全基因组关联研究发现影响血浆神经丝轻链水平的两个位点

摘要

目的：神经丝轻链（Neurofilament light，NFL）是神经丝的主要组成成分，大部分存在于中枢神经系统有髓鞘轴突中。轴突膜损伤可导致轴突中的NFL释放进入脑脊液和血浆,因此在阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease，AD）患者中，脑脊液和血浆NFL的升高一定程度上可表明轴突损伤和神经元退行性变是AD的重要病理改变。血浆NFL作为AD生物学标志物，在AD患者早期阶段开始升高，且随着病程进展其水平不断上升，其对AD诊断准确率与AD核心的脑脊液生物学标志物如总tau蛋白、磷酸化tau蛋白、Aβ42相当。以往利用脑脊液生物学标记物进行全基因组关联研究发现了多个与AD相关的风险基因，因此我们利用血浆NFL作为AD生物学标记物进行全基因组关联性研究，旨在发现新的影响血浆NFL和AD发病风险的基因突变。 方法：本研究包括179名健康对照，176名轻度认知功能障碍患者（mild cognitive impairment，MCI），172名AD患者。研究采用队列来自于ADNI（Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative，ADNI）数据库，所有受试者仅限于符合所有质控条件的非西班牙裔高加索人群。血浆NFL全基因基因组关联性研究采用的是加性遗传模型，即最小等位基因的剂量依赖性效应模型，使用的分析软件为Plink软件。按照以下严格的标准来探索血浆NFL与基因多态性的关系:单核苷酸多态性（SNPs）和参与者的call rate值＞98%，最小等位基因频率（MAF）＞0.20，Hardy-Weinberg平衡测试P＞0.001。我们进一步使用Plink软件分析了影响血浆NFL水平的rs7943454位点与局部脑体积的相关性，采用的模型为线性回归模型。采用单因素方差分析（ANOVA）对连续变量（血浆NFL水平，局部脑体积）的差异进行分析，并采用Tukey多重比较检验进行各组变量之间的两两对比分析。 结果：AD患者血浆NFL浓度较MCI患者及健康对照组均有明显升高（P＜0.001）。MCI患者组的血浆NFL浓度相比健康对照组也有明显升高（P=0.0007）。血浆NFL浓度与脑脊液NFL浓度在AD、MCI和健康对照组中均呈正相关。脑脊液NFL vs血浆NFL：AD（r=0.364，P=0.001），MCI（r=0.560，P＜0.001），健康对照（r=0.471，P＜0.001）。本研究发现位于LUZP2基因的单核苷酸多态性位点rs7943454，其最小等位基因T与血浆NFL浓度升高相关（P=1.39×10-6）；GABRB2基因附近的rs640476，其最小等位基因G与AD患者组和对照组血浆NFL的降低相关（P=6.71×10-6）。进一步分析发现，rs7943454的最小等位基因T可显著增加AD的发病风险（OR=1.547，95%CI=1.018-2.351）。在整个队列随访一年后，通过rs7943454;与脑体积的相关性分析，发现其最小等位基因T能促进右侧颞中回脑体积的萎缩（P=0.0234）。 结论：通过血浆NFL的全基因组关联性研究，我们发现了rs7943454与rs640476与血浆NFL水平相关，其中位于LUZP2基因的rs7943454与AD的发病风险及右侧颞中回萎缩相关。通过基于AD内表型的全基因组关联性研究，我们发现了一个新的与AD发病风险相关的位点rs7943454。

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