的大部分在人群中都是共同的，我們可以發(fā)現(xiàn)一些在不同人群中表現(xiàn)出效應(yīng)異質(zhì)性的位點。大部分歐洲人在NOD2和

38、IL23R的風(fēng)險變異在東亞人種個體中并沒有出現(xiàn)。相對較小的非歐洲人群樣本量以及僅僅是基于歐洲人重測序的免疫芯片SNP選取制約了我們發(fā)現(xiàn)那些在歐洲人中是單形的，而在非歐洲人中是多形的位點的能力。針對大量非歐洲人IBD病例以及控制組的靶向重測序工作（與那些在歐洲人群中所做的工作一樣）可能會發(fā)現(xiàn)這種關(guān)聯(lián)，并進一步揭示出IBD的遺傳結(jié)構(gòu)23,24。非歐洲人群過小的樣本量同樣也限制了發(fā)現(xiàn)效應(yīng)異質(zhì)性的檢驗效能（相比歐洲人群而言），所以我們有可能高估

39、了不同人種組間致病位點的共享度。</p><p>　　除了不同人種人口之間有著不同的等位基因頻率，LD的模式也可以發(fā)生巨大的變化。這種變化進一步使得不同人群之間復(fù)雜疾病遺傳結(jié)構(gòu)的比較變得更加困難。比如，我們觀察到了TNFSF15-TNFSF8和ATG16L1位點的顯著優(yōu)勢異質(zhì)性，這潛在地說明了基因與環(huán)境的相互作用增加了變異。雖然這一假設(shè)是有引人注目的，效應(yīng)量的異質(zhì)性也可被一個或兩個人種這些未被檢測的致病變異位點的

40、不同標記所加強。雖然免疫芯片密集地涵蓋了186個最近被關(guān)聯(lián)的位點，但是SNP的選取是基于千人基因組項目實驗性的低覆蓋測序數(shù)據(jù)。約240000個SNP被列入，分析設(shè)計的成功率約為80%。因此，致病的變異可能未被檢測到，即使是在免疫芯片密集精細定位的區(qū)域，并且發(fā)生這種情況發(fā)生的機會在非歐洲的人群中仍然更大。直到這些相關(guān)位點的致病變異被確定（或者這些位點所有的SNP都被納入了關(guān)聯(lián)性檢驗），我們才能排除未被檢測的致病變異標注影響了我們所觀察到的

41、效應(yīng)異質(zhì)性的可能性。</p><p>　　總之，我們進行了首次的跨人種IBD關(guān)聯(lián)研究并確定了38個風(fēng)險位點，將已知的IBD風(fēng)險位點數(shù)增加到了200。這些位點一起解釋了導(dǎo)致克羅恩病的13.1%的變異以及導(dǎo)致潰瘍性結(jié)腸炎的8.2%的變異。這些位點中的大多數(shù)都是在不同人種群體中共同擁有的，只有少數(shù)特定人群表現(xiàn)的效應(yīng)受到RAF異質(zhì)性（例如NOD2）或效應(yīng)量（例如TNFSF15-TNFSF8）的影響。效應(yīng)方向的一致性在那些