STROKE №3 (39) / 2015
Генетическое сходство между пациентами с различными вариантами ишемического инсульта
School of Medicine and Public Health, School of Biomedical Sciences and Pharmacy, and School of Nursing and Midwifery, University of Newcastle, Australia; Clinical Research Design, IT and Statistical Support Unit, Public Health Research Program, Hunter Medical Research Institute, Newcastle, Australia; Department of Clinical Neurosciences, University of Cambridge, UK; Institute for Stroke and Dementia Research, Klinikum der Universität Mün-chen, Ludwig-Maximilians-Universität, Munich, Germany; Center for Human Genetic Research, Massachusetts General Hospital, Boston, MA; Program in Medical and Population Genetics, Broad Institute of Harvard and MIT, Cambridge, MA; Clinical Trial Service Unit and Epidemiological Studies Unit and Stroke Prevention Research Unit, Nuffield Department of Clinical Neuroscience, University of Oxford, UK; Department of Medicine and Department of Neurology, University of Maryland School of Medicine, Baltimore, MD; Imperial College Cerebrovascular Research Unit, Imperial College, London, UK; Cardiovascular Health Research Unit, Department of Medicine and Department of Epidemiology, University of Washington, Seattle, WA; Institute of Molecular Medicine and Human Genetics Center, the University of Texas Health Science Center at Houston, TX; Department of Cerebrovascular Disease, IRCCS Istituto Neurologico Carlo Besta, Milan, Italy; Department of Neurology, Veterans Affairs Medical Center, Baltimore, MD; Department of Neurology, Rhode Island Hospital, Providence, RI; Departments of Epidemiology, Neurology, and Radiology, Erasmus University Medical Center, Rotterdam, the Netherlands; School of Medicine, University of Adelaide, Australia; Hunter Haematology Research Group, Calvary Mater Newcastle Hospital, Newcastle, Australia; Hunter Medical Research Institute, Newcastle, Australia; Department of Neurology, Mayo Clinic, Jacksonville, FL; Department of Medicine (Geriatrics), University of Mississippi Medical Center, Jackson, MS; Laboratory of Neurogenetics, National Institute on Aging, National Institutes of Health, Bethesda, MD; Group Health Research Institute, Group Health, Seattle, WA; Department of Neurology, Boston University School of Medicine, Boston, MA; Pathology North, NSW Pathology and Department of Neurology, John Hunter Hospital, Newcastle, Australia; Institute of Cardiovascular Research, Royal Holloway University of London (ICR2UL) & Ashford and St Peters Hospital; Division of Clinical Neurosciences, University of Edinburgh, UK; Departments of Neurology and Public Health Sciences, University of Virginia, Charlottesville, VA; Munich Cluster for Systems Neurology (SyNergy), Munich, Germany; and Queensland Brain Institute, The University of Queensland, Australia.
Предпосылки и цель исследования. Несмотря на умеренную наследуемость, фенотипическая гетерогенность ишемического инсульта препятствует открытию каузативных генов, тем самым стимулируя проведение анализа диагностических вариантов при небольших размерах выборки. Мы оценили доказательства общей генетической основы трех основных вариантов инсульта: атеросклероза крупных артерий (АКА), кардиоэмболии и болезни мелких сосудов (БМС) для проведения потенциальных перекрестных анализов вариантов инсульта. Методы. Для проведения анализа использовали полногеномные обобщенные данные 12 389 пациентов с ишемическим инсультом (в т.ч. 2167 случаев АКА, 2405 случаев кардиоэмболии и 1854 случаев БМС) и 62 004 лиц контрольной группы из консорциума Metastroke. Также были доступны данные индивидуальных генотипов 4561 пациента с инсультом и 7094 лиц контрольной группы. Генетические корреляции между отдельными вариантами инсульта изучали с использованием линейных смешанных моделей и оценки полигенных профилей. Для выявления общих аллелей риска провели мета-анализ сочетанного фенотипа АКА-БМС (4021 пациент и 51 976 лиц контрольной группы). Результаты. Высокую генетическую корреляцию выявили между АКА и БМС с использованием линейных смешанных моделей (rg=0,96, СО=0,47, р=9×10-4) и оценки профилей (rg=0,72; 95% доверительный интервал от 0,52 до 0,93). Между АКА и кардиоэмболией и БМС и кардиоэмболией корреляция была умеренной при использовании линейных смешанных моделей, но незначительно отличалась от нуля при использовании оценки профилей. При проведении обобщенного мета-анализа АКА и БМС выявили сильную ассоциацию (р=1×10-7) для однонуклеотидного полиморфизма около гена опиоидных рецепторов μ1 (OPRM1). Выводы. Наши результаты показывают, что АКА и БМС, которые до сих пор считали генетически различными заболеваниями, могут иметь существенный общий генетический компонент. Комбинированные анализы АКА и БМС позволят увеличить мощность исследований для определения аллелей с небольшим эффектом, влияющих на общие патофизиологические процессы.
Ишемический инсульт (ИИ) является сложным заболеванием, на развитие которого оказывают влияние многочисленные клинические, генетические факторы и факторы риска образа жизни. Хорошо известны традиционные факторы риска, такие как артериальная гипертензия, дислипидемия, сахарный диабет и курение, однако генетические факторы, на долю которых приходится до 30–40% риска [1], изучены недостаточно. Несмотря на последние достижения в области генотипирования с высокой пропускной способностью, прогресс в области открытия гена ИИ развивается медленно из-за технического характера регистрации случаев ИИ и его этиологической гетерогенности. Последнее обусловливает патофизиологические различия и подразумевает наличие генетических различий между пациентами, что затрудняет выявление генов предрасположенности к ИИ.
Для облегчения диагностики и клинического ведения были разработаны схемы классификации ИИ на диагностические варианты [2, 3]. К основным вариантам относятся атеросклероз крупных артерий (АКА), кардиоэмболия и болезнь мелких сосудов (лакунарный ИИ, БМС). При использовании этой достаточно фенотипически однородной категоризации в исследованиях полногеномных ассоциаций (ИПГА) выявили несколько генетических ассоциаций, характерных для отдельных вариантов ИИ [4–7]. В отличие от этого при более обобщенном определении ИИ были выявлены только 2 значимые полногеномные ассоциации [8, 9], несмотря на использование выборок с 5-кратным увеличением размера. Мощность исследования ассоциации заключается в равновесии между размером выборки и размером эффекта локуса риска, при этом генетическая однородность оказывает влияние на показатели размера эффекта. На сегодняшний день ИПГА ИИ были сосредоточены на отдельных вариантах инсульта, что привело к уменьшению размера выборок и снижению мощности некоторых локусов при наличии общей генетической основы между вариантами ИИ [10].
Цель настоящего исследования заключалась в изучении генетических корреляций между тремя основными вариантами ИИ с использованием данных ИПГА отдельных пациентов и обобщенных статистических показателей мета-анализа международного консорциума по генетике инсульта [6, 7] и консорциума Metastroke [5]. Генетические корреляции изучали с использованием двух различных методов: линейные смешанные модели (ЛСМ) [11] и оценка полигенных профилей [12].
МЕТОДЫ
Источники данных
В исследование Metastroke включили 15 отдельных исследований с участием 12 389 пациентов с ИИ и 62 004 лиц контрольной группы европеоидной расы (таблица I в дополнительных данных on-line). Детали проведения этих 15 исследований, в т.ч. методы генотипирования, фенотипирования и демографические данные участников были подробно описаны ранее [5]. Пациенты и лица контрольной группы не участвовали в проведении каких-либо исследований, что было подтверждено данными генотипирования. Случаи инсульта классифицировали по вариантам с использованием системы TOAST [2], при этом идентифицировали 2167 случаев ИИ на фоне АКА, 2405 случаев кардиоэмболии и 1854 случаев БМС; у остальных пациентов был другой, неопределенный или криптогенный генез ИИ. В каждом исследовании определяли генотип пациента с использованием стандартизированных панелей HapMap Phase 2 или 1000 Genomes, соответствующие дополнительным моделям логистической регрессии для всех однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП), и представили регрессионные статистические данные для ИИ и его вариантов (по возможности). Также были доступны данные ИПГА отдельных пациентов в трех крупнейших выборках консорциума Metastroke: 2 из Wellcome Trust Case Control Consortium 2 Study (Великобритания и Мюнхен) [6] и Australian Stroke Genetics Collaborative [7], которые генотипировали с использованием панелей Illumina с аналогичным содержанием. Все исследования были одобрены соответствующими комитетами по этике, и участники дали письменное информированное согласие.
Линейные смешанные модели
Данные о генотипах из трех выборок с данными отдельных пациентов объединили для получения единого набора данных с помощью программного обеспечения PLINK [13]. Соблюдая строгий контроль качества удалили ОНП, которые не генотипировали во всех выборках, с >0,5% недостающих данных, значением р Харди-Вайнберга <0,05, частотой минорных аллелей <1% или дифференциальным пропуском (р<0,05) между выборками. Мы исключили выборки с >1% недостающих данных и одно из каждой пары с абсолютным значением полногеномного сходства >0,05 [14]. Основные компоненты происхождения рассчитали в обобщенной выборке после трех повторений анализа главных компонентов с удалением резко отклоняющихся значений (>5 стандартных отклонений от среднего на PC1-5) [15].
Наследственность и генетические корреляции (rg) между подтипами оценивали с использованием ЛСМ [14] с внесением поправок на 20 главных компонентов. Статистику отношения правдоподобия применяли для проверки значимого отклонения показателей от нуля. Показатели наследуемости были преобразованы в шкалу ответственности, предполагающей распространенность заб...
