对人类血浆蛋白质组进行全面孟德尔随机化分析，以识别特发性震颤的潜在药物靶点

《Medicine》：Comprehensive mendelian randomization analysis of human plasma proteome to identify potential drug targets for essential tremor

特发性震颤血浆蛋白因果关联研究通过多方法分析发现6个候选蛋白，其中ATOX1、HABP4和LARGE经共定位和Phe-MR验证与ET存在因果关联，且未发现显著副作用。

　　本研究旨在通过系统分析血浆蛋白组，探索与原发性震颤（Essential Tremor, ET）相关的潜在蛋白质标志物和治疗靶点。ET是一种以震颤为主要临床表现的常见神经系统疾病，其特征是姿势性或运动性震颤，频率通常在4到12赫兹之间，主要影响上肢。随着病情的发展，震颤可能扩展至头部、面部、下颌、躯干、下肢以及发声肌群。除了震颤，ET患者还可能表现出认知功能障碍、焦虑、抑郁和睡眠障碍等非运动性症状。ET的发病率约为1.33%，并且随年龄增长而增加，65岁以上人群的发病率可高达5.79%。尽管已有大量研究探讨ET的发病机制，但其确切病因仍未完全明确，可能涉及遗传、衰老和环境等多种因素的共同作用。目前的治疗手段主要包括非选择性β受体阻滞剂和抗惊厥药物，但这些药物仅能减少震颤严重程度的一半，且非药物治疗如深部脑刺激、射频丘脑切术和磁共振成像引导的聚焦超声丘脑切术等方法虽有效，但属于侵入性操作，存在长期副作用的风险。因此，开发新的、非侵入性的生物标志物和治疗靶点对于改善ET的临床管理具有重要意义。

为了识别可能的治疗靶点，研究人员整合了血浆蛋白组的遗传变异数据与ET的全基因组关联研究（GWAS）数据。具体而言，研究团队从7项已发表的血浆蛋白组全基因组关联研究中获取了4853种血浆蛋白的蛋白质定量性状位点（pQTLs）数据。这些数据被用作遗传工具变量，用于评估这些蛋白质与ET之间的因果关系。通过两样本MR分析，研究人员识别出6种可能与ET风险相关的蛋白质：抗氧化1铜转运蛋白（ATOX1）、碳酸酐酶3（CA3）、羰基还原酶3（CBR3）、糖蛋白NMB（GPNMB）、透明质酸结合蛋白4（HABP4）和LARGE糖基转移酶。进一步的Bayesian共定位分析表明，ATOX1、HABP4和LARGE与ET存在显著的共定位关系，表明这些蛋白质的遗传变异可能在ET的发病机制中发挥关键作用。此外，通过表型全基因组MR（Phe-MR）分析，研究人员评估了这些候选蛋白质在其他疾病中的潜在副作用，结果表明它们并未显示出与任何疾病或表型之间有显著的关联。

在研究方法上，团队采用了多种分析手段以确保结果的可靠性。首先，基于血浆蛋白组的MR分析通过Wald比率方法或逆方差加权方法，对单个工具变量和多个工具变量的蛋白质进行了因果效应评估。随后，SMR分析和HEIDI测试用于进一步验证这些蛋白质与ET之间的因果关系。SMR分析通过比较不同疾病的GWAS数据，评估候选蛋白质在ET中的潜在因果效应，而HEIDI测试则用于检测是否存在由遗传连锁而非真正的因果关系导致的异质性。研究还采用Bayesian共定位分析，以排除因遗传连锁带来的混淆因素。该分析通过计算不同假设下的后验概率，确定是否存在共享的因果变异。对于所有候选蛋白质，其共定位分析的后验概率均高于0.5，表明它们与ET之间存在显著的因果关联。

为了确保研究结果的稳健性，研究人员还进行了多种敏感性分析，以评估MR结果的异质性和水平多效性（horizontal pleiotropy）。异质性分析通过Cochran Q检验，以判断不同工具变量之间是否存在不一致的结果。水平多效性分析则通过MR-Egger截距检验，以评估是否存在某些工具变量对多个表型产生影响。此外，研究团队还采用了FDR（false discovery rate）调整方法，以控制多重假设检验带来的假阳性风险。所有分析均使用“TwoSampleMR 0.5.8”软件包进行，确保了方法的可重复性和结果的准确性。

研究结果表明，这些候选蛋白质的遗传水平与ET风险之间存在显著的因果关系。其中，ATOX1、HABP4和LARGE的遗传水平与ET风险呈正相关，意味着这些蛋白质的增加可能提高ET的发生概率；而CBR3、GPNMB和CA3的遗传水平则与ET风险呈负相关，表明它们的减少可能增加ET的风险。这些发现为ET的分子机制提供了新的视角，并为未来开发新的治疗策略提供了潜在的靶点。

在讨论部分，研究团队指出，尽管ET的治疗已有一定进展，但现有疗法仍存在诸多局限性。例如，β受体阻滞剂和抗惊厥药物的效果有限，而侵入性治疗手段则可能带来长期副作用。因此，探索新的治疗靶点和生物标志物具有重要的临床意义。此外，研究团队还强调了这些候选蛋白质的生物学功能及其在ET中的潜在作用。例如，ATOX1作为一种铜转运蛋白，参与维持细胞内铜的稳态，并与氧化应激的调控密切相关。研究表明，ATOX1的表达水平降低可能与ET风险增加相关，这为理解ET的神经退行性机制提供了新的线索。HABP4则是一种与透明质酸（HA）结合的蛋白质，其在RNA代谢和转录调控中发挥作用，同时与GABA系统异常有关。GABA是中枢神经系统中的主要抑制性神经递质，其功能障碍与ET的发生密切相关。因此，HABP4可能通过影响GABA的代谢或功能，进而与ET风险相关。LARGE蛋白则属于N-乙酰葡糖胺转移酶家族，主要在大脑中高表达，特别是在海马体中。它在糖基鞘脂的合成中起着关键作用，其功能异常可能导致严重的神经发育问题，如肌营养不良和中枢神经系统疾病。研究发现，LARGE的表达水平增加与ET风险上升相关，这可能与其在神经退行性症状中的作用有关。

研究的局限性也得到了充分讨论。首先，所使用的GWAS和pQTL数据均来自欧洲人群，这可能限制了研究结果在其他族群中的适用性，尤其是亚洲人群，因为ET在该人群中较为常见。因此，未来的研究需要纳入多族群的数据，以验证这些关联是否具有普遍性。其次，尽管研究团队进行了多种敏感性分析，但无法完全排除水平多效性或遗传连锁带来的潜在偏差。此外，研究仅考虑了等位基因频率超过1%的常见单核苷酸多态性（SNPs），而忽略了可能对ET产生重要影响的罕见变异。因此，未来的研究可以利用全外显子组或全基因组测序数据，以探索这些罕见变异在ET中的作用。最后，尽管研究发现了这些候选蛋白质的潜在因果关系，但需要进一步的实验验证以明确其在ET发病机制中的具体作用。

综上所述，这项研究通过整合血浆蛋白组数据与ET的GWAS数据，揭示了与ET风险相关的六种蛋白质，并进一步确认了其中三种蛋白质（ATOX1、HABP4和LARGE）与ET之间的因果关系。这些蛋白质可能成为ET的生物标志物或潜在治疗靶点，为未来的研究提供了重要的理论基础。然而，研究结果仍需通过更多的实验验证和跨族群研究加以确认，以确保其在临床中的广泛应用。此外，随着基因组学和蛋白质组学技术的不断发展，未来的研究可以更全面地探索ET的分子机制，并为个体化治疗策略的制定提供更精准的依据。