缺血性腦卒中與多位點遺傳風險計分的關系

徐華偉

(河南省鶴壁煤業公司總醫院神經內科，河南 鶴壁 458000)

約80%腦卒中為缺血性，主要由于大動脈粥樣硬化和心房顫動引起的栓塞所致〔1,2〕。缺血性腦卒中具有高度的遺傳性〔3,4〕，可能反映一些遺傳特性，最近全基因組關聯研究(GWAS) 顯示，一些基因變異與缺血性腦卒中有關聯〔5〕，或者與某種類型的腦卒中如大動脈卒中有關。此外， GWAS 還發現，多基因區的多重變異與已知的缺血性腦卒中的危險因素如心房顫動、冠狀動脈疾病、高血壓等存在關聯〔5〕。一般而言，觀察結果發現缺血性腦卒中風險增加與個體變異相關， 但是，由于各種族的差異，遺傳變異對缺血性腦卒中的實質性影響尚需更多的研究探討。目前的風險預測模型，主要是基于經典的危險因素，在臨床指導中起著重要的作用。將遺傳風險變異的作用加入多基因位點遺傳風險評分(GRS) 可能有助于風險預測。研究表明應用多基因位點GRS預測冠心病已經獲得有用的效果〔6〕。本研究構建多基因位點GRS系統，探索其與缺血性腦卒中的關系。

1 資料與方法

1.1一般資料 此研究得到醫院醫學倫理學委員會批準，所有參與對象知情同意，選取河南省鶴壁煤業公司總醫院收治的1 780例缺血性腦卒中患者(病例組)及3 200例健康體檢者(對照組)納入研究，觀察缺血性腦卒中與遺傳風險之間的關系。隨訪時間中位數14.5年。對照組隨訪期間共發生缺血性腦卒中事件218例(6.9%)。病例組平均年齡(72.2±12.5)歲，女性863例(48.5%)；對照組平均年齡(72.8±12.6)歲，女性1 456例(45.5%)。兩組一般資料無顯著差異(P>0.05)。

1.2遺傳變異的篩選 研究選擇病因心臟病學會確定的缺血性腦卒中改良危險因素：高血壓、舒張壓、收縮壓、吸煙、1型糖尿病、2型糖尿病、低密度脂蛋白膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇、超重和肥胖、心房顫動、血脂增高、冠狀動脈病變、心肌梗死、酒精濫用、循環性尿酸水平升高、高半胱氨酸血癥等。國際人類基因組研究學會GWAS 目錄30是GWAS 發布的主要來源。

1.3加權方式和危險計分計算 SNPs 的加權根據其估計效應量(β)。對于來源于數量改善研究的SNPs，一般加權為0.1，與比值比(OR)1.105相一致。這被用來作為測量SNPs對各自性狀的影響的不同度量方法。各個危險因素(如高血壓)加權的多基因位點(wGRS)用于計算PLINK33和相加模型的記分函數。利用風險乘以加權的風險基因的等位基因的數目相加，推導出了風險評分。從模型中排除了SNPs與丟失的信息。每SNPs中集的平均分數以分數表示。通過添加 Zscore 轉化 wGRS計算組合的模型 (cGRS)。Zscore用于計算風險等位基因構成 wGRS 變量的數目。

1.4統計學方法 采用SPSS20.0統計軟件進行χ2檢驗、逐步Logistic回歸分析。

2 結 果

2.1個別風險因素的加權 GRS 初步分析缺血性腦卒中個別風險因素(n=16)的wGRS，發現 wGRS與心房顫動、冠狀動脈病變、舒張壓、高血壓、收縮壓顯著相關。OR的點估計1.06～1.09，見表1。

2.2組合風險因素 進一步檢驗16項wGRS的組合與缺血性腦卒中的關系。逐步Logistic 回歸中，由心房顫動、冠狀動脈病變、高血壓、舒張壓等的wGRS產生出 cGRS 共計113種變體顯示與缺血性腦卒中關聯最強(OR=1.07； 95%CI1.04～1.09；P<0.001)。 當將cGRS分為五分位數推導示例時發現風險與五分位數呈線性增加。與第3分位比較(參考)，最高五分位值的缺血性腦卒中風險估計增加1.42 倍 (95%CI1.03～1.95)，而最底五分位數缺血性腦卒中風險為0.35倍(95%CI0.26～0.55)。

2.3預測質量的改進 為了確定cGRS的預測價值，計算并比較cGRS模型對預測質量改進的統計值。 預測能力即某一模型解釋數據集變化的比例，除cGRS外的全部協變量模型為8.06%，僅包含cGRS協變量時為7.56%。因而，cGRS使預測能力改進0.5%。cGRS的c統計量改善兩組樣本均顯著，無論是完全模型〔受試者工作特征的線下面積(AUC)=62.75%〕或是簡化模型(AUC=61.04%，ΔAUC=1.71%;P<0.001) 。

表1 個別危險因素wGRS 結果

3 討 論

本研究發現預測缺血性腦卒中風險的多基因位點GRS中113種常見的變體。無論是來源于臨床樣本的cGRS還是人群對照樣本，在最高五分位值者與最低五分位值者相比，前者缺血性腦卒中風險增加2倍。不過，增加cGRS 的樣本模型預測價值的改善較小。

先前的研究認為與缺血性腦卒中相關的已知危險因素>500種變體，而本研究發現對于心房顫動、冠狀動脈病變、高血壓、收縮壓和舒張壓加權的GRS，與臨床樣本缺血性腦卒中關聯最強。這些危險因素與傳統風險預測模型中最強預測價值的危險因素相匹配〔7,8〕，亦與近期研究中與AF、冠狀動脈病變、高血壓與缺血性腦卒中的個別風險等位基因相關聯〔5〕。多重染色體基因座的多重基因變異可以影響缺血性腦卒中風險，可能是通過已知的風險因素引發。本研究未檢驗cGRS與已經制定的風險計分如腦卒中Framingham風險計分的關系，這主要是由于危險因素信息不完整而難以對比進行。 已經有人推測GRS可能是生活較早期最有作用的因素，因為危險因素表現型的變異結合傳統的危險因素預測計分很有代表特色。

本文方法與其他的多數研究不同的是，考慮了迄今尚無報道其與臨床表現型之間關聯的一些遺傳變異因素，而且這些因素與缺血性腦卒中的已知危險因素之間具有某種聯系。這一現象能夠使人們認真考慮許多遺傳變異因素。這一方法的有效性由本研究發現與收縮壓、舒張壓、高血壓等，其wGRS與缺血性腦卒中顯著相關。不過，對于風險預測的改進作用較小。

綜上，本研究發現來源于已知缺血性腦卒中的危險因素GWAS的多基因座cGRS 與缺血性腦卒中風險顯著相關。最高與最低五分位cGRS的比值比存在實質性的差異。不過，cGRS預測缺血性腦卒中風險的能力及其臨床應用可能存在一定的局限性。進一步改變構建缺血性腦卒中GRS 方法和GRS與危險因素和臨床信息組合，可能會對風險預測結果產生不可低估的影響。