多族群荟萃分析揭示瘢痕疙瘩新易感位点:整合素信号通路与性别激素调控的跨种群遗传机制

【字体: 时间:2025年08月21日 来源:Nature Communications 15.7

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  本研究通过多族群GWAS荟萃分析(7837例瘢痕疙瘩患者与1,593,009例对照),发现26个显著关联位点(含12个可重复位点),首次揭示非洲人群遗传度高达34%(欧洲6%,东亚21%)。通过S-PrediXcan鉴定出27个基因-组织对(9个位于皮肤/成纤维细胞),阐明整合素信号通路与TGFβ、TP53等癌症/纤维化相关调控因子的核心作用,为理解瘢痕疙瘩的种族差异提供分子基础。

  

瘢痕疙瘩(Keloid)这种超出伤口边界生长的异常瘢痕,不仅是美容问题,更会导致疼痛和功能障碍。有趣的是,深色皮肤人群的发病率显著高于欧洲人群——非裔美国人患病风险是白种人的20倍,这种现象背后隐藏着怎样的遗传密码?尽管过去研究发现了6个相关位点,但样本主要来自欧洲和东亚,对高发人群的遗传探索仍属空白。

这项发表在《Nature Communications》的研究打破了传统局限。团队整合了7个生物样本库资源,包括美国退伍军人百万计划(MVP)和英国生物银行等,构建了迄今最大的多族群分析队列(7837例病例,159万对照)。通过创新的跨种群遗传分析策略,不仅揭示了瘢痕疙瘩在非洲、东亚和欧洲人群中的遗传度差异(34% vs 21% vs 6%),更发现了20个全新易感位点,将已知风险位点数量扩充近5倍。

研究采用三大关键技术:1)基于电子健康记录(EHR)的表型定义,整合ICD-9/10编码实现大规模病例识别;2)多阶段meta分析策略,先分族群(欧洲、非洲、东亚)后整合;3)S-PrediXcan基因表达预测与coloc共定位分析,结合GTEx v8数据库解析功能机制。

主要结果

GWAS多族群荟萃分析结果

在26个全基因组显著位点中,染色体1q42.12的LINC01705区域展现出最强信号(rs10863683,p=1.28×10-29)。该位点在非裔群体中效应值最高(OR=1.41),且通过GPGE分析发现其成纤维细胞表达降低与疾病风险相关。值得注意的是,东亚人群该区域存在独立位点rs11293015(r2=0.046),揭示了种群特异性遗传架构。

祖先特异性分析

非洲人群特有的rs34647667(ITGA11附近)具有显著的人群频率梯度(gnomAD中非裔MAF=0.35 vs 东亚0.04),其CADD评分达21.5分,提示可能影响胶原受体功能。而欧洲人群主导的PHLDA3位点(rs35383942,CADD=24.3)则与肿瘤抑制基因相关,在皮肤组织中表达升高使风险增加2.39倍。

功能机制解析

通过整合GPGE和通路分析,发现9个基因-组织对在皮肤/成纤维细胞中具有调控作用:

  • NEDD4(p=5.90×10-11)通过泛素化调控TGFβ信号

  • ITGA11参与胶原基质重构

  • PHLDA3可能通过BMP2通路影响纤维化进程

讨论与意义

该研究首次系统揭示了瘢痕疙瘩的跨种群遗传差异:非洲人群的高遗传度(34%)与疾病负担相符,而ITGA11等位基因的频率梯度暗示了自然选择可能的作用。发现的整合素信号通路与已知的TGFβ、TP53调控网络交叉,为理解瘢痕疙瘩与子宫肌瘤、Dupuytren病等纤维化疾病的共病机制提供线索。

特别值得关注的是,通过All of Us队列在拉丁裔人群中验证了6个位点,为后续转化研究开辟了新方向。研究者建议未来应重点探索:1)LINC01705在胶原沉积中的非编码调控机制;2)性激素受体ESR1对性别差异的影响;3)地塞米松(当前一线治疗)与遗传风险的交互作用。这些发现不仅推进了对病理性瘢痕的认识,更为开发种族特异性的精准治疗方案奠定了分子基础。

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