基于高维统计因果推断方法检验DNA甲基化对饮酒与上皮性卵巢癌的中介效应

摘要

目的：上皮性卵巢癌（EOC）是美国女性因妇科恶性肿瘤导致死亡的主要原因，同时同时也是恶性肿瘤引起美国女性死亡的第五大原因。EOC的早期诊断缺乏成功，及其所带来的大量机体、社会和经济负担，迫切需要研究者们去研究和阐明 EOC的分子基础。关于饮酒与 EOC的关系，相关研究结果还未达成一致，部分研究表明饮用果酒可以减小EOC发生的风险。关于饮酒与DNA甲基化的关系，有研究表明饮酒可引起某些位点DNA甲基化改变，而特异位点DNA甲基化改变是EOC发生的早期步骤，可能参与EOC的发病机制。因此如果EOC相关联的DNA甲基化改变是受饮酒调节的话，就为特异DNA甲基化位点及其位置基因作为靶点在EOC预防和治疗中的作用提供依据。本研究旨在发现特异位点 DNA甲基化改变作为饮酒与EOC间潜在的中介因素。
　　方法：采用高维因果推断检验方法和VanderWeele中介模型检验饮酒、DNA甲基化和EOC三者的统计因果关联。本研究中采用“去稀疏化”Lasso高维检验方法替代因果推断检验（CIT）过程的第二步检验，将高维检验方法和 CIT检验过程相结合应用在表观遗传组学的高维数据分析中。研究对象由Mayo临床卵巢癌研究中196例上皮性卵巢癌病例和202例对照组成。全基因组DNA甲基化数据由398例研究对象外周血白细胞DNA甲基化水平测定。
　　结果：⑴CIT检验过程第一步分析结果表明饮酒与 EOC有关联，OR=0.336，95％CI[0.169,0.651]，P=0.001；第二步分析结果表明控制饮酒变量后，EOC与3,055个CpG位点有关联；第三步分析结果表明控制EOC后，饮酒与61个CpG位点有关联；第四步分析结果表明分别控制2个CpG位点后，饮酒与EOC相互独立。综合四步研究结果，CIT过程共检验出2个CpG位点（cg11016563，cg09358725）作为中介因子，对饮酒-EOC发挥中介效应。⑵采用VanderWeele中介模型对CIT检验结果进行交叉验证后，进一步证实2个CpG位点是重要的中介因子，饮酒通过调节2个CpG位点的甲基化水平继而对EOC产生影响。⑶cg11016563的基因符号为TRPC6，TRPC6基因过表达与EOC的关联已有研究报道。提示TRPC6基因启动子区CpG岛cg11016563位点低甲基化可能通过调节TRPC6基因表达而对EOC产生影响。⑷cg09358725的基因符号为LMO2，本文提示LMO2基因可能与EOC有关联。
　　结论：①发现2个CpG位点作为中介因子，饮酒通过调节其甲基化水平继而对EOC产生影响。提示2个CpG位点可能作为EOC发病机制中新的生物标记物。②TRPC6基因在卵巢癌细胞中的过表达可能受其启动子区 CpG岛上cg11016563位点的低甲基化影响。LMO2基因可能与EOC有关联。③提示统计因果推断过程能有效检验环境因素、表观遗传改变和疾病三者间的统计因果关联。④提示高维检验方法与因果推断检验过程相结合可以改进表观遗传组等高维数据的因果推断过程。

目录

声明

常用缩写词中英文对照表

前言

1 对象与方法

1.1 研究对象

1.1.1 研究人群和饮酒数据

1.1.2 全基因组 DNA甲基化数据

1.1.3 白细胞亚型构成比例数据

1.1.4 其他协变量数据

1.2 研究方法

1.2.1 因果关系

1.2.2 因果推断检验（CIT）方法和“去稀疏化”Lasso高维检验方法

1.2.3 VanderWeele中介模型

2 结 果

2.1 EOC病例与对照组间人口学特征和临床资料分析

2.2 CIT方法分析结果

2.2.1 第一步分析结果

2.2.2 第二步分析结果

2.2.3 第三步分析结果

2.2.4 第四步分析结果

2.3 VanderWeele中介模型分析结果

3 讨 论

4 结 论

参考文献

综述：中介分析与统计因果推断

致谢

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