《Frontiers in Immunology》：CCS-mediated mechanistic link between gestational diabetes mellitus and carpal tunnel syndrome: a multi-omics MR framework
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本研究通过整合双向、多变量与中介孟德尔随机化（MR）及多组学（eQTL/pQTL）分析，首次从遗传层面证实妊娠期糖尿病（GDM）是腕管综合征（CTS）的独立因果风险因素，并揭示循环蛋白CCS是介导该关联的核心分子，其通过氧化应激、免疫失调与细胞外基质（ECM）重构等通路驱动CTS发生。研究为GDM患者早期CTS监测与靶向干预提供了遗传学与分子机制依据。
引言
腕管综合征（Carpal Tunnel Syndrome, CTS）是最常见的周围神经卡压性疾病，表现为拇指、食指、中指的感觉异常、疼痛及运动功能障碍。妊娠本身是CTS的独立风险状态，高达62%的孕妇在妊娠晚期出现CTS样症状，这与体液潴留、腕管内压力增高及激素介导的韧带松弛有关。妊娠期糖尿病（Gestational Diabetes Mellitus, GDM）定义为妊娠期间首次出现的糖耐量异常，其兼具2型糖尿病（Type 2 Diabetes, T2D）的代谢紊乱特征与妊娠特有的血流动力学、激素及容量变化，可能通过水肿、微血管功能障碍和氧化应激加剧正中神经的易损性。然而，既往GDM与CTS关联的研究多为观察性，易受混杂、反向因果及时间关系不明确的影响，GDM本身是否因果增加CTS风险及其分子通路尚未阐明。
材料与方法
研究采用多阶段、多层次的分析框架。首先，利用连锁不平衡评分回归（Linkage Disequilibrium Score Regression, LDSC）评估GDM与CTS的遗传相关性。随后，基于芬兰FinnGen和英国UK Biobank两大队列的汇总数据，进行双向两样本孟德尔随机化（Two-sample Mendelian Randomization, MR）以检验GDM对CTS的因果效应。为识别分子介质，研究整合CTS的全基因组关联研究（Genome-Wide Association Study, GWAS）数据与全血顺式表达数量性状位点（cis-expression Quantitative Trait Loci, cis-eQTL）及血浆蛋白数量性状位点（protein Quantitative Trait Loci, pQTL）数据，应用基于汇总数据的MR（Summary-data-based MR, SMR）和贝叶斯共定位分析（Bayesian colocalization, COLOC）筛选候选基因与蛋白。通过表型范围MR（Phenome-wide MR, MR-PheWAS）评估候选物的表型特异性，并采用两步中介MR（Two-step Mediation MR）量化中介效应。在实验层面，对CTS组织进行批量RNA测序（Bulk RNA-seq），对GDM与正常孕妇的胎盘细胞进行单细胞RNA测序（single-cell RNA-seq, scRNA-seq），利用GDM小鼠模型进行组织学、免疫荧光、蛋白质印迹（Western blot）及定量PCR（qPCR）验证，并通过分子对接（Molecular Docking）评估关键靶点的成药性。
结果
3.1 血液来源的基因与蛋白调控对腕管综合征易感性具有因果贡献
通过SMR整合全血cis-eQTL与CTS GWAS数据，在发现组（FinnGen）和复制组（UK Biobank）中分别鉴定出189个和39个与CTS风险显著相关的基因探针。其中，CCS（Copper Chaperone for Superoxide Dismutase）在两组中均显示出一致的风险增加效应（比值比Odds Ratio, OR 1.3001, 95%置信区间CI 1.1226-1.5057）。基于pQTL的MR分析进一步在4907个血浆蛋白中，鉴定出CCS、HEXIM2、HEXIM1、CPZ、PTPN9和SEMA3G等6个蛋白与CTS存在显著因果关联。这些发现表明，血液来源的基因表达和蛋白水平变化是CTS风险的因果驱动因素。
3.2 共定位分析凸显CCS是CTS的汇聚性基因-蛋白信号
贝叶斯共定位分析显示，在基因表达水平，CCS与CTS在FinnGen队列中共享因果变异（后验概率PPH4 = 0.8327）。在蛋白水平，CCS同样显示出与CTS风险的共定位证据。综合来看，CCS是唯一在eQTL和pQTL层面均得到支持的候选分子，凸显其作为CTS核心生物标志物和治疗靶点的潜力。
3.3 腕管综合征的转录组学与组织病理学改变
CTS组织的批量RNA测序揭示了与健康对照相比的大量差异表达基因（Differentially Expressed Genes, DEGs）。其中，NEK7、ANGPTL4、ASPN等基因显著上调，而MST1、RPS6KA1等基因下调。通路富集分析表明，上调的DEGs显著富集于细胞因子-细胞因子受体相互作用、IL-17信号通路、Rap1信号通路等免疫激活和细胞外基质（Extracellular Matrix, ECM）重塑相关通路。组织学检查（苏木精-伊红H&E和马松三色Masson's trichrome染色）证实，CTS小鼠腕管周围存在密集的炎症细胞浸润和显著的ECM增厚，这与转录组数据揭示的炎症与纤维化微环境高度一致。
3.4 表型范围MR分析确立CCS为CTS特异性因果蛋白，GDM为独立上游驱动因素
MR-PheWAS对2454个表型进行分析，结果显示CCS蛋白水平与CTS的因果关联最强且最特异（OR 1.3001），其次与胰岛素治疗糖尿病、肾小管间质疾病等存在较弱关联。这提示CCS生物学与系统性应激通路相交，但其峰值信号指向在腕管微环境中的局部致病作用。
在因果推断方面，双向MR显示遗传决定的GDM易感性可显著增加CTS风险（IVW OR 1.0013）。在女性特异性分析中，该效应更强（OR 1.1586）。多变量MR在调整了其他糖尿病相关、高血压相关、血脂相关及妊娠相关性状后，GDM对CTS的直接效应依然显著，表明GDM是独立于其他代谢或产科因素的CTS风险因素。10(P) on the y-axis. CCS demonstrates its strongest associations with carpal tunnel syndrome, insulin-treated diabetes, renal tubulo-interstitial disorders, otosclerosis, and height. (B) Forest plot of the causal effect of gestational diabetes mellitus (GDM) on CTS in the discovery cohort using five MR methods (IVW, RAPS, CML, dIVW, and BWMR). All methods show directionally consistent odds ratios above 1 with significant P values. (C) Replication analysis in UK Biobank, again showing consistent positive MR estimates across methods, supporting the robustness of the GDM–CTS association. (D) Univariable MR estimates for diabetes-related, hypertension-related, lipid-related, and pregnancy-related traits on CTS. GDM and insulin-treated diabetes exhibit significant positive associations, whereas most other traits show weaker or non-significant effects. (E) Multivariable MR estimates for GDM on CTS after sequential adjustment for correlated metabolic and pregnancy traits. The direct GDM effect remains significant across models with adequate instrument strength, indicating that GDM contributes to CTS risk independently of related factors.">
3.5 妊娠期糖尿病通过CCS介导对腕管综合征施加独立因果效应
LDSC分析显示GDM与CTS存在显著的正向遗传相关性（rg= 0.219）。两步中介MR分析进一步量化了CCS的中介作用：遗传决定的GDM易感性首先导致循环CCS水平升高，升高的CCS继而增加CTS风险。计算表明，CCS介导了约66.1%的GDM对CTS的总效应，证实CCS是GDM导致CTS风险的关键分子桥梁。
组织病理学证据与上述机制吻合。GDM小鼠腕管组织免疫荧光染色显示明显的腱周增厚和强烈的CCS信号，而正常妊娠对照组信号微弱。蛋白质印迹和qPCR验证了GDM小鼠腕管组织中CCS蛋白和mRNA水平均显著上调。
3.6 单细胞转录组学揭示GDM下CCS高表达的干扰素响应细胞及改变的细胞轨迹
对GDM与正常孕妇胎盘细胞的单细胞RNA测序分析发现，在GDM样本中，CCS表达在干扰素响应细胞中特异性显著上调。细胞通讯分析表明，这些CCS高表达的干扰素响应细胞与上皮屏障细胞之间的配体-受体相互作用显著增强，且相互作用集中于ECM相关通路。拟时序轨迹分析显示，GDM改变了干扰素响应细胞的发育轨迹，使其更多地向具有上皮屏障细胞特征的状态分化。这为GDM如何通过系统性免疫微环境改变，驱动局部组织（如腕管）的ECM重塑和纤维化提供了细胞层面的解释。
3.7 基于分子对接评估腕管综合征相关候选靶点的成药性
针对MR和共定位分析筛选出的候选蛋白（如CCS、NEK7、PTPN9、ASPN、MST1、ITGA2等），与两种临床可用小分子药物阿米洛利（Amiloride）和Tinlarebant进行了分子对接。结果显示，Tinlarebant与CCS和NEK7的结合能分别低至-7.85 kcal/mol和-9.94 kcal/mol，表明其能形成稳定的复合物。阿米洛利也与多个靶点显示出有意义的亲和力。这提示，以CCS为中心的氧化应激、炎症和纤维化通路在药理上是可靶向的，为开发针对GDM相关CTS的预防或治疗策略提供了先导化合物线索。
讨论与结论
本研究通过多层次的遗传流行病学与多组学整合分析，强有力地证实了GDM是CTS的独立因果风险因素。机制上，GDM通过上调
