内皮细胞(Endothelial Cell, EC)易感性相关遗传变异与妊娠期高血压疾病(Hypertensive Disorders of Pregnancy, HDPs)

《Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology》：Endothelial Susceptibility-Related Genetic Variants and Hypertensive Disorders of Pregnancy

　　

摘要(Abstract) 背景(BACKGROUND)：妊娠期高血压疾病(hypertensive disorders of pregnancy, HDPs)，即子痫前期(preeclampsia)与妊娠期高血压(gestational hypertension)，以孕期内皮功能异常(endothelial dysfunction)为特征，并在流行病学及遗传学上与冠状动脉粥样硬化性心脏病(coronary artery disease, CAD)发病风险相关联。近期研究表明，作用于内皮细胞(endothelial cell, EC)的CAD风险变异可识别从强化降脂治疗中获益更多的个体。本研究采用综合统计遗传学方法，评估同一套EC?acting CAD遗传风险评分(genetic risk score, GRS/polygenic risk score, PRS)是否与HDPs存在关联。 方法(METHODS)：研究人员检验了既往鉴定的35个EC?acting及205个非EC?acting CAD风险单核苷酸多态性(single?nucleotide polymorphism, SNP)。首先，利用nuMoM2b（Nulliparous Pregnancy Outcomes Study: Monitoring Mothers?to?Be）这一美国多中心前瞻性妊娠队列，在经基因分型、无亲缘关系的多祖先组受试者中分别计算由EC?acting或非EC?actingCAD风险变异构成的多基因风险评分(polygenic risk score, PRS)，用前10个主成分(principal components, PCs)校正群体遗传结构后，采用校正年龄的logistic回归模型检验其与HDPs的关联。其次，研究人员采用两样本孟德尔随机化(two?sample Mendelian randomization, 2?sample MR)检验EC?acting与非EC?actingCAD变异与子痫前期及妊娠期高血压的遗传关联。 结果(RESULTS)：在6782例无亲缘关系的nuMoM2b受试者（均值[SD]年龄27.0 [5.5]岁，本孕发生HDP者1040例[15.3%]）中，EC?acting PRS越高者HDP发生率越高。EC?acting PRS每升高1个SD，HDP发病优势比(odds ratio, OR)为1.09（95% CI 1.02–1.17；P＝0.008）；相比之下，非EC?acting PRS与HDP风险无显著关联（OR 1.05 [95% CI 0.98–1.12]；P＝0.14）。在两样本孟德尔随机化分析中，EC?acting CAD变异与子痫前期（OR 1.55 [95% CI 1.30–1.86]；P＜0.001）及妊娠期高血压（OR 1.54 [95% CI 1.29–1.85]；P＜0.001）均强相关。 结论(CONCLUSIONS)：PRS及两样本孟德尔随机化结果提示，患HDPs的女性中存在EC?acting CAD遗传风险变异的富集。上述发现支持HDPs与CAD通过内皮功能异常享有共同遗传架构(shared genetic architecture)。

论文解读：内皮细胞(Endothelial Cell, EC)易感性相关遗传变异与妊娠期高血压疾病(Hypertensive Disorders of Pregnancy, HDPs)

一、研究背景与意义

妊娠期高血压疾病（hypertensive disorders of pregnancy, HDPs），包括子痫前期（preeclampsia）与妊娠期高血压（gestational hypertension），全球发病率约10%，是导致孕产妇及围生儿发病与死亡的重要原因。HDPs的病理生理标志是全身及胎盘血管内皮功能异常（endothelial dysfunction）。流行病学及既往性别分层孟德尔随机化（Mendelian randomization, MR）研究表明，HDPs与冠状动脉粥样硬化性心脏病（coronary artery disease, CAD）存在双向遗传关联，且男性（无法发生HDP）作为阴性对照时同样检出此关联，提示HDPs更多揭示了女性潜在的心血管遗传易感性，而非HDPs直接导致后期CAD。Marston等人曾鉴定出一批特异性作用于血管内皮细胞（endothelial cell, EC）的CAD风险单核苷酸多态性（single?nucleotide polymorphism, SNP），携带此类EC?acting变异的个体可从强化降脂治疗中更多获益，但尚不清楚该类EC?acting CAD风险变异是否在HDP患者中富集。鉴于HDPs以内皮功能异常为核心特征，研究人员假设EC?acting CAD风险变异与HDPs的关联强于非EC?acting变异，并采用多基因风险评分（polygenic risk score, PRS）及两样本MR方法予以验证。该论文发表于Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology。

二、主要关键技术方法概述

研究人员利用美国多中心前瞻性队列nuMoM2b（Nulliparous Pregnancy Outcomes Study: Monitoring Mothers?to?Be）中经基因分型且无亲缘关系、涵盖欧洲、非洲及混血美洲祖先的6782名初产妇，采用Illumina Infinium Multi?Ethnic Global Array基因分型及TOPMed参考面板插补质控后数据。基于CARDIoGRAMplusC4D联盟CAD全基因组关联研究（genome?wide association study, GWAS）效应量，分别构建含35个EC?actingSNP及205个非EC?acting SNP的CAD PRS，以前10个主成分校正群体分层并标准化。HDP（子痫前期/妊娠期高血压）及单独亚型为nuMoM2b临床判定或Honigberg等人HDP GWAS汇总数据（子痫前期20?064例/703?117对照；妊娠期高血压11?027例/412?788对照）。采用校正年龄的logistic回归分析PRS?HDP关联；两样本逆方差加权（inverse?variance weighted, IVW）MR以EC?acting/非EC?acting CAD变异为工具变量检验与HDP亚型的因果推定遗传关联，辅以加权中位数（weighted median）、MR?Egger及MR?PRESSO敏感性分析；对35个EC?acting SNP所在±500 kb窗口做贝叶斯共定位分析（Bayesian colocalization, 默认先验p₁=p₂=10^?4, p₁₂=10^?5），H₄后验概率＞50%判为共定位。

三、研究结果

Cohort Characteristics（队列特征）

nuMoM2b主分析纳入6782名初产妇，平均年龄27.0（SD 5.5）岁，HDP发生率15.3%（1040例），74.7%为欧洲遗传祖先；早孕期平均收缩压109.4 mmHg，仅1.0%服用降压药，部分亚组具早孕期血脂检测值。该队列人口学及临床基线符合后续遗传关联分析要求。

Association of EC?Acting and Non?EC?Acting CAD Polygenic Scores With HDP and Clinical Biomarkers（EC?acting与非EC?acting CAD多基因风险评分与HDP及临床生物标志物的关联）

经年龄校正的logistic回归显示，EC?acting PRS每升高1个SD，HDP患病OR＝1.09（95% CI 1.02–1.17；P＝0.008）；非EC?acting PRS的OR＝1.05（95% CI 0.98–1.12；P＝0.14），无统计学意义。进一步校正早孕期收缩压及降压药使用，或限制欧洲祖先人群分析，结果一致。为排除SNP数量差异影响，做1000次置换（每次随机抽取35个非EC?acting SNP构建PRS），经验零分布平均OR为1.02，观察值OR＝1.09对应置换P＝0.02，证实EC?acting PRS与HDP关联强于非EC?acting。EC?acting PRS与早孕期收缩压及血脂指标均无显著关联，非EC?acting PRS与低密度脂蛋白胆固醇（low?density lipoprotein cholesterol, LDL?C）及总胆固醇正相关、与高密度脂蛋白胆固醇负相关，提示EC?acting PRS的HDP关联不依赖血压或脂质效应。用收缩压GWAS效应量构建的EC?acting/非EC?acting收缩压PRS与HDP关联较CAD权重PRS明显减弱，进一步支持EC?acting CAD变异通过内皮功能异常而非单纯升压机制参与HDP发病。

Mendelian Randomization（孟德尔随机化）

剔除具水平多效性的离群SNP（rs9349379及rs2891168）后，以29个EC?acting及167（子痫前期168）个非EC?actingSNP为工具变量（F统计量均＞10，无弱工具偏倚），IVW MR显示EC?acting CAD变异与子痫前期（OR 1.55 [95% CI 1.30–1.86]；P＝1.76×10^?6）及妊娠期高血压（OR 1.54 [95% CI 1.29–1.85]；P＝2.21×10^?6）均显著关联；非EC?acting变异关联方向相同但效应减弱（异质性检验P_{heterogeneity}＝0.004子痫前期，0.049妊娠期高血压），各敏感性MR方法结果一致且无水平多效性（MR?Egger截距P＞0.05），表明EC?acting CAD遗传风险位点对HDP亚型具更强遗传关联。

Overlapping Risk Loci Between EC?Acting CAD and HDP Variants（EC?acting CAD与HDP风险位点的重叠）

35个EC?acting SNP中，71%与CAD及子痫前期效应方向一致，80%与CAD及妊娠期高血压一致。贝叶斯共定位鉴定2个强共定位区域：SH2B3/ATXN2基因座rs10774625与CAD及子痫前期共享因果变异后验概率98.5%；PECAM1基因座rs11079536与子痫前期共享因果变异后验概率91.9%。FES/FURIN及COL4A2位点亦见亚基因组显著关联，提示部分EC?acting CAD易感位点同时为HDP共享风险位点。

四、讨论与结论翻译

本研究通过PRS及两样本MR发现，特异性作用于内皮细胞（EC）的CAD遗传风险变异与妊娠期高血压疾病（HDPs）的关联强于非EC?acting CAD变异。MR分析显示EC?acting风险变异与子痫前期及妊娠期高血压关联程度相当。虽然HDPs与后期CAD流行病学相连，但临床CAD极少先于妊娠发生；结合既往以男性为阴性对照的性别分层MR结果，这些发现应解释为HDP与CAD具共同遗传架构（shared genetic architecture），而非HDP因果影响CAD风险。

既往工作表明EC?acting风险变异标识个体对低密度脂蛋白胆固醇致动脉粥样硬化效应的血管易感性增高。在此背景下，本研究发现提出假设：患HDP的女性可能是具内皮功能脆弱性的亚群，对其开展靶向预防策略（如更早或更强化降脂治疗）值得前瞻性评估。

局限性包括PRS基于欧洲祖先GWAS效应量推导，尽管nuMoM2b及HDP汇总统计为多祖先，但多数个体仍为欧洲祖先，需在更多样化人群中验证；PRS分析效应量适中，主要具机制学意义。

综上，研究结果支持HDPs与CAD通过内皮功能异常相关通路享有共同富集的遗传架构。所见关联提示HDPs可能标志着与血管健康相关的独特潜在遗传负荷。整合以内皮细胞作用为主的遗传风险分层，最终或可补充传统危险因素评估，为曾有HDP病史女性的心血管疾病个性化预防提供依据。