大规模GWAS研究揭示斜视遗传风险位点并证实母亲吸烟与子代斜视的因果关联

【字体: 时间:2025年08月25日 来源:Nature Communications 15.7

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  本研究通过整合11项欧洲人群GWAS数据(20,464例斜视患者和954,921例对照),首次发现NPLOC4-TSPAN10-PDE6G-FAAP100等7个斜视风险基因位点,并运用孟德尔随机化(MR)证实母亲吸烟可显著增加子代斜视风险(OR=1.05-1.10,P<0.05)。该成果为斜视的早期预防和靶向干预提供了重要依据,发表于《Nature Communications》。

  

眼睛是心灵的窗户,但当这扇窗户出现"错位"——即医学上称为斜视(strabismus)的眼球运动失调疾病时,不仅影响外观,更会导致双眼视觉丧失和弱视。全球约2-5%儿童受此困扰,但其发病机制长期不明。传统观点认为环境因素如母亲孕期吸烟可能致病,但缺乏遗传学证据;先前GWAS研究因样本量小、表型异质性高,仅发现零星风险位点。

为破解这一难题,由QIMR Berghofer医学研究所Weixiong He领衔的国际团队开展了迄今最大规模的斜视遗传学研究。研究人员创新性地采用三层次表型定义:广义斜视(ICD-10 H50)、内斜视(ET,H50.0)和外斜视(XT,H50.1),整合来自英国生物银行(UK Biobank)、芬兰FinnGen等7个数据源的11组GWAS数据,总样本量近百万。通过先进的多组学分析和因果推断方法,不仅揭示了斜视的遗传基础,更首次从遗传学角度证实了环境危险因素的致病机制。

关键技术方法包括:1)基于欧洲人群的GWAS meta分析(UKB、GERA、EstBB等7个队列);2)条件分析排除屈光不正混杂效应;3)双样本孟德尔随机化(TwoSampleMR)评估母亲吸烟(rs16969968为工具变量)和出生体重对斜视的因果影响;4)跨性状遗传相关性分析(LDSC);5)多组织表达数量性状位点(eQTL)定位。

【Meta分析结果】

通过曼哈顿图和QQ图可视化分析:


发现4个广义斜视风险位点(NPLOC4-TSPAN10-PDE6G-FAAP100基因簇、COL6A1等),5个亚型特异性位点(如ET相关CHRNA4、XT相关MAD1L1)。其中NPLOC4基因簇在三种表型中均显著(P<5×10-8),而CHRNA4同时关联广义斜视和ET(OR=1.07)。基因座精细定位显示:


60%位点与吸烟或肺功能相关(如CHRNA4编码尼古丁受体),40%与近视相关(如COL6A1),提示斜视存在双重病理机制。

【孟德尔随机化发现】

采用rs16969968(CHRNA5-CHRNA3-CHRNB3基因簇)作为母亲吸烟的遗传工具变量,发现:

母亲吸烟使子代斜视风险增加5%(OR=1.05,P=0.014),ET风险增加10%(OR=1.10,P=0.022)。出生体重MR分析显示每增加500g仅使ET风险非显著降低2%(OR=0.98),提示低出生体重可能非独立危险因素。与观察性研究对比:


MR结果与Torp-Pedersen等报告的出生体重与斜视关联趋势一致,但效应量更精确。

这项研究通过多中心协作解决了斜视遗传研究的样本瓶颈问题,首次绘制了斜视的分子遗传图谱。其重要意义在于:1)发现NPLOC4等新靶点为药物开发提供方向;2)证实母亲吸烟的因果效应,为孕期保健提供科学依据;3)揭示斜视亚型(ET/XT)存在差异遗传结构,指导精准分型诊疗。研究者特别指出,CHRNA4等吸烟相关基因的发现,暗示尼古丁可能通过干扰胎儿眼球运动神经发育导致斜视,这为环境-基因互作研究开辟了新思路。

未来需在非欧裔人群验证这些发现,并深入探究基因位点如何影响眼外肌神经支配。该成果为理解复杂眼病的发病机制提供了范式,相关数据已通过Zenodo平台共享(10.5281/zenodo.16918155)。

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