《Genes》：GWAS-by-Subtraction Resolves Coronary Artery Disease-Related and Model-Defined Residual Genetic Components of Ischaemic Stroke
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背景与目的：任意缺血性卒中（AIS）与冠状动脉疾病（CAD）之间的遗传重叠会掩盖与冠脉风险关联较弱的关联信号。研究人员旨在将冠脉共享的遗传效应与AIS残差遗传效应分离。方法：研究人员将GWAS-by-Subtraction应用于GIGASTROKE AIS与U
背景与目的：任意缺血性卒中（AIS）与冠状动脉疾病（CAD）之间的遗传重叠会掩盖与冠脉风险关联较弱的关联信号。研究人员旨在将冠脉共享的遗传效应与AIS残差遗传效应分离。方法：研究人员将GWAS-by-Subtraction应用于GIGASTROKE AIS与UK Biobank/CARDIoGRAMplusC4D CAD汇总统计量。采用Cholesky模型将CAD相关共享组分（F1）与模型定义的AIS残差组分（F2）分离。研究人员检验了模型顺序、因子协方差、人群患病率、CAD输入、LD参考及样本量参数，随后利用FUMA、SuSiE-RSS、遗传相关、MAGMA、SMR/HEIDI及靶向共定位对位点进行刻画。结果：AIS与CAD的遗传相关为0.490。F1与F2的SNP遗传力分别为0.0251与0.00414，F2包含14个FUMA位点。F2 Z分数在协方差（最小r=0.994）、患病率（最小r=0.998）及替代CAD分析（r=0.984）中保持相关。反向排序导致源性状信号重分配。在rs974819处，T等位基因与CAD正关联、与边际AIS负关联，产生模型衍生的CAD-AIS不一致F2关联。源性状共定位显示NBEAL1、PHACTR1和PDGFD信号存在于一个或两个输入性状分析中，而F11蛋白信号与AIS和F2对齐。在潜在重叠的FinnGen交叉实现分析中，全部13个F2主导变异方向一致。在重叠卒中亚型分析中，F2与心源性栓塞性卒中对齐更强。结论：GWAS-by-Subtraction解析出一个模型定义的AIS残差组分，该组分在协方差、患病率及CAD输入设定下均稳定，支持在建模共享冠脉架构后对AIS遗传效应采取基于组分的视角。
研究背景：2021年全球卒中致730万死亡，缺血性卒中（AIS）占多数发病事件，其涵盖大动脉粥样硬化、心源性栓塞与小血管病等异质机制。AIS全表型GWAS统计效能高，但汇总了部分重叠的机制信号；冠状动脉疾病（CAD）与之共享血脂、血压、炎症、血栓与动脉壁生物学架构，常规AIS GWAS因此混合了经CAD相关心肺代谢架构作用的变异与脱离冠脉疾病的效应，无法区分哪些关联追踪共享冠脉风险、哪些在建模后留存。基因组结构方程模型（Genomic SEM）框架下的GWAS-by-Subtraction可对目标表型做基于多变量遗传协方差的组分划分，故研究人员开展本研究以分离AIS中CAD共享组分与残差组分。论文发表于《Genes》。
主要关键技术方法：研究使用GIGASTROKE欧洲祖源AIS汇总统计量（GCST90104540，62100例/1234808对照）与van der Harst和Verweij欧洲祖源CAD元分析（GCST005194，122733例/424528对照）为主输入，以Aragam等2022 CAD作敏感性替换；LD参考为1000 Genomes Phase 3欧洲样本，限定常染色体HapMap3变异（MAF≥0.01）。核心方法为Genomic SEM v0.0.5两因子Cholesky分解（F1荷载CAD与AIS，F2仅荷载AIS，F1–F2协方差固定为0），多变量LD得分回归（LDSC）估遗传相关与SNP遗传力；下游依次用FUMA定义位点、SuSiE-RSS基于签名LD精细作图、MAGMA做基因与组织富集、SMR/HEIDI整合GTEx v8 cis-eQTL、近似贝叶斯因子共定位（coloc）比对源性状与因子；并在FinnGen R13中重实现同一减法结构做交叉队列一致性检验。
研究结果：
3.1 GWAS-by-Subtraction Separated Two Heritable AIS Components：AIS–CAD遗传相关0.4898。F1 SNP遗传力0.02509，F2为0.004144；F1显著变异2278个，F2为96个。F1–F2协方差在?0.2至0.2网格内，F2 Z分数与正交主模型相关0.9943–0.9987；患病率3×3网格下Z相关0.9982–1.0000；反向排序得AIS先行共享构型R1（156显著）与残差CAD构型R2（579显著），证实F2依赖CAD先行设定。
3.2 An Alternative CAD GWAS Preserved the Sentinel F2 Signals：换用Aragam CAD后AIS–CAD rg=0.5072，F2显著变异112个，6个预设哨兵变异（含rs974819）方向一致且全基因组显著，rs974819的F2 p值由1.16×10?8增至5.63×10?10，14个冻结FUMA位点不变。
3.3 FUMA Identified 14 Risk Loci for F2：F2得24独立显著SNP、14主导SNP、14风险位点、1085候选SNP、42位置映射基因；最强信号rs35212307（2q33.1，p=1.24×10?18），另含纤维蛋白原簇、FOXF2、PHACTR1、GRK5、SH2B3；12个位点与既往卒中高LD重叠，rs974819为无卒中先例的新F2信号但位于已知CAD区。
3.4 Fine-Mapping Resolved Several F2 Loci but Not Rs974819：14个位点SuSiE-RSS均收敛；13个位点获纯度合格95%可信集，其中FOXF2附近rs12524544、PHACTR1 rs9349379、GRK5附近rs10886430、16q24.2 rs12445022为单变异可信集；FGA/FGG为双变异集（rs6825454 PIP=0.913），F11/KLKB1为五变异集（rs2289252 PIP=0.594）；rs974819区域未达纯度标准（最高PIP=0.390）。换UKBB LD参考后NBEAL1、FGA/FGG、PHACTR1、rs974819/PDGFD首位SNP一致，F11/KLKB1首位切换且无可信集。
3.5 rs974819 Marked a CAD-Discordant F2 Association at 11q22.3：T等位基因在CAD中β=0.0614（p=1.12×10?28），在GIGASTROKE AIS中β=?0.0282（p=5.17×10?4），F1 β=0.121、F2 β=?0.162；FinnGen中方向同（卒中β=?0.0414，CHD β=0.0505，F2 β=?0.195）。Catalog检索与8个卒中数据集±500 kb扫描均无卒中先例，Aragam CAD阳性对照该区353显著变异。该信号为模型衍生的CAD–AIS不一致关联，非AIS保护效应。
3.6 The F2 Locus Architecture Was Concordant in the FinnGen Subtraction Construct：FinnGen R13重实现F2 SNP遗传力0.00805；13个可匹配主导SNP方向全部一致（精确二项p=2.44×10?4），10个p<0.05、9个p<0.001；rs974819 FinnGen F2 β=?0.195（p=7.23×10?10）。因FinnGen向GIGASTROKE欧洲元分析贡献8851例/174426对照，归为潜在重叠样本下的交叉实现一致性。
3.7 F1 and F2 Showed Distinct Genetic Correlation Profiles：九性状联合LDSC对比（Δ=rg(F2)?rg(F1)）经BH校正显著者：甘油三酯（F1 0.324 vs F2 0.051，Δ=?0.273）、CES心源性栓塞卒中（F2 0.851 vs F1 0.269，Δ=0.583）、HDL（F1更负）、SBP（F1更强正）、SVS（边界探索）。AF次级分析两因子皆正（rg(F1,AF)=0.243，rg(F2,AF)=0.307），Δ不显著（p=0.230）。
3.8 Functional Analyses Linked F1 to Lipid-Arterial Biology and F2 to Coagulation-Related Loci：MAGMA中F1有242显著基因、7个GTEx组织（冠脉、主动脉、胫动脉等）显著，32个基因集（LDL/HDL/甘油三酯）；F2有13显著基因含FGA、FGG、F11、KLKB1、CYP4V2、NFE2等，无组织/基因集过Bonferroni。S-LDSC仅F1胫动脉过FDR。配对错N（1,296,908→236,506）局部MAGMA结果完全不变。
3.9 Strict SMR and HEIDI Analyses Prioritised Two Arterial Expression Signals for F2：严格阈值（p(SMR)<8.149×10?7且p(HEIDI)>0.01）下F2留5个动脉组织–基因关联：NBEAL1在胫动脉/主动脉/冠脉、PHACTR1在胫动脉/主动脉，无脑表达通过。
3.10 Colocalisation Supported Shared Local Regulatory Signals at Selected F2 Loci：源性状共定位中NBEAL1主动脉eQTL对AIS/CAD/F1/F2均高PP4（0.962–0.987）；PHACTR1胫动脉eQTL对CAD/F1/F2 PP4≈1、对AIS仅0.005；PDGFD主动脉eQTL对CAD/F1/F2 PP4=0.994、对AIS 0.307；F11蛋白水平对AIS/F2 PP4=0.999/0.994、对CAD/F1可忽略；FGA/FGG与纤维蛋白原蛋白为异信号（PP3>0.99999998，PP4=3.78×10?9）。
讨论总结：研究人员指出F1回收广泛CAD多基因与心肺代谢架构（强甘油三酯/SBP正、HDL负相关、动脉组织富集），F2在建模后留存且稳定于协方差/患病率/CAD输入敏感分析，反向排序证实其依赖CAD先行设定。F2更强对齐CES、含FGA/FGG/F11/KLKB1等凝血基因、F11蛋白共定位偏向AIS/F2，契合心源性栓塞而非冠脉粥样硬化主导分支。rs974819为例证：T等位基因CAD升险、AIS降险，减法后显形，细作图未纯化但PDGFD主动脉eQTL与F2共定位强。FinnGen重实现方向一致但因队列重叠限于交叉实现一致性。组织富集未孤立F2专属组织，视为分布跨越血管/止血/心/脑小血管。NBEAL1与PHACTR1动脉SMR/共定位最稳。局限含欧洲祖源、Cholesky顺序依赖、FUMA仅位置映射、SuSiE受HapMap3限制、共定位单因果假设。
结论翻译：GWAS-by-Subtraction将高度多基因的CAD相关组分与较小但可遗传的模型定义AIS残差组分分离。F2在协方差、患病率与CAD输入敏感设定下均稳定，而反向排序量化了其对CAD先行设定的依赖。对齐的rs974819效应暴露出CAD–AIS不一致关联而非AIS保护效应。源性状共定位显示若干调控信号承自一个或两个输入，而F11蛋白信号与AIS及F2对齐。综上，结果支持在建模共享冠脉架构后对AIS遗传效应采取基于组分的视角。
