肺功能正常向PRISm(保留比率受损肺量测定)转变与心力衰竭风险:血浆蛋白质组学的因果中介作用
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时间:2025年10月14日
来源:Journal of Advanced Research 13
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为解决PRISm(保留比率受损肺量测定)与心力衰竭(HF)因果关联及机制不明的问题,研究人员基于UK Biobank队列开展肺功能转变与HF风险的前瞻性研究,结合孟德尔随机化(MR)和血浆蛋白质组学分析,发现正常-PRISm转变使HF风险升高81%,MR证实PRISm对HF的因果效应(OR=1.488),并鉴定672个蛋白质中介因子(如ADA、FABP4),整体蛋白评分中介效应达59.63%,为HF防治提供新靶点。
在全球心血管疾病死亡率下降的背景下,心力衰竭(Heart Failure, HF)的疾病负担日益凸显,已成为影响约5500万人的重大公共卫生问题。尽管研究表明基线保留比率受损肺量测定(Preserved Ratio Impaired Spirometry, PRISm)——即FEV1/FVC≥0.70但FEV1<80%预计值——与HF风险相关,但其动态转变的临床意义、因果关联及潜在分子机制尚不明确。为解决这一研究空白,Yang Geng等人利用英国生物银行(UK Biobank)大样本队列,结合前瞻性分析、孟德尔随机化(Mendelian Randomization, MR)和血浆蛋白质组学技术,系统探讨了肺功能转变与HF的关联及其生物学基础,研究成果发表在《Journal of Advanced Research》。
为开展本研究,团队主要依托以下关键技术方法:首先,基于UK Biobank中32,202名具有重复肺量测定数据的参与者,采用Cox比例风险模型评估肺功能转变与HF的关联;其次,利用公开GWAS数据库进行两样本MR分析,以逆方差加权(IVW)为主方法验证PRISm与HF的因果关系;最后,借助Olink? Explore 3072平台检测2923种血浆蛋白,通过LASSO回归和中介分析筛选并验证蛋白质中介效应,所有分析均调整多重混杂因素并控制错误发现率(FDR<0.05)。
研究结果部分,作者通过多个维度层层递进揭示科学发现:
在“研究人群特征”中,数据显示,从正常肺功能转变为PRISm的个体更易具有吸烟、肥胖、低社会经济水平等特征,提示该群体存在多重健康风险。
“正常肺功能转变与HF风险的关联”表明,与持续正常肺功能者相比,正常-PRISm转变者的HF风险显著升高(HR=1.814, 95%CI: 1.128–2.919),且该关联在排除早期病例、使用LLN(Lower Limit of Normal)定义和竞争风险模型后仍稳健。
“PRISm对HF的因果效应”部分通过MR分析发现,PRISm对HF存在因果效应(IVW随机效应OR=1.488, 95%CI: 1.040–2.130),Steiger检验支持方向为PRISm→HF,且无明显水平多效性干扰。
“贝叶斯共定位分析”显示PRISm与HF无共享因果变异(PP.H4≤22.99%),表明二者关联可能由多基因协同作用而非单一基因驱动。
“血浆蛋白的中介作用”是研究的亮点:共发现672种蛋白质同时与PRISm和HF显著相关,其中653种呈正向中介效应。例如,腺苷脱氨酶(ADA)和脂肪细胞脂肪酸结合蛋白(FABP4)等蛋白的中介比例最高;整体蛋白评分的中介效应高达59.63%。KEGG富集分析提示这些蛋白主要富集于细胞因子-细胞因子受体相互作用、JAK-STAT信号通路等与免疫炎症和信号转导相关的通路。
研究结论与讨论部分强调,该研究首次证实肺功能向PRISm的动态转变是HF的独立危险因素,且通过MR分析提供了遗传层面的因果证据。更重要的是,研究从蛋白质组水平揭示了PRISm促进HF发生的潜在机制——即通过调控炎症因子、代谢蛋白(如FABP4、ADA)和信号通路(如JAK-STAT)等分子途径间接导致HF。这些发现不仅深化了对肺-心轴疾病机制的理解,也为HF的早期预警和靶向干预提供了新型生物标志物和理论依据。尽管研究受限于欧洲人群和较短随访时间,但其整合多组学与因果推断的分析框架为未来研究树立了范式。
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