心源性卒中的遗传学研究进展.pdf

Hereditas(Beijing)2024 年 5 月,46(5):373386 收稿日期:20240103;修回日期:20240328;网络发布日期:20240424 基金项目:国家自然科学基金项目(编号：81571157)和广东省自然科学基金面上项目(编号：2023A1515012481)资助Supported by the National Natural Science Foundation of China(No.81571157)and Guangdong Provincial Natural Science Foundation General Project(No.2023A1515012481)作者简介:唐恒磊，硕士研究生，专业方向：神经病学。E-mail: 通讯作者:钟望涛，博士，教授，研究方向：脑血管病基础与临床。E-mail: 李友，博士，研究员，研究方向：脑血管疾病。E-mail: DOI:10.16288/j.yczz.23-282 综 述 心源性卒中的遗传学研究进展 唐恒磊1，郑树涛1，李友2,3，钟望涛1,3 1.广东医科大学附属医院神经内科，湛江 524002 2.广东医科大学附属医院神经病学研究所，湛江 524002 3.广东省衰老相关心脑疾病重点实验室，湛江 524002 摘要:心源性卒中是缺血性脑卒中的重要病因之一，表现出病情重、预后差和复发率高的特点。在遗传学研究中已经有相当多与心源性卒中相关的基因被鉴定，这些易感基因在疾病风险预测及危险因素评估的潜力也陆续被发掘。本文从全基因组关联研究、拷贝数变异研究、全基因组测序研究等方面综述了心源性卒中遗传学研究的相关进展，并介绍了其遗传数据集在多基因风险评分、孟德尔随机化的应用，旨在为将来深入研究心源性卒中的遗传发生机制提供借鉴和参考。关键词:脑卒中；心源性卒中；全基因组关联研究；多基因风险评分；孟德尔随机化 Research progress on genetics in cardioembolic stroke Henglei Tang1,Shutao Zheng1,You Li2,3,Wangtao Zhong1,3 1.Department of Neurology,Affiliated Hospital of Guangdong Medical University,Zhanjiang 524002,China 2.Institute of Neurology,Affiliated Hospital of Guangdong Medical University,Zhanjiang 524002,China 3.Guangdong Key Laboratory of Age-Related Cardiac and Cerebral Diseases,Zhanjiang 524002,China Abstract:Cardioembolic stroke,characterized by severe illness,poor prognosis,and high recurrence rate,is one of the important causes of ischemic stroke.In the field of genetic research,numerous genes associated with cardioembolic stroke have been identified,and their potential in predicting disease risk and evaluating risk factors has been progressively explored.Here,we provide an overview of the latest advancements in genetics for cardioembolic stroke,including genome-wide association studies,copy number variation studies,whole-genome sequencing studies.Furthermore,we also summarize the application of genetic datasets in polygenic risk score and Mendelian randomization.The aim of this overview is to provide insights and references from multiple perspectives for future investigations on the genetic information for cardioembolic stroke.Keywords:stroke;cardioembolic stroke;genome-wide association study;polygenic risk score;Mendelian randomization 374 Hereditas(Beijing)2024 第 46 卷 脑卒中是全球第二大死亡和第三大残疾原因，根据世界卒中组织 2022 年发布的数据，其病例数量、发生率、死亡率呈上升趋势，给全球经济带来很大的医疗成本消耗1。大脑动脉血栓通常来源于心脏，目前心源性卒中占所有缺血性脑卒中的 20%25%2。与其他亚型脑卒中相比，心源性卒中有着病情重、预后差和复发率高的特点3。越来越多的遗传学研究发现并鉴定了大量与心源性卒中相关的易感基因，而这些易感基因在心源性卒中的风险预测和分子机制研究中具有着重要的价值。本文从全基因组关联研究、拷贝数变异研究、全基因组测序研究等方面对心源性卒中的遗传易感基因的研究进展展开综述，并介绍了以遗传易感基因为基础的多基因风险评分和孟德尔随机化分析的应用。1 全基因组关联研究 全基因组关联研究(genome-wide association studies，GWAS)可以通过分析数十万甚至数百万个单核苷酸多态性的等位基因频率，并在一组具有或不具有该表型的个体中比较这些频率，从而识别与特定表型相关的常见变异4。通过 GWAS 数据的分析，研究者可以在研究人群中检测到与疾病风险相关的单核苷酸多态性，从而解释一定比例的遗传风险5。随着脑卒中 GWAS 样本数量的增加和种族的多样化，目前已鉴定了一些与心源性卒中相关的基因位点(图 1)。1.1 脑卒中的全基因组关联研究 2018 年，MEGASTROKE 联盟发表了当时最大规模的脑卒中 GWAS 研究成果6。该研究在 521,612名跨种族的人群中确定了 32 个基因位点。这是首次对所有脑卒中亚型进行的 GWAS 分析，展示了不同类型脑卒中的遗传关联。值得注意的是，该研究发现不同脑卒中亚型之间有共同的遗传影响，其中高血压在全部亚型脑卒中中均有遗传相关性，与流行 图 1 全基因组关联研究发现的心源性卒中易感基因位点 Fig.1 The loci conferring susceptibility to cardioembolic stroke identified by genome-wide association studies 第5期 唐恒磊等:心源性卒中的遗传学研究进展 375 病学的数据一致。过去脑卒中 GWAS 分析的大多数样本都以欧洲人群为主，所以其他人群的遗传数据相对不足，但随着 GWAS 规模的逐渐扩大，研究样本也渐渐从欧洲人种向其他人种扩增。例如，2020 年 Keene 等7发表了针对非洲血统个体的脑卒中 GWAS 研究结果。这是至今针对非洲个体的脑卒中最大规模的 GWAS分析，结果在22,000 人群中发现了 24 个独特的基因位点。他们进一步对 SiGN 和 METASTROKE 的数据集分析后证明了其中有 16 个基因位点可在多个人种中表现出与脑卒中的关联性。例如，2021 年Kumar 等8在印度人群开展了首次脑卒中 GWAS。该研究鉴定出了 11 个与脑卒中相关的基因位点，其中 1 个(SLC17A2)与大动脉粥样硬化型卒中相关联、2 个(rs71654444、rs9936995)与心源性卒中相关联、4 个(rs114487517、rs9924207、FAM73A、OR52L1)与小动脉闭塞型卒中相关联、4 个(rs146763130、rs118079585、rs80300510、rs118126757)与出血性脑卒中相关联。最近，Aniket 等9在一项对 161 万个体的脑卒中GWAS中确定了89个(61个新的)与脑卒中及其亚型相关联的基因位点。这项研究与以前的脑卒中GWAS 相比，有以下特点：(1)这是至今为止最大规模的脑卒中 GWAS，样本包含了欧洲人、东亚人、南亚人、非洲裔美国人和西班牙裔；(2)研究的疾病包含了所有的脑卒中亚型和预后，包括脑卒中、缺血性脑卒中、心源性卒中、大动脉粥样硬化型卒中、小动脉闭塞型卒中、出血性脑卒中、mRS 评分、NIHSS 评分；(3)该研究从脑卒中风险位点的因果关系、生物学机制、多基因风险评分和药物关系等方面全面地证明了脑卒中风险位点在脑卒中的发病机制、预防、诊断和治疗中的重要价值。1.2 GWAS 中的心源性卒中易感基因 1.2.1 多项 GWAS 中被验证的心源性卒中易感基因 PITX2、ZFHX3 及 ABO 与心源性卒中的相关性在多项 GWAS 中得到验证(P5.0108)6,9,10(表 1)。然而在印度脑卒中人群的 GWAS 中发现 PITX2 与心源性卒中不存在关联性8。该结果表明，PITX2 与心源性卒中的关联在南亚人群中还有很大的不确定性，可能需要更多的南亚人群研究去进一步验证。房颤是心源性卒中最常见的潜在原因，可以使患者发生脑卒中的风险增加 35 倍2。而在房颤相关的 GWAS中也发现了参与多种生物学过程的转录因子 PITX2和 ZFHX3 的单核苷酸多态性会增加房颤的风险11。PITX2 和 ZFHX3 可能通过诱发房颤导致心源性卒中的发生。ABO 在大动脉硬化型卒中和心源性卒中之间均存在关联性6,9。ABO 基因位于人类染色体9q34.2，编码糖基转移酶，通过将不同的碳水化合物残基转移到 H 抗原上来决定 ABO 血型12。有研究表明不同的 ABO 血型会影响房颤患者的缺血性脑卒中发生频率13。在 MEGASTROKE 联盟的 GWAS 中，FGA 被发现与缺血性脑卒中相关联(P5.0108)，SH3PXD2A被发现主要与小动脉闭塞型卒中相关联(P5.0 108)6。Aniket 等9GWAS 研究发现它们与心源性卒中 的 相 关 位 点(P5.0108)：FGA rs6536024 和SH3PXD2A rs55983834、rs12415501、rs1015037。FGA 位于人类染色体 4q32.1 上一个 50 kb 的区域，编码一种多肽链 A，与另外两种多肽链 B 和 组成纤维蛋白原，并参与血小板聚集14。在小鼠模型研究中，FGA 基因残基 271 处突变(c.Thr271X)可以在不影响止血潜能和抗菌功能的情况下限制血栓的形成，并且这种基因突变与人类多肽 A 链 c 端区域突变相似15。SH3PXD2A 的一种变异 L396R 在日本人群中被发现与房颤高度相关16。磁共振成像检查上的脑白质高信号与脑小血管病及缺血性脑卒中相关联，研究发现 SH3PXD2A 与其相关17。所以SH3PXD2A 与心源性卒中和小动脉闭塞型卒中都有相关性，但其相关的脑卒中亚型和作用机制尚未明确，需要更多实验去验证。1.2.2 印度人群 GWAS 发现的心源性卒中易感基因 Kumar 等8首次在印度人群的 GWAS 中发现rs71654444 和 rs9936995 与心源性卒中存在显著关联(P5.0108)。他们进一步对相关性状的研究发现，rs71654444 可能通过影响血小板分布宽度和 18-碳脂肪酸代谢增加心源性卒中的发生风险。功能注释显示 RWDD3 是 rs71654444 的易感基因和 KLHDC4是 rs9936995 的易感基因。376 Hereditas(Beijing)2024 第 46 卷 表 1 通过全基因组关联研究鉴定的影响心源性卒中风险的基因变异 Table 1 Genetic variants identified by genome-wide association studies on cardioembolic stroke 基因 染色体位置 基因位点 卒中亚型 风险等位基因 人群 参考文献 PITX2 4q25 rs13143308 CES T 多种人群 6 rs6847935 AS、AIS、CES T 多种人群 9 rs2100192 CES C 欧洲 9 rs6847935 CES T 欧洲 9 rs11724242 CES G 欧洲 9 rs17042098 CES A 欧洲 10 ZFHX3 16q22 rs12932445 CES C 多种人群 6 rs235917 AS、AIS、CES A 多种人群 9 rs2106261 CES T 欧洲 10 ABO 9q34 rs635634 AIS、LAS、CES T 多种人群 6,9 rs649129 AS、AIS、CES、LAS T 多种人群 9 FGA 4q31 rs6825454 AIS C 多种人群 6 rs6536024 AS、AIS、CES C 多种人群 9 SH3PXD2A 10q24 rs2295786 AS、SVS A 多种人群 6 rs55983834 AIS、AS、CES、SVS C 多种人群 9 rs12415501 CES T 欧洲 9 rs1015037 CES T 欧洲 9 NKX2-5 5q35 rs6891174 CES A 多种人群 6 rs6891790 CES T 欧洲 10 RGS7 1q43 rs146390073 CES T 欧洲 6 RWDD3 1p21.3 rs71654444 CES A 印度 8 KLHDC4 16q24.2 rs9936995 CES T 印度 8 PRRX1 1q24.2 rs680084 CES G 多种人群 9 F11 4q35.2 rs4444878 CES、AIS A 多种人群 9 DEFB1 8p23.1 rs2738158 CES G 多种人群 9 TRIM36 5q22.3 rs4487484 CES T 欧洲 9 RBM20 10q25.2 rs10749053 CES T 欧洲 9 NCOR2 12q24.31 rs11057583 CES A 欧洲 9 POLR2A 17p13.1 rs11078685 CES C 欧洲 9 RPRML 17q21.32 rs2316757 AS、CES A 欧洲 9 CAV1 7q31.2 rs3807989 CES A 欧洲 10 ESR2 14q23.2 rs2738413 CES A 欧洲 10 GORAB 1q24.2 rs680084 CES A 欧洲 10 IGF1R 15q26.3 rs6598541 CES A 欧洲 10 NEURL1 10q24.33 rs11598047 CES A 欧洲 10 WIPF1 2q31.1 rs56181519 CES T 欧洲 10 ZEB2 2q22.3 rs13010313 CES T 欧洲 10 KIAA1755 20q11.23 rs3746471 CES A 欧洲 10 AS：卒中；AIS：缺血性脑卒中；LAS：大动脉粥样硬化型卒中；CES：心源性卒中；SVS：小动脉闭塞型卒中。第5期 唐恒磊等:心源性卒中的遗传学研究进展 377 1.2.3 仅在欧洲人群中有关联的心源性卒中易感基因 Aniket 等9首次发现 TRIM36、RBM20、NCOR2、POLR2A、RPRML 与心源性卒中相关联(P5.0108)，但只在欧洲人群中发现了关联性。其中 RBM20 是扩张性心肌病的易感基因之一，有研究发现小鼠的RBM20基因RSRSP片段的错义突变会导致扩张性心肌病、房颤和室性心动过速的发生18。RBM20 变异可能通过诱发心源性卒中的相关心脏疾病，如扩张性心肌病、房颤等，导致心源性卒中的发生。最近Mrquez等10发表了一项对MEGASTROKE联盟 2018 年的心源性卒中遗传数据和房颤遗传数据的 GWAS 多性状分析结果。该研究发现了 44 个与心源性卒中相关的基因位点(P5108)，但在进一步的独立欧洲人群评估中仅证实了11个易感基因位点(P0.05)，其中有 8 个新发现的基因位点。这些易感基因包括介导心房重构相关基因(CAV1)、凝血功能相关基因(ESR2)、介导心脏中胰岛素样生长因子信号传导相关基因(IGF1R)、调节心脏成纤维细胞活化相关基因(ZEB2)等。1.2.4 在跨种族人群中有关联的心源性卒中易感基因 MEGASTROKE 联盟首次在跨种族人群 GWAS中发现了 2 个与心源性卒中相关的新位点(P5.0 108)：NKX2-5、RGS76。在小鼠模型实验中，NKX2-5突变增加了卵圆孔未闭的发病率和发生房间隔动脉瘤的概率19。卵圆孔未闭可以使血栓在卵圆孔通过右向左分流从全身静脉转移到动脉循环，导致缺血性脑卒中20，而合并房间隔动脉瘤的卵圆孔未闭患者发生心源性卒中的风险更高21。所以 NKX2-5 单核苷酸多态性可能通过参与卵圆孔未闭和房间隔动脉瘤的形成导致心源性卒中的发生。Aniket 等9在跨种族人群研究中还首次发现PRRX1、F11、DEFB1 与心源性卒中相关(P5.0 108)。PRRX1 基因突变与房颤的风险有关11，可以通过显著降低靶基因 ISL1 和 SHOX2 的转录激活诱发房颤22。F11 编码凝血因子 XI(FXI)，这是一种参与内在凝血途径的蛋白，通过促进凝血酶的生成，从而促进纤维蛋白的形成和防止纤维蛋白的溶解23。在针对抗凝治疗的永久性房颤患者的研究中发现，永久性房颤可能是诱发 FXI 表达的一种因素，并且FXI 持续表达增加了房颤过程中缺血性脑卒中和心脑血管事件死亡的风险24。综上所述，在发展至今的脑卒中 GWAS 的研究中发现了许多与心源性卒中相关的基因位点，然而一些基因发挥的作用仍然是未知的，需要进一步去验证。2 拷贝数变异研究 拷贝数变异(copy number variation，CNV)是一类主要的基因组结构变异，与单核苷酸多态性比，涉及更多的核苷酸变化25。Hsieh 等26在 2019 年进行了一项房颤相关卒中的全基因组拷贝数变异分析研究。该研究发现了房颤相关卒中关联的染色体区域 1p36.32-1p36.33、5p15.33、8q24.3、19p13.3 的缺失和 14q11.2 的扩增(P0.001)。这些区域涉及 148个基因(表 2)，其中包括细胞焦亡相关基因 GSDMD。进一步的通路分析表明 GNB1、PRKCZ 和 GNG7 可能通过-肾上腺素能信号通路参与房颤相关卒中的发生。该研究结果表明基因拷贝数变异在心源性卒中中发挥着重要作用。为了进一步验证 GSDMD 的拷贝数变异与房颤相关卒中的相关性，该研究团队在 2023 年对更大数量的样本进行了一项横断面病例对照研究27。研究发现房颤患者中携带 GSDMD 纯合缺失基因型的个体 发 生 缺 血 性 脑 卒 中 的 风 险 更 高(OR=2.048，P=0.012)，并且在调整 CHA2DS2-VASc 评分或相关并发症后，遗传相关性更显著(OR=2.195，P=0.007)。他们还在欧洲人群中进一步验证了 GSDMD 基因单核苷酸多态性与房颤相关卒中的关联性。该研究首次结合拷贝数变异和单核苷酸多态性的检测分析验证了 GSDMD 与房颤相关卒中的关联性。虽然目前单核苷酸多态性的研究更受研究者们的关注，但随着遗传学的不断发展，拷贝数变异也表现出其潜在的价值。然而上述两项研究虽然是鉴定房颤患者发生脑卒中的基因变异但是都以缺血性脑卒中作为主要结局，并没有进一步病因分型，未能排除大动脉粥样硬化型卒中和小动脉闭塞型卒中的因素。378 Hereditas(Beijing)2024 第 46 卷 表 2 心源性卒中相关的拷贝数变异及涉及的基因 Table 2 Copy number variation and genes related cardioembolic stroke CNV 区域 类型 相关基因 参考文献1p36.32-1p36.33 缺失 MIR6723、OR4F16、FAM87B、LINC00115、LINC01128、FAM41C、SAMD11、NOC2L、KLHL17、PLEKHN1、PERM1、HES4、ISG15、AGRN、RNF223、C1orf159、LINC01342、MIR200B、MIR200A、MIR429、TTLL10、TNFRSF18、TNFRSF4、SDF4、B3GALT6、FAM132A、UBE2J2、SCNN1D、ACAP3、MIR6726、PUSL1、INTS11、MIR6727、CPTP、TAS1R3、DVL1、MIR6808、MXRA8、AURKAIP1、CCNL2、LOC148413、MRPL20、ANKRD65、TMEM88B、LINC01770、VWA1、ATAD3C、ATAD3B、ATAD3A、TMEM240、SSU72、FNDC10、MIB2、MMP23B、CDK11B、SLC35E2B、MMP23A、CDK11A、SLC35E2、NADK、GNB1、CALML6、TMEM52、CFAP74、GABRD、PRKCZ、FAAP20、SKI 26 5p15.33 缺失 PLEKHG4B、LRRC14B、CCDC127、SDHA、HRAT5、PDCD6、AHRR、EXOC3-AS1、EXOC3、PP7080、SLC9A3、MIR4456、CEP72、TPPP、ZDHHC11、BRD9、TRIP13、NKD2、SLC12A7、MIR4635、CTD-3080P12.3、SLC6A19、SLC6A18、TERT、MIR4457、CLPTM1L、LINC01511、SLC6A3、LPCAT1、MIR6075、SDHAP3、MIR4277、MRPL36、NDUFS6、LINC02116、IRX4、CTD-2194D22.4 26 8q24.3 缺失 GPIHBP1、ZFP41、GLI4、MINCR、ZNF696、TOP1MT、RHPN1-AS1、RHPN1、MAFA-AS1、MAFA、ZC3H3、GSDMD 26 19p13.3 缺失 MOB3A、IZUMO4、AP3D1、DOT1L、PLEKHJ1、MIR1227、MIR6789、SF3A2、AMH、MIR4321、JSRP1、OAZ1、C19orf35、LINGO3、LSM7、SPPL2B、TMPRSS9、TIMM13、LMNB2、MIR7108、LINC01775、GADD45B、GNG7 26 14q11.2 扩增 TRAV38-2DV8、TRDC、TRDV3 26 3 全基因组测序 全基因组测序(whole-genome sequencing，WGS)可以分析所有类别的相关遗传变异，包括基因组中98%的不编码蛋白质的潜在因素28。疾病特异性WGS 可以检测相关基因组的数百万个变异和几种变异类型，并且可以发现疾病相关的罕见的非编码变异29。2020年 Cheng等30发表了一项来自第三次中国国家卒中登记(CNSR-III)的 10,914 例急性缺血性脑卒中或短暂性脑缺血发作患者的 WGS 的结果。该研究搜集了每个患者的单核苷酸多态性和结构变异的遗传信息，并构建了一个缺血性脑卒中基因组数据集。2023 年该研究组对这个数据集进行了中国人群缺血性脑卒中的第一个全基因组深度测序和分析31。研究结果发现了 125,769,898 个单核苷酸多态性和9,819,312 个基因的插入和缺失，其中有 42%的遗传变异是 dbSNP 中不存在的新变异。值得注意的是，该研究检验了 Aniket 等9GWAS 中发现的 89 个与脑卒中风险相关的基因位点，在 13 个心源性卒中基因位点中，有 7 个基因表现出关联性(P0.05)，包括PITX2、ZFHX3、FGA、TRIM36、F11、SH3PXD2A和 NCOR2。为了鉴定低频或者特定种族的单核苷酸多态性，2022 年 Yao 等32进行了首次所有类型卒中的 WGS。该研究在 33,949 个多种族人群样本中发现了 5 个与脑 卒 中 相 关 的 新 基 因 位 点(P5.0108)，包 括13q33-rs181401679、7q22-rs141857337、RAP1GAP2-rs60380775、AUTS2-rs150022429和TEX13C-rs145400922，其中 TEX13C-rs145400922 与心源性卒中相关联。与 GWAS 相比，WGS 有着检测基因类型更多、规模更大的特点，能检测更多的低频或者特异性变异，构建更全面的基因组数据集。这种大型数据集可以提供更精准的遗传学数据，增强人们对心源性卒中在遗传学方面的理解。4 多基因风险评分 多基因风险评分(polygenic risk score，PRS)是将与疾病相关的独立遗传变异的影响汇总为一个评分，第5期 唐恒磊等:心源性卒中的遗传学研究进展 379 反映疾病的遗传倾向性33。特定脑卒中亚型的变异产生的 PRS 与匹配的亚型有更强的关联，可以通过多种算法构建相关 PRS，并与非遗传特征结合进行结果预测和风险分层，实现个性化预防和诊断34。最近 Cui 等35利用脑卒中 PRS 结合临床风险评分来识别临床人群中的高风险个体，证明了脑卒中 PRS在临床风险预测的潜力。所以构建心源性卒中相关的 PRS 可以更准确地进一步对患者脑卒中亚型预测、诊断和尽早的治疗。4.1 缺血性脑卒中 PRS 预测房颤患者脑卒中风险 2021 年 OSullivan 等36结合了 MEGASTROKE联盟缺血性脑卒中 GWAS 数据中 50 多万个遗传变异，构建了一个预测房颤患者缺血性脑卒中的 PRS，并在英国生物银行的独立数据中对该 PRS 进行了外部验证。结果显示该 PRS 是房颤患者发生缺血性脑卒中的重要预测因子(OR=1.13，95%CI 1.061.23)。与目前推荐的风险预测工具(CHA2DS2-VASc)相比，综合 PRS 和 CHA2DS2-VASc 风险预测工具的统计分析提高了统计拟合(2P=0.002)、区分度(c-统计量=0.61，95%CI 0.590.63)、净重新分类改善指数(NRI:2.3%，95%CI 1.3%3.0%)。虽然该研究提示联合缺血性脑卒中 PRS 和 CHA2DS2-VASc 工具可显著提高房颤患者发生缺血性脑卒中的风险分级，意味着该工具可以帮助确定哪些房颤患者应尽早行心源性卒中的抗凝治疗，但该研究以缺血性脑卒中作为 PRS 遗传基础和样本结局，而不是心源性卒中，未能很好地区分发生的缺血性脑卒中类型。4.2 不同亚型脑卒中 PRS 的风险预测 2021 年 Li 等37在 MEGASTROKE 联盟的不同亚型脑卒中的 GWAS遗传数据中利用 PRSice-2软件构建了 5 种特定亚型卒中 PRS，并在 Geisinger 队列分析中发现 5 种 PRS 都能显著解释脑卒中患者的一些表型变异，其中大动脉粥样硬化型卒中 PRS 解释了大部分表型变异(R2=0.006，P=7.21012)。他们检验不同亚型脑卒中 PRS 针对相应脑卒中亚型的预测能力后发现大动脉粥样硬化型卒中 PRS(R2=0.004；P=7.31104)、小动脉闭塞型卒中 PRS(R2=0.003；P=0.003)及心源性卒中 PRS(R2=0.005；P=4.47104)均在 Geisinger队列中解释了其对应亚型的最大表型变异。该研究证明了不同亚型卒中 PRS 在脑卒中风险的预测和病因亚型的鉴别均有一定的价值，将来有助于对缺血性脑卒中患者进行病因亚型分型，进一步确定潜在的脑卒中病因，进行更有针对性的治疗。4.3 心源性卒中 PRS 最近 Mrquez 等10在心源性卒中 GWAS 多性状分析结果中利用 PRSice-2 软件构建了新的心源性卒中 PRS。该研究使用 R version 4.1.3 和 Bioconductor软件来评估该 PRS 的临床相关性，获得了数据集中r2最高的心源性卒中 PRS(r2=0.018；P3.5的单核苷酸多态性，r=0.77)、心源性卒中(对于 Z3.5 的单核苷酸多态性，r=0.77)之间存在很强的遗传相关性。该研究进一步在 17,931 例病例和 115,142 例对照的房颤 GWAS 数据中构建了包含 934 个单核苷酸多态性的房颤 PRS，并通过逻辑回归分析在 13,390例缺血性脑卒中病例和 28,026 例无脑卒中对照的数据集中检验该 PRS 与各脑卒中亚型的关系。结果表明房颤 PRS 与心源性卒中风险显著相关(OR/SD=1.40，P=1.451048)。最后，该研究提出可以利用心源性卒中和房颤之间的遗传重叠来开发可以预测心源性卒中风险的房颤 PRS，进一步将其运用到临床 380 Hereditas(Beijing)2024 第 46 卷 中去鉴别心源性卒中。Miyazawa 等39结合 1 个日本房颤 GWAS 和 2个欧洲房颤 GWAS 的数据进行了 2023 年为止最大规模的跨种族房颤全基因组关联研究荟萃分析。该研究共检测了 5,158,449 个 MAF 1%的变异，发现了 150 个与房颤相关的基因位点，并在此基础上开发了一个房颤 PRS。他们对数据集中的 121,351 个样本进行了逻辑回归分析发现该 PRS 与缺血性脑卒中(OR=1.042，95%CI 1.0181.065，P=4.0104)和心源性卒中(OR=1.355，95%CI 1.1261.630，P=1.3 103)的风险有显著相关性。值得注意的是，他们通过 Cox 回归分析评估该 PRS 对心脑血管疾病死亡率的影响时，发现其主要与卒中死亡相关(OR=1.13，95%CI 1.041.22，P=2.7103)，这个结果可能提示了以房颤作为病因所导致的心源性卒中的病情重、预后差的特点。在最近的房颤 PRS 研究中，Weng 等40使用之前已验证的 2 种房颤 PRS(pruning and thresholding、LDpred)和最近开发的 3 种房颤 PRS(LDpred-funct-inf、sBayesR 和 PRS-CS)来评估 26,145 名来自卒中遗传网络病例对照研究的欧洲人群的房颤和心源性卒中的遗传风险。研究结果表明 5 种 PRS 均与房颤(c-统计量范围=0.7620.770)和心源性卒中(c-统计量范围=0.6360.656)的风险相关联，其中 PRSCS(c-统计量=0.656，P0.01)和 LDpred(c-统计量=0.653，P0.01)对心源性卒中的鉴别效果最好。值得注意的是，该研究构建的临床相关危险因素评分对心源性卒中具有中等鉴别能力(c-统计量=0.720)，在分别结合 5 种 PRS 后显著提高了对心源性卒中的鉴别能力(c-统计量范围=0.7330.742，P0.01)，在未来的工作中可以进一步去检验这种结合是否有助于心源性卒中的临床鉴定。上述 3 个实验都证明了房颤 PRS 可以用于预测心源性卒中发生的风险性，这可能与房颤在心源性卒中中发挥重要的作用有关，所以未来可以结合临床实践去进一步验证。5 孟德尔随机化 孟德尔随机化(Mendelian randomization，MR)是一种评估因果关系的新兴的方法，利用与暴露相关的遗传变异作为工具变量来估计暴露与结果之间的潜在因果关系41。因为基因在受孕期间是随机组合的且不受疾病的影响，所以与观察性研究相比，MR 研究可以克服研究中存在的混杂因素和反向因果关系的偏差42。5.1 心脏疾病与心源性卒中的因果关系 2020 年 Fill 等43通过双样本 MR 研究验证了房颤遗传易感性与脑卒中的因果关系(系数标准误=0.220.04；P=0.0001)。该研究进一步对脑卒中亚型分析发现房颤主要与心源性卒中相关联(系数标准误=0.760.10；P0.0001)，而与其他亚型脑卒中无关。另外一项 MR 研究也得出了一样的结论(OR=1.95，95%CI 1.852.06，P=8.8110125)44。这两个研究均从遗传角度为房颤与心源性卒中之间的关联提供了因果证据。来自 MR 研究的数据表明，房颤不仅与缺血性脑卒中的风险相关(OR=1.21；95%CI 1.171.25；P0.001)，还在心衰、心肌病、短暂性脑缺血发作、外周动脉疾病、心源性死亡、风湿性瓣膜病和高血压中具有显著的遗传关联性39,45。在最近的一项 MR 研究中出现了一种 MR 方法(Graph-MRcML)可以同时对多个样本来进行分析46。该研究利用这种 MR 方法构建了 11 种常见心脏代谢危险因素与 6 种疾病之间的因果网络。在这个因果网络中冠心病、房颤与脑卒中风险相关，而冠心病与房颤存在双向的因果关系。有趣的是低密度脂蛋白是脑卒中的一个已知的因果关系，但是在这个因果网络中表明冠心病在其中起到中介作用。为了确定心衰与缺血性脑卒中之间的关系，Zhang 等47进行双向和多变量 MR 研究来评估心衰对缺血性脑卒中亚型的相互影响。研究结果表明心衰对大动脉粥样硬化型卒中(OR=1.678，95%CI 1.0442.696，P=3.03105)和心源性卒中(OR=3.355，95%CI 1.03110.919，P=0.044)有因果关系，但与小动脉闭塞型卒中无关。MR 反向因果显示缺血性脑卒中(OR=1.211，95%CI 1.0401.410，P=0.014)和心源 性 卒 中(OR=1.277，95%CI 1.2131.344，P=6.731021)对心衰有因果影响。在之后的一项 MR研究中，基因预测的心衰与心源性卒中显著相关 第5期 唐恒磊等:心源性卒中的遗传学研究进展 381 (OR=1.73，95%CI 1.212.47，P=0.003)，但调整房颤、冠心病和收缩压后，这种因果关系不再具有统计学意义48。根据 MR 数据结果显示，心衰和缺血性脑卒中的关联性可能在于拥有房颤、冠心病、收缩压等共同危险因素，所以在去除这些危险因素后，心衰和缺血性脑卒中不存在直接关联性。缺血性脑卒中是急性心肌梗死后的一种常见并发症。2021 年 Tian 等44的 MR 数据也支持心肌梗死与缺血 性脑 卒中(OR=1.18，95%CI 1.071.31，P=0.002)及 大 动 脉 粥 样 硬 化 型 卒 中(OR=1.49，95%CI 1.251.77，P=9.53106)存在因果关系，但与心源性卒中无关。但在同一年 Sun 等49发表的脑卒中和心肌梗死的 MR 研究得到了不同的结果，即在排除了糖尿病、高血压、房颤和冠心病这些危险因素后心肌梗死与缺血性脑卒中的相关性不再显著。因为心肌梗死诱发缺血性脑卒中受到多种因素影响，发病机制复杂，所以在探讨心肌梗死与脑卒中的相关性时，调整这些混杂因素可能更为合理。综上研究表明房颤、冠心病与缺血性脑卒中存在因果关系，但进一步对缺血性脑卒中 toast分型后，房颤与心源性卒中相关，与其他亚型卒中无关。在排除混杂因素后，心衰和心肌梗死与缺血性脑卒中不存在因果关系。5.2 其他暴露与心源性卒中的因果关系 除了心脏相关疾病以外，MR 研究还探索了其他与心源性卒中相关的暴露。例如，基因预测的败血症与缺血性脑卒中相关，但仅与心源性卒中有因果关系(OR=1.44，