连锁不平衡评分回归揭示肝细胞癌与临床相关性状的遗传相关性

本研究运用连锁不平衡评分回归（LDSR）技术，系统分析了非病毒性肝细胞癌（HCV-negative HCC）与901项临床及流行病学性状的遗传相关性，揭示了其与肝损伤标志物（ALT、GGT）、代谢紊乱相关脂肪性肝病（MASLD）及社会行为因素间的显著遗传关联，为HCC病因学研究和早期风险预测提供了重要遗传学依据。

　　

1 引言

肝细胞癌（HCC）是全球癌症相关死亡的重要原因，其发病机制涉及环境与遗传因素的复杂交互。随着非病毒性肝病患病率的增加，HCC死亡率持续上升。全基因组关联研究（GWAS）已鉴定出多个与HCC发展相关的遗传变异，尤其是非病毒性HCC中遗传因素的作用更为显著。本研究利用连锁不平衡评分回归（LDSR）方法，深入探讨了HCV阴性HCC与多种流行病学、行为学和临床性状之间的遗传相关性，为HCC的病因学研究提供了新的视角。

2 材料与方法

研究基于先前发表的HCC摘要统计数据，包括1872例HCC患者和2907例欧洲血统对照的GWAS数据。所有HBV阳性患者被排除，重点关注HCV阴性亚组（1134例病例和2319例对照）。从英国生物银行（UKBB）获取了901个性状的摘要级数据，涵盖酒精行为、血液和尿液检测结果、身体阻抗测量、饮食、教育智力、就业、家族史、生活方式因素、医疗状况、药物治疗和吸烟行为等。数据经过协调和质控，筛选出频率大于0.01的次要等位基因频率（MAF）、imputation质量INFO评分大于0.9的SNP，并去除不在HapMap3中的SNP，最终共有1,073,880个SNP用于LDSR分析。

LDSR利用全基因组连锁不平衡（LD）模式，通过回归SNP z分数的乘积与每个SNP的LD评分，计算性状间的遗传相关性（r_g）和观察尺度遗传率（h2_obs）。为控制多重比较，采用Benjamini-Hochberg错误发现率（FDR）校正，显著性阈值设定为p≤8.02×10^-3（FDR 5%），名义显著性为p≤5×10^-2。

3 结果

3.1 病毒状态不同的HCC表现出差异化的观察尺度遗传率

HCV阴性HCC的观察尺度遗传率为0.20±0.16，而总体HCC和HCV阳性HCC的遗传率分别为-0.0246±0.0958和-0.0232±0.1102，表明HCV阴性HCC具有显著的遗传贡献，因此后续分析聚焦于此亚组。

3.2 血液和尿液性状与HCV阴性HCC的遗传相关性

血液和尿液生物标志物与HCV阴性HCC存在显著正遗传相关性。丙氨酸氨基转移酶（ALT）和γ-谷氨酰转移酶（GGT）的r_g分别为0.42和0.36，均为FDR显著。其他正相关标志物包括糖化血红蛋白（r_g=0.23）、血红蛋白浓度（r_g=0.18）、葡萄糖（r_g=0.21）、网织红细胞计数（r_g=0.37）、尿酸（r_g=0.20）、甘油三酯（r_g=0.22）、红细胞计数（r_g=0.13）和尿钠（r_g=0.30）。负相关见于高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C，r_g=-0.25）和载脂蛋白A（r_g=-0.22）。

3.3 酒精摄入和吸烟行为与HCV阴性HCC的遗传相关性

酒精消费模式显示，每周啤酒和苹果酒摄入量（r_g=0.26）及烈酒摄入量（r_g=0.21）与HCC风险正相关，而香槟和白葡萄酒摄入量（r_g=-0.36）呈负相关。当前饮酒状态与HCC负相关（r_g=-0.28），但UKBB队列中91.9%参与者为当前饮酒者。吸烟行为中，当前烟草吸烟（r_g=0.27）和既往每日吸烟数量（r_g=0.35）与HCC风险正相关，无吸烟史（r_g=-0.19）和戒烟年龄（r_g=-0.35）则呈负相关。

3.4 医疗状况和药物与HCV阴性HCC的遗传相关性

多种医疗状况与HCV阴性HCC存在正遗传相关性，包括糖尿病（r_g=0.37）、高血压（r_g=0.25）、慢性缺血性心脏病（r_g=0.30）和心绞痛（r_g=0.27）。药物治疗方面，二甲双胍（r_g=0.40）、辛伐他汀（r_g=0.36）、阿司匹林（r_g=0.32）和氨氯地平（r_g=0.28）等与HCC风险正相关，支持代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）在HCC发病中的重要作用。

3.5 教育就业相关性状与HCV阴性HCC的遗传相关性

教育程度与HCC风险负相关，获得大学学位（r_g=-0.35）、专业资格（如护理或教学，r_g=-0.22）、流体智力评分（r_g=-0.21）和完成全日制教育年龄（r_g=-0.38）均显著降低遗传风险。就业因素中，轮班工作（r_g=0.37）、重体力劳动（r_g=0.29）和主要涉及行走或站立的工作（r_g=0.26）与HCC风险正相关。

3.6 排除酒精相关基因位点的敏感性分析

为减弱酒精消费的遗传贡献，研究排除了酒精相关基因组区域（±500 kb内的SNP）后重新进行LDSR分析。结果与主要分析定性相似，但遗传相关性估计值置信区间增大，假设检验p值普遍变得不显著，表明酒精相关位点可能通过多效性影响其他性状与HCC的遗传关联。

4 讨论

本研究通过LDSR全面评估了HCV阴性HCC与901项UKBB性状的遗传相关性，揭示了其与肝损伤生物标志物、代谢紊乱疾病、酒精烟草使用及社会经济因素间的显著遗传关联。血液生物标志物如ALT和GGT的强正相关验证了肝损伤在HCC中的核心作用，而其他标志物如网织红细胞计数和尿钠的关联提示了新的研究方向。

酒精消费类型的遗传相关性差异可能受社会经济地位（SES）混淆，啤酒和烈酒消费与低SES相关，而葡萄酒消费与高SES相关。这一发现强调了在评估酒精与HCC关系时考虑消费模式和社会经济背景的重要性。

医疗状况和药物的正遗传相关性支持MASLD及其并发症（如糖尿病和高血压）在HCC发病中的共享遗传架构。教育程度的负相关可能与SES和健康行为有关，低教育水平往往伴随较差的医疗资源获取和不健康生活方式。

研究的局限性包括LDSR无法估计因果效应，需后续孟德尔随机化（MR）分析验证；血液和尿液性状的高日间变异性需独立研究验证；样本主要限于欧洲血统，限制了结论向其他人群的推广。

总之，本研究提供了HCV阴性HCC与多类性状的遗传关联图谱，为后续病因学研究和早期风险预测奠定了遗传学基础。发现的血液生物标志物应进一步探索其作为HCV阴性个体HCC发展预测指标的潜力。