巨噬细胞限制性FOLR2的遗传变异与神经发育及生殖免疫表型相关

《Frontiers in Immunology》：Genetic variation in macrophage-restricted FOLR2 is associated with neurodevelopmental and reproductive immune phenotypes

　　

引言：叶酸受体β（folate receptor beta，FRβ）由FOLR2编码，是一种在单核细胞和巨噬细胞（macrophage）中限制性表达的细胞表面受体，并在母胎界面高表达，但其对人类疾病的遗传贡献尚未被探索。方法：鉴于胎盘巨噬细胞（placental macrophage）在包括抗病毒防御等宿主防御中的重要性，研究人员使用来自两个大型独立电子健康记录关联生物库（BioVU和eMERGE）的170,889名个体的三类FOLR2变异——罕见功能及调控变异、罕见功能编码变异、蛋白改变变异，开展了基因水平表型组关联研究（gene-based phenome-wide association study，PheWAS）。结果：在祖先特异性和跨祖先荟萃分析（meta-analysis）中，研究人员发现FOLR2变异与广泛发育障碍如注意缺陷多动障碍（attention-deficit hyperactivity disorder，ADHD）、妊娠期泌尿生殖道感染（genitourinary infections in pregnancy）、紧张型头痛（tension headache）等表型显著相关（P?<?3.95?×?10-5）；其他提示性关联包括性交痛（dyspareunia）和眼部炎症（ocular inflammation）。讨论：这些发现揭示了此前未被认识的FOLR2变异与人类表型的联系，提供遗传证据表明叶酸受体β可影响神经发育和免疫介导性状；该研究凸显FOLR2作为巨噬细胞相关疾病生物学和生殖免疫学中值得关注候选基因的地位。

论文解读：《Frontiers in Immunology》发表的研究聚焦FOLR2与叶酸受体β生物学空白

研究背景与立项依据

叶酸（folate，维生素B9）支持核酸和氨基酸合成，在妊娠等快速细胞分裂期至关重要。细胞叶酸摄取依赖还原叶酸载体（reduced folate carrier，RFC，由SLC19A1编码）、质子偶联叶酸转运体（proton-coupled folate transporter，PCFT，由SLC46A1编码）以及膜结合糖基磷脂酰肌醇（glycosyl-phosphatidylinositol，GPI）锚定叶酸受体家族。叶酸受体α（FRα，FOLR1）、叶酸受体β（FRβ，FOLR2）、叶酸受体δ（FRδ，FOLR4/Juno）具细胞类型特异性；FRγ（FOLR3）不介导叶酸转运。FOLR2在单核细胞和巨噬细胞中表达极特异，胎盘是人类FOLR2表达最高器官，由胎儿和母体胎盘巨噬细胞强表达。既往全基因组关联研究（genome-wide association study，GWAS）和候选基因研究多关注FRα或MTHFR等叶酸代谢酶，FOLR2在人类疾病中的作用几乎未被系统研究。研究人员前期用CRISPR/Cas9敲除THP-1细胞FOLR2，发现FRβ通过叶酸非依赖机制影响DNA甲基化、基因表达和免疫刺激后炎症反应。由于巨噬细胞参与母胎界面抗病毒防御（Zika、SARS-CoV-2、CMV、HIV），研究人员假设FOLR2可能影响先天免疫、组织炎症和妊娠结局，从而开展本项PheWAS。

主要技术方法与队列

研究人员使用BioVU（范德比尔特大学医学中心电子健康记录生物库）和eMERGE网络（美国多中心电子健康记录关联生物库）中非洲裔与欧洲裔遗传祖先个体。基因型经Illumina Multi-Ethnic Genotyping Array（Mega-ex）等芯片检测，并用TOPMED或HRC参考面板插补（imputation）。FOLR2变异按后果分为罕见功能及调控、罕见功能编码、蛋白改变三类，用Ensembl Variant Effect Predictor注释。表型用Phecode Map v1.2将ICD-9/ICD-10-CM聚合为临床表型组。基因水平检验用SKAT/SKAT-O（序列核关联检验及其最优组合），祖先内与跨祖先用MetaSKAT荟萃。妊娠敏感分析限定有妊娠史女性。校正性别、年龄和10个主成分（principal components，PC）。

研究结果

Study population and gene-based models

研究人员纳入170,889人，约43.2%来自BioVU、56.8%来自eMERGE；两库及总体均女性多于男性，非洲裔人群较欧洲裔年轻。各模型变异数在BioVU多于eMERGE；妊娠史亚组最多13,985人，超半数来自eMERGE，约27%为非洲裔。结论：描述性人群与变异可用性显示后续荟萃具备队列基础。

Dataset and ancestry-specific gene-based PheWAS

研究人员在BioVU和eMERGE内分别做非洲裔、欧洲裔PheWAS。BioVU无多重校正后显著关联，但有提示性关联如非洲裔妊娠期泌尿生殖道感染（功能编码p=9.40×10^-5、蛋白改变p=3.83×10^-4），欧洲裔广泛发育障碍（功能编码p=9.60×10^-5、蛋白改变p=9.03×10^-5）。eMERGE同样无校正后显著，但有非洲裔维生素D缺乏、欧洲裔早产等提示信号。结论：单库单祖先分析产生后续荟萃的候选表型。

Ancestry-specific meta-analyses

非洲裔荟萃中，炎症眼病的罕见功能及调控模型p=6.02×10^-6；性交痛和妊娠期泌尿生殖道感染在功能编码与蛋白改变模型均显著（如性交痛p≈3.59×10^-6、3.88×10^-6；感染p≈3.90×10^-6）。欧洲裔荟萃中，广泛发育障碍在功能编码与蛋白改变模型显著（p<8.45×10^-6）。结论：祖先内荟萃放大了生殖、神经发育和感觉器官相关信号。

Multi-ancestry meta-analyses

跨祖先1,267个表型荟萃中，罕见功能及调控模型下紧张型头痛（p=1.79×10^-5）和未确诊高血压的血压升高读数（p=2.72×10^-5）显著；功能编码与蛋白改变模型中，广泛发育障碍（p≈6.88×10^-6）、ADHD（p≈1.15×10^-4）、妊娠期泌尿生殖道感染（p≈1.34×10^-5）显著。结论：FOLR2罕见变异跨人群支持神经发育、生殖感染和疼痛/血压相关表型联系。

Sensitivity analyses for pregnancy phenotypes

限定妊娠史女性的敏感分析里，非洲裔中妊娠期泌尿生殖道感染与三类模型均显著（p<2.61×10^-4）；欧洲裔中羊膜腔和胎膜问题在罕见功能及调控模型显著（p=2.57×10^-4）；跨祖先中羊膜腔和胎膜问题（p=1.48×10^-5）、妊娠/分娩/产褥期出血（p=5.82×10^-4）、妊娠相关高血压（p=1.71×10^-3）显著，泌尿生殖道感染仍是功能编码/蛋白改变唯一显著表型（p<1.22×10^-4）。结论：妊娠并发症信号在限定女性后更集中指向感染与胎膜/出血/高血压表型。

讨论与结论翻译

讨论部分指出，FOLR2在单核/巨噬细胞及胎盘巨噬细胞高表达，其变异与广泛发育障碍、ADHD、妊娠期泌尿生殖道感染、紧张型头痛、性交痛、眼部炎症等关联，说明叶酸受体β可能经巨噬细胞生物学和母胎界面免疫调节影响人类性状。研究局限包括EHR表型受编码偏差影响、罕见变异统计功效有限、非所有祖先均纳入。

结论部分翻译：这些发现揭示了此前未被认识的FOLR2变异与人类表型之间的联系，提供遗传证据表明叶酸受体β可影响神经发育和免疫介导性状。本研究凸显FOLR2作为巨噬细胞相关疾病生物学和生殖免疫学中一个值得关注的候选基因。