本方案描述了一种双样本孟德尔随机化分析流程，旨在利用公开的遗传学汇总数据评估端粒长度是否对甲状腺毒症风险具有因果影响。内容涵盖工具变量选择、数据一致性处理、主要效应估计、敏感性分析，以及可重复的R语言代码，并提供可直接用于绘图的结果输出，以支持透明化报告。
本方案描述了一种双样本孟德尔随机化分析流程，旨在利用公开的遗传学汇总数据评估端粒长度是否对甲状腺毒症风险具有因果影响。内容涵盖工具变量选择、数据一致性处理、主要效应估计、敏感性分析，以及可重复的R语言代码，并提供可直接用于绘图的结果输出，以支持透明化报告。
甲状腺毒症是一种以甲状腺激素过多为特征的内分泌疾病，但其与全身性衰老生物学之间的病因学联系尚未完全明确。端粒长度（TL）反映了细胞衰老和基因组稳定性，并已被认为与多种复杂疾病相关。我们开展了一项两样本孟德尔随机化（MR）研究，以评估遗传预测的端粒长度对甲状腺毒症风险的因果效应。用于TL的遗传工具变量来自一项大规模的欧洲人群全基因组关联研究（GWAS）（n > 470,000）。甲状腺毒症的汇总统计数据取自最新的FinnGen发布版本（≈4,000例病例和>210,000例对照）。主要的逆方差加权分析表明，遗传预测较长的TL与较低的甲状腺毒症风险相关，该效应的方向和大小在多种互补估计方法（MR-Egger、加权中位数/最大似然法、MR-PRESSO和MR-RAPS）中保持一致。敏感性分析未发现定向多效性的证据，异质性通过Cochran's Q检验进行评估。Steiger方向性检验支持从TL到甲状腺毒症的因果路径。
据我们所知，本研究是首批利用当前全基因组关联研究资源评估总体甲状腺毒症风险与端粒长度（TL）之间因果关系的孟德尔随机化分析之一，拓展了既往聚焦于甲状腺功能亢进相关表型的研究证据。这些发现提示，由TL反映的细胞衰老过程可能影响甲状腺毒症的易感性，并为进一步开展关于端粒生物学在甲状腺功能障碍中作用的纵向及机制性研究提供了动力。
甲状腺毒症是一种常见的内分泌疾病，其特征是循环中甲状腺激素水平过高。典型表现包括体重减轻、心动过速、易激惹、焦虑和震颤，严重病例易发生心律失常、心力衰竭和骨量丢失1。尽管临床特征和治疗策略已相对明确，但影响个体间易感性和疾病进展的生物学机制仍不完全清楚。病因包括自身免疫性功能亢进（如格雷夫斯病）、毒性结节、甲状腺炎、外源性激素暴露、药物反应以及肿瘤相关性原因2。在这些不同病因中，免疫激活、氧化应激以及线粒体生物合成异常反复出现，成为连接激素过量与组织损伤及全身并发症的可能机制主题。
端粒长度（TL）是染色体末端的串联重复DNA-蛋白质结构，反映了细胞衰老、复制历史和基因组稳定性。随着细胞分裂，TL会逐渐缩短，而氧化应激和慢性炎症可加速这一过程，这些过程在甲状腺功能障碍中同样显著3,4。较短的TL与心脑血管代谢性疾病、某些癌症以及神经退行性疾病相关5，新兴证据还提示其与肥胖和2型糖尿病等内分泌表型存在关联，这些疾病中激素和免疫-代谢通路与复制应激相互交汇6。鉴于甲状腺激素调控基础代谢率、线粒体功能和增殖信号通路，TL动态变化在甲状腺毒症状态下可能尤为相关，因为全身性高代谢和....
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
本研究采用双样本孟德尔随机化（MR）设计，评估基因预测的端粒长度（TL）是否对甲状腺毒症风险具有因果影响。分析仅使用去标识化的公开可用的全基因组关联研究（GWAS）汇总统计数据，未访问任何个体水平数据。青岛市立医院机构审查委员会认定，由于本分析完全依赖于公开的汇总数据，因此无需进一步审查。所有提供数据的全基因组关联研究在其原始研究方案中均已获得知情同意和伦理批准。本分析通过使用与TL相关的生殖系变异作为无混杂的工具变量，并实施敏感性分析程序以检验多效性、异质性及效应方向，从而最大限度地减少混杂因素和反向因果关系的影响。
数据来源
端粒长度（TL）的暴露数据集来自 IEU OpenGWAS，标识符为 ieu-b-4879，包含约 472,174 名欧洲血统参与者。甲状腺毒症结局数据集来自 FinnGen 联盟，采用 2021 年终点 finn-b-thyROTOXICOSIS，包含 4,142 例病例和 213,693 例对照。这些资源提供了构建单核苷酸多态性（SNP）水平工具、等位基因整合以及使用既定的孟德尔随机化（MR）估计方法评估因果效应所需的效应估计值和标准误。
软件与计算环境
所有分析均在 R（版本 4.3.1）中进行。主要分析软件包为 TwoSampleMR（版本 0.5.7），并结合使用 ieugwasr 以编程方式访....
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
仪器特征与假设检验
从端粒长度全基因组关联研究（GWAS）中，保留了129个全基因组显著且连锁不平衡（LD）独立的工具变量（p < 5×10-8；r2 < 0.001；10,000 kb 窗口）。绝大多数单核苷酸多态性（SNP）的F统计量均超过常规阈值，表明弱工具偏倚的风险有限。通过数据协调去除了意义不明确的回文变异，并对等位基因进行对齐，使暴露和结局效应均指向相同的效应等位基因，从而得到适用于Wald比率构建和合并估计的数据集。
主要因果估计
所有估计值在方向上一致，表明遗传预测的较长端粒长度与较低的甲状腺毒症风险相关。主要的IVW分析结果为OR = 0.689，95% CI 0.564–0.842，p < 1.0×10-3。最大似然估计法得出OR = 0.689，95% CI 0.576–0.823，p < 1.0×10-3。MR-PRESSO（原始）分析结果为OR = 0.689，9.......
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
这项孟德尔随机化（Mendelian randomization, MR）研究提供了证据，表明遗传预测的较长端粒可降低甲状腺毒症的风险19。在逆方差加权法（IVW）、MR-Egger、最大似然法、MR-PRESSO 和 MR-RAPS 多种方法中，方向一致的估计值表明存在稳健的保护性关联，而方向性检验支持端粒长度（TL）→ 甲状腺毒症的因果路径，而非反向因果20。其生物学合理性与端粒在维持染色体完整性和调控细胞寿命中的作用相符。进行性端粒缩短会加速细胞衰老和功能障碍21，而甲状腺毒症的特征则是代谢转换增强和增殖信号上调22。在此高代谢需求状态下，较长的端粒可能缓冲氧化应激并减少DNA损伤，从而维持上皮细胞和滤泡细胞的完整性，并延缓病理性重塑23。类似地，较长端粒与其他年龄相关疾病（包括心血管疾病和某些癌症）风险降低之间的保护性关联，进一步支持了端粒动态在疾病易感性中的系统性作用
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
作者声明不存在竞争性财务利益。
感谢FinnGen联盟提供甲状腺毒症汇总统计数据，以及IEU OpenGWAS团队提供端粒长度汇总数据的托管服务。我们感谢TwoSampleMR及相关R软件包的开发者和维护者在本研究中的贡献。本研究由山东省自然科学基金委员会（项目编号ZR2023QH345）资助。
....访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 1000 Genomes Project | 连锁不平衡（LD）clumping 的参考数据。 | 1000 Genomes Project | - |
| Cochran’s Q statistic | 用于孟德尔随机化（MR）中异质性检验的统计方法。 | N/A | - |
| FinnGen 数据集 | 甲状腺毒症（病例与对照）的全基因组关联研究（GWAS）汇总统计量。 | FinnGen Consortium | 2021 年版本，finn-b-thyROTOXICOSIS |
| IEU OpenGWAS 数据集 | 端粒长度的全基因组关联研究（GWAS）汇总统计量。 | IEU OpenGWAS | 数据集编号：ieu-b-4879 |
| ieugwasr 包 | 用于程序化访问 GWAS 数据的 R 软件包。 | CRAN | 版本 0.1.5 |
| mr.raps 包 | 在工具变量较弱的情况下，用于孟德尔随机化中稳健估计的 R 软件包。 | CRAN | 版本 0.1.2 |
| MR-Egger 回归 | 用于检测方向性多效性的敏感性分析方法。 | N/A | - |
| MR-PRESSO 异常值检验 | 用于识别并校正孟德尔随机化分析中异常值的统计检验方法。 | N/A | - |
| MRPRESSO 包 | 用于孟德尔随机化分析中异常值检测与偏差检验的 R 软件包。 | CRAN | 版本 1.0 |
| R 软件 | 用于所有分析的统计计算与图形环境。 | 统计计算基金会 R Foundation for Statistical Computing | 版本 4.3.1 |
| RadialMR 包 | 用于孟德尔随机化结果径向可视化的 R 软件包。 | CRAN | 版本 1.1.2 |
| TwoSampleMR 包 | 用于进行孟德尔随机化分析的 R 软件包。 | CRAN | 版本 0.5.7 |
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
申请许可以重复使用本 JoVE 文章的文本或图表
申请许可