基于双样本孟德尔随机化探究免疫细胞与不稳定型心绞痛的因果关系

周昱宏1, 李吉旭1, 崔杰2, 孟子恒3, 李伟4, 王振兴1

【作者机构】 1南京中医药大学附属医院心内科; 2山东省莒县中医医院经典科; 3南京中医药大学中医学院; 4山东省泰安市中医医院心内科
【分 类 号】 R541.4
【基    金】 山东省中医药科技面上项目(2020M164)。
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基于双样本孟德尔随机化探究免疫细胞与不稳定型心绞痛的因果关系

基于双样本孟德尔随机化探究免疫细胞与不稳定型心绞痛的因果关系

周昱宏1 李吉旭1 崔 杰2 孟子恒3 李 伟4 王振兴1

1.南京中医药大学附属医院心内科,江苏南京 210029;2.山东省莒县中医医院经典科,山东莒县 276500;3.南京中医药大学中医学院,江苏南京 210023;4.山东省泰安市中医医院心内科,山东泰安 271000

[摘要] 目的 采用双样本孟德尔随机化(MR)探究免疫细胞与不稳定型心绞痛(UAP)的因果关系。方法 利用GWAS数据库,设定免疫细胞为暴露因素,UAP为结局指标,采用逆方差加权法、MR-Egger回归法、加权中位数法和加权模型法进行因果推断,并通过敏感性分析验证结果的稳健性和多效性。结果 免疫细胞与UAP的逆方差加权法显示,CD4+T cell Absolute Count(OR=1.076,95%CI:1.023~1.132,P<0.05)、CD28-CD8+T cell %T cell(OR=1.117,95%CI:1.008~1.239,P<0.05)、CD20 on unswitched memory B cell(OR=1.081,95%CI:1.005~1.163,P<0.05)、CD80 on CD62L+ myeloid Dendritic Cell(OR=1.049,95%CI:1.001~1.099,P<0.05)与UAP发 病呈 正相关;CD4+ CD8+ T cell %T cell(OR=0.850,95%CI:0.723~1.000,P <0.05)和CD25 on IgD+CD38-naive B cell(OR=0.949,95%CI:0.913~0.987,P<0.05)与UAP呈负相关。MR-Egger回归法、加权中位数法和加权模型法支持以上结果。异质性检验、多效性分析和留一法结果显示免疫细胞与UAP的因果关系稳定。结论 不同类型的免疫细胞对UAP的发病存在不同的效应关系,这为UAP的诊断和治疗提供了免疫学视角。

[关键词] 不稳定型心绞痛;免疫细胞;孟德尔随机化;因果关系

《中国心血管健康与疾病报告2024》显示,全国冠心病住院患者达836.8万人次,其中不稳定型心绞痛(unstable angina pectoris,UAP)占比最高(40.0%),其次为未分类型冠心病和稳定型心绞痛[1]。UAP主要病理基础在于冠状动脉粥样硬化斑块的破裂,内皮下基质暴露,触发血小板聚集与血栓形成,导致管腔狭窄[2]。部分可因自主神经紊乱、药物等诱发冠脉痉挛[3]。免疫反应在UAP中发挥重要作用,先天免疫阶段,内皮细胞被激活,炎症细胞被募集至血管壁,形成多种巨噬细胞[4-5]。同时,活化的T淋巴细胞在动脉粥样硬化病变早期大量积累;募集至病变部位的Th1细胞将氧化的低密度脂蛋白识别为抗原,并产生促炎介质[5]。促炎与抗炎的失衡导致斑块破裂,出现胸骨后闷痛等UAP典型症状[6]。孟德尔随机化(Mendelian randomization,MR)利用单核苷酸多态性(singlenucleotidepolymorphism,SNP)作为工具变量,通过GWAS评估暴露与结局的关系[7-8]。本研究运用MR方法探究免疫细胞与UAP的关系,旨在为后续研究奠定基础。

1 资料与方法

1.1 研究设计

本研究采用MR探究免疫细胞与UAP的因果关系,研究须满足:关联性假设、独立性假设和排他性假设。

1.2 数据来源

免疫细胞数据源自欧洲人群的GWAS(https://www.ebi.ac.uk/gwas/,GCST90001391-GCST90002121),时间2020年,涵盖757名撒丁岛人,共731种免疫表型,约2 200万个SNPs。UAP的数据源于欧洲人群,FinnGen数据库(https://www.finngen.fi/en,finn-b-I9_UAP_EXNONE),时间2021年,共纳入7 058例患者和211 734例对照,覆盖16 380 466个SNPs。本研究的数据均源于公开数据库,不需要额外伦理审查。

1.3 筛选工具变量

本研究对SNP执行严格的筛选:初筛阈值设为P<5×10-8,因缺乏足够的SNP,遂将阈值改为P<5×10-6;校正连锁不平衡,窗口10 000 kb,r2<0.001;为排除弱工具变量偏倚,本研究纳入F值≥10的SNP进行分析[9]。随后,剔除回文SNP以避免链不确定性带来的错误,采用MR-PRESSO检验去除离群SNP,确保工具变量不存在水平多效性[10]

1.4 MR分析

本研究主分析采用逆方差加权法(inverse variance weighted,IVW),并以加权中位数法、MR-Egger回归法及加权模型法作为补充。所有统计分析均在R4.3.1中TwoSample MR及MR-PRESSO下完成,结果以OR及95%CI表示。

1.5 敏感性分析

本研究采用基于IVW的Cochran’s Q检验评估异质性,若Q检验P>0.05,提示SNP对因果效应的异质性较低。若MR-Egger回归法的截距项趋近0且P>0.05,提示无水平多效性[11]。研究使用MR-PRESSO进行异常值检验,经10 000次迭代模拟,识别对因果估计影响显著的离群SNP。为进一步保证稳健性,采用留一法交叉验证,逐一剔除单个SNP后重新估计因果效应[11]。IVW对单个SNP效应的评估以森林图呈现;散点图用于展示免疫细胞与UAP的关系;漏斗图用于评估结果的稳健性及异质性缺失[12]

2 结果

2.1 工具变量筛选

本研究针对731个免疫细胞的暴露因素,筛选出与各暴露因素独立相关的SNP,以UAP为结局,并通过剔除水平多效性、弱工具变量及混杂因素的干扰。经过FDR多重检验后,最终匹配到6种免疫细胞表型,共73个SNPs。

2.2 MR分析结果

IVW结果显示,CD4+ T cell Absolute Count(OR=1.076,95%CI:1.023~1.132,P<0.05)、CD28- CD8+ T cell%T cell(OR=1.117,95%CI:1.008~1.239,P<0.05)、CD20 on unswitched memory B cell(OR=1.081,95%CI:1.005~1.163,P<0.05)、CD80 on CD62L+myeloid Dendritic Cell(OR=1.049,95%CI:1.001~1.099,P<0.05)免疫细胞表型与UAP发病呈正相关。CD4+CD8+T cell%T cell(OR=0.850,95%CI:0.723~1.000,P<0.05)和CD25 on CD+CD38- naive B cell(OR=0.949,95%CI:0.913~0.98 7,P <0.05)与UAP发病呈负相关。MR-Egger回归法、加权中位数法和加权模型法支持以上结果。见表1、图1。

图1 免疫细胞与UAP的MR散点图

UAP:不稳定型心绞痛;MR:孟德尔随机化;SNP:单核苷酸多态性。

表1 免疫细胞与UAP的MR分析

注UAP:不稳定型心绞痛;MR:孟德尔随机化;SNP:单核苷酸多态性。

2.3 敏感性分析结果

敏感性分析显示,MR-Egger截距法的截距估计值趋近于0(-0.004 1~0.007 6),不存在水平多效性,同时MR-PRESSO验证结果一致(P>0.05)。IVW与MR-Egger的Cochran’s Q检验均P>0.05,提示异质性影响可忽略。留一法逐一剔除单个SNP后重新估计总体因果效应,未发现任何单个SNP主导结果。见表1、图2~3。

图2 免疫细胞与UAP的MR漏斗图

UAP:不稳定型心绞痛;MR:孟德尔随机化。

图3 免疫细胞与UAP的MR留一法图

UAP:不稳定型心绞痛;MR:孟德尔随机化。

3 讨论

近年来,通过MR分析已揭示特定免疫细胞类型、循环炎症标志物及免疫相关通路基因与冠心病风险之间的因果关联[13-14]。然而关于免疫细胞与UAP的研究上仍存在空白,因此本研究利用MR方法研究免疫细胞与UAP的关系。本研究发现CD4+T cell Absolute Count、CD28-CD8+T cell%T cell、CD20 on unswitched memory B cell和CD80 on CD62L+ myeloid Dendritic Cell可促进UAP的发病。CD4+T细胞通过抗原驱动并维持UAP的慢性炎症,分泌γ 干扰素、白细胞介素-17等细胞因子,促进白细胞黏附与浸润,削弱纤维帽并触发斑块破裂[15]。CD28-CD8+T细胞是终末分化的衰老T细胞亚群,这些细胞产生TNF-α 促炎因子,直接损伤血管内皮,加速动脉粥样硬化进展[16]。CD20 on unswitched memory B cell作为天然免疫-适应性免疫桥梁,其表面CD20高表达可增强B细胞活化,促进自身抗体及补体生成,通过补体级联反应加剧内皮损伤[17]。CD80 on CD62L+myeloid Dendritic Cell则通过CD80分子异常激活促炎性CD28-CD8+T细胞,并借CD62L介导的迁移功能靶向斑块区域,放大NLRP3介导的炎症风暴,共同驱动斑块失稳[18]

本研究结果还显示CD4+CD8+T cell %T cell和CD25 on IgD+CD38-naive B cell对UAP的预后是获益的。CD4+T细胞整体具有促动脉粥样硬化的作用,但耗竭或调节性CD8+T细胞却表现出保护特征[19]。CD8+调节性T细胞可通过高表达PD-1、FasL或颗粒酶直接杀伤抗原呈递细胞,阻断CD4+ T细胞向Th1/Th17极化,并抑制TFH与B细胞的共刺激信号,最终减少致病性免疫球蛋白G产生和斑块炎症,最终减轻患者心绞痛发病[20]。CD25在IgD+B细胞上的表达标志着一个潜在的调节性亚群,该IgD+CD25+B细胞兼具B1a样表型,可分泌抗oxLDL IgM及白细胞介素-10、转化生长因子β,直接抑制巨噬泡沫细胞形成并缩小动脉粥样硬化斑块[21]

然而,本研究也存在一定的局限性:①研究对象的GWAS数据资源有限,难以开展多数据库的验证工作;②本研究基于欧洲数据库进行,因此无法完全排除种族异质性。未来的研究应当拓宽免疫细胞谱系的范围,并且强化转化医学研究,以此推动免疫靶向治疗在UAP实现更大的突破。

综上所述,本研究通过双样本MR方法探索了免疫细胞与UAP的因果关系,最终确定了CD4+TcellAbsolute Count、CD28-CD8+T cell%T cell等促进UAP的发病,CD4+CD8+T cell%T cell和CD25 on IgD+CD38-naive B cell阻止UAP的发病。

作者贡献声明:周昱宏、李伟负责研究概念生成;李吉旭、孟子恒负责数据分析;崔杰负责结果可视化分析;周昱宏负责论文初稿撰写;李吉旭、王振兴负责论文审阅与修订;王振兴负责申请研究资金。

利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。

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Investigating the causal relationship between immune cells and unstable angina pectoris based on two-sample Mendelian randomization

ZHOU Yuhong1 LI Jixu1 CUI Jie2 MENG Ziheng3 LI Wei4 WANG Zhenxing1
1.Department of Cardiology,Affiliated Hospital of Nanjing University of Chinese Medicine,Jiangsu Province,Nanjing 210029,China;2.Department of Classical Chinese Medicine,Juxian Hospital of Traditional Chinese Medicine,Shandong Province,Juxian 276500,China;3.College of Traditional Chinese Medicine,Nanjing University of Chinese Medicine,Jiangsu Province,Nanjing 210023,China;4.Department of Cardiology,Tai’an Traditional Chinese Medicine Hospital,Shandong Province,Tai’an 271000,China

[Abstract] Objective To investigate the causal relationship between immune cells and unstable angina pectoris(UAP)using Mendelian randomization (MR)approach.Methods Using the GWAS database,immune cells were set as exposure factors and UAP as outcome indicators.Causal inference was conducted using the inverse variance weighted,MR-Egger regression method,weighted median method,and weighted mode method,and the robustness and multi-potency of the results were verified through sensitivity analysis.Results The inverse variance weighted of immune cells and UAP showed that CD4+T cell Absolute Count (OR=1.076,95%CI: 1.023-1.132,P <0.05),CD28- CD8+ T cell %T cell (OR=1.117,95%CI:1.008-1.239,P<0.05),CD20 on unswitched memory B cell (OR=1.081,95%CI: 1.005-1.163,P<0.05),and CD80 on CD62L+myeloid Dendritic cell(OR=1.049,95%CI:1.001-1.099,P<0.05)were positively correlated with the onset of UAP.CD4+CD8+T cell%T cell (OR=0.850,95%CI:0.723-1.000,P<0.05),and CD25 on IgD+CD38-naive B cell(OR=0.949,95%CI: 0.913-0.987,P <0.05) were negatively correlated with UAP.The results were further supported by MR-Egger regression method,the weighted median method,and the weighted mode method.A stable causal relationship between immune cells and UAP was supported by the results of heterogeneity,pleiotropy,and leave-one-out analyses.Conclusion Different types of immune cells have different effector relationships on the pathogenesis of UAP,which provides an immunological perspective for the diagnosis and treatment of UAP.

[Key words] Unstable angina pectoris;Immune cells;Mendelian randomization;Causal relationship

[中图分类号] R541.4

[文献标识码] A

[文章编号] 1673-7210(2025)11(c)-0041-06

DOI:10.20047/j.issn1673-7210.2025.33.08

[基金项目] 山东省中医药科技面上项目(2020M164)。

[通迅作者] 王振兴(1964-),男,博士,教授,博士生导师,主任医师;研究方向:中西医结合治疗心血管疾病。

(收稿日期:2025-07-20)

(修回日期:2025-09-16)

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