Eine Mendelsche Randomisierungsstudie zu Immunzellmerkmalen und Plasmametaboliten bei Hashimoto-Thyreoiditis

Zusammenfassung

Mit zweistichprobigen Mendelschen Randomisierungs- und Mediationsanalysen identifiziert diese Studie 32 Immunzellphänotypen und 9 Plasmametaboliten, die kausal mit Hashimoto-Thyreoiditis assoziiert sind, und unterstützt eine partielle CD39+Treg-isovalerylcarnitine (C5)-HT-Immunmetabolismusachse. Vorlaufzytometrie und metabolomische Daten liefern eine anfängliche biologische Plausibilität, die mit diesem Signalweg übereinstimmt.

Zusammenfassung

Hashimoto-Thyreoiditis (HT) ist eine Autoimmunerkrankung der Schilddrüse. Obwohl Immunzellen an seiner Pathogenese beteiligt sind, sind ihre spezifischen Rollen noch nicht vollständig geklärt. Eine zweistichprobige Mendelsche Randomisierungsanalyse (MR) wurde durchgeführt, bei der genomweite Assoziationsstudien (GWAS) Zusammenfassungsstatistiken aus großen öffentlichen Datensätzen für Immunzellmerkmale (ebi-a-GCST90001391 bis ebi-a-GCST90002121), Plasmametaboliten (GCST90199621-9020102) und HT (ebi-a-GCST90018855) integriert wurden. Kausale Effekte wurden mittels invers-varianzgewichteter (IVW)-Methoden mit MR-Egger-, gewichtetem Median und Leave-One-Out-Analysen zur Bewertung von Pleiotropie und Robustheit geschätzt. Bidirektionale und Mediations-MR-Analysen wurden weiter angewendet, um die Richtung zu testen und potenzielle metabolit-vermittelte Signalwege zu identifizieren. CD3⁺CD4⁺CD25⁺CD39⁺Treg-Zellen wurden in peripheren Blutproben mittels Durchflusszytometrie quantifiziert. Isovalerylcarnitin (C5) wurde mittels Flüssigkeitschromatographie-Tandem-Massenspektrometrie gemessen. Die IVW-Analyse identifizierte 32 Immunzellphänotypen, die signifikant mit dem HT-Risiko assoziiert sind (P < 0,05 nach FDR-Korrektur). Die umgekehrte MR-Analyse zeigte, dass HT positiv kausal mit 2 Immunmerkmalen verknüpft war, während 4 Immunmerkmale (alle P < 0,05) invers mit HT assoziiert waren. Sensitivitätsanalysen zeigten keine horizontale Pleiotropie oder Heterogenität. Zusätzlich identifizierte die IVW-Methode vorläufig 9 Plasmametaboliten, die kausal mit HT verwandt sind, darunter risikoerhöhendes C5 (OR = 1,120, 95%-KI: 1,032–1,215, P = 0,006) und protektives Ergothionein (OR = 0,958, 95%-KI: 0,927–0,990, P = 0,010). Die zweistufige MR-Mediation identifizierte C5 als Kandidat-Mediator, der CD3⁺ CD39⁺ Treg mit HT verbindet (Mediationsanteil 8,89 %, 95 % KI: 2,34 %–15,4 %, P = 0,008). Die Durchflusszytometrie erhöhte die CD39⁺Treg-Spiegel und das Plasma C5 bei HT-Patienten, wobei C5 positiv mit dem Anteil der CD39⁺Treg-Zellen korrelierte. Diese Studie stellt neuartige kausale Zusammenhänge zwischen Immunzellphänotypen und HT fest und hebt Plasmametaboliten, insbesondere C5, als potenzielle Mediatoren in der HT-Pathogenese hervor. Diese Erkenntnisse vertiefen das mechanistische Verständnis der autoimmunen Schilddrüsenerkrankungen und könnten zukünftige Biomarker- und therapeutische Zielentdeckungen leiten.

Einleitung

Hashimoto-Thyreoiditis (HT) ist eine häufige Autoimmunerkrankung, bei der das Immunsystem die Schilddrüse angreift, was zu einer Schilddrüsenunterfunktion^führt. Jüngste Studien haben einen stetigen jährlichen Anstieg der Inzidenz von HT gemeldet. In China wird die Prävalenz auf 0,2 % bis 1,3 % geschätzt^. Die genaue Ursache von HT ist unbekannt, obwohl angenommen wird, dass ihre Pathogenese eine komplexe Wechselwirkung von genetischen, umweltbezogenen und immunen Komponenten^{umfasst 4,5}.

Die Entwicklung von HTs wird stark vom Immunsystem beeinflusst ^6,7,8. Abweichende Immunantworten zielen auf das Schilddrüsengewebe ab und lösen die Produktion von Autoantikörpern aus, darunter Anti-Thyreoidperoxidase (Anti-TPO) und Anti-Thyroglobulin (Anti-Tg)⁹. Diese Autoantikörper interagieren mit Schilddrüsenzellen und induzieren immunvermittelten Zelltod und entzündliche Reaktionen, was zu einer beeinträchtigten Schilddrüsenfunktion^führt. Die spezifischen pathogenen Wege, insbesondere die metabolischen Hinweise, die die Immunzelldysfunktion antreiben, sind noch nicht vollständig verstanden. Regulatorische T-Zellen (Tregs), insbesondere solche, die CD39 exprimieren, spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der immunologischen Toleranz, indem sie extrazelluläres ATP in immunsuppressives Adenosin hydrolysieren. Störungen der Treg-Funktion oder ihres Stoffwechselumfelds können zu einem Zusammenbruch der Selbsttoleranz führen, doch die kausale Beziehung zwischen bestimmten Treg-Untergruppen und HT muss noch aufgeklärt werden^.

Traditionelle Beobachtungsstudien sind häufig durch Störvariablen und das Potenzial für eine umgekehrte Kausalität eingeschränkt, was die Bestimmung definitiver kausaler Beziehungen zwischen Immunzellphänotypen und HT¹⁷ erschwert. Da HT zudem eine systemische Erkrankung ist, die von verschiedenen Immununtergruppen und metabolischen Zwischenprodukten beeinflusst wird, kann ein enger Fokus auf einzelne Kandidaten neuartige pathogene Treiber^{übersehen 18}. Daher ist ein groß angelegter Screening-Ansatz notwendig, um eine unvoreingenommene und umfassende Landschaft der zu HT beitragenden immunmetabolischen Faktoren zu schaffen. Jüngste Fortschritte in genomweiten Assoziationsstudien (GWAS) haben umfassende Daten zu Immunzellphänotypen und Plasmametaboliten geliefert und neue Wege eröffnet, um die zugrunde liegenden Mechanismen von^HT-19 zu erforschen. Die Mendelsche Randomisierung (MR) folgt den Prinzipien der zufälligen Zuweisung von Mendelschen Gameten und freien Kombinationen¹⁶ und nutzt Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs) als instrumentelle Variablen (IVs), um potenzielle kausale Effekte von Expositionen auf Ergebnisse^20,21 abzuleiten. Diese Methode hilft, den Einfluss von Störfaktoren abzumildern und die Kausalität umzukehren, was traditionelle Beobachtungsstudien häufig erschwert^16,22.

Angesichts dieser Entwicklungen ist das Ziel dieser Studie zweifach. Zunächst wurde eine explorative, hypothesenbildende Analyse mit einem Zwei-Stichproben-MRT-Rahmen durchgeführt, um systematisch 731 Immunzellphänotypen und 1.400 Plasmametaboliten zu screenen, um neuartige Risikofaktoren für HT zu identifizieren. Zweitens wurde zu einer hypothesenbasierten Untersuchung übergegangen, um die spezifische mediatorische Rolle identifizierter Metaboliten, wie Isovalerylcarnitin, im Signalweg zu bewerten, der regulatorische T-Zellen mit dem HT-Risiko verknüpft. Diese Studie integriert daher groß angelegtes MRT-Screening mit Mediationsanalyse und vorläufiger klinischer Validierung, um genetisch belegte Evidenz zu liefern, die mit einem vermuteten immunmetabolischen Rahmen (Treg–Metabolit–HT) übereinstimmen, während die explorative Natur dieser Ergebnisse betont wird. Durch die Identifizierung dieser genauen Kausalketten werden neue Perspektiven auf die metabolische Regulation der Schilddrüsenautoimmunität geschaffen, ebenso wie robuste Kandidaten für zukünftige therapeutische Zielsetzungen.

Protokoll

Die Studie wurde vom Medizinischen Ethikkomitee des angeschlossenen Krankenhauses der Inneren Mongolei Medizinischen Universität genehmigt. Alle Verfahren wurden gemäß der Erklärung von Helsinki und den entsprechenden ethischen Richtlinien durchgeführt. Vor Beginn aller studienbezogenen Verfahren wurde eine schriftliche informierte Zustimmung von allen Teilnehmern eingeholt. Diese Studie umfasste zwei Gruppen: die Gruppe mit Hashimoto-Thyreoiditis (HT, n = 10) und die gesunde Kontrollgruppe (gesund, n = 10). Die beiden Gruppen wurden hinsichtlich Alter und Geschlecht zugeordnet. Alle peripheren Blutproben wurden von ambulanten Patienten oder Personen entnommen, die routinemäßige Gesundheitsuntersuchungen unterzogen wurden, wobei Blut morgens nach einem nächtlichen Fasten abgenommen wurde.

Studiendesign

In dieser Studie wurden eine MRT- und Mediationsanalyse mit zwei Stichproben eingesetzt, um die kausale Beziehung zwischen 731 Immunzellphänotypen (7 Gruppen) und HT zu bewerten und die potenzielle modulatorische Rolle von Plasmametaboliten in dieser Beziehung zu untersuchen. Der analytische Arbeitsablauf bestand aus 5 aufeinanderfolgenden Schritten: (1) Auswahl von Expositions-GWAS-Datensätzen für Immunphänotypen; (2) Auswahl des Outcome-GWAS-Datensatzes für HT; (3) instrumentale Variablenidentifikation und Harmonisierung; (4) primäre MRT-Analyse mit zwei Stichproben und bidirektionale Validierung; und (5) zweistufige Mediations-MR-Analyse. Ein schematischer Überblick über das Studiendesign ist in ergänzender Abbildung 1 dargestellt. In der MR-Analyse dienen genetische Varianten als Stellvertreter für modifizierbare Expositionen. Für gültige kausale Inferenz müssen instrumentelle Variablen (IVs) drei grundlegende Kriterien erfüllen: (1) Sie sind stark mit der interessierenden Exposition verbunden; (2) sie unabhängig von jeglichen Störfaktoren sind, die sowohl die Offenlegung als auch das Ergebnis beeinflussen könnten; und (3) sie beeinflussen das Ergebnis ausschließlich durch die Exposition, ohne alternative kausale Wege.

GWAS der HT-Datenquelle

Um die Datensatzkompatibilität zu gewährleisten und die Populationsstratifizierung zu minimieren, wurden alle GWAS-Zusammenfassungsstatistiken hauptsächlich von Personen europäischer Abstammung abgeleitet. Die GWAS-Datenbank (https://gwas.mrcieu.ac.uk/) lieferte die HT-Ergebnisdaten, und der EBI-a-GCST90018855-Datensatz wurde verwendet. Die Studie führte GWAS bei 395.640 Europäern durch (N_Fall = 15.654, N_Kontrolle = 379.986), nach Qualitätskontrolle und nach Interpolation wurden 24.146.037 SNPs analysiert. Für HT-spezifische Störer (z. B. Geschlecht, Alter) enthielt das ursprüngliche GWAS (ebi-a-GCST90018855) diese Kovariaten in ihren Modellen, wie Standard in GWAS-Pipelines.

GWAS-Datenquellen für Immunzellen

Zusammenfassungsstatistiken für GWAS im Zusammenhang mit Immunzellmerkmalen wurden aus dem GWAS-Katalog gewonnen und umfassen Datensätze mit Zugangsnummern von ebi-a-GCST90001391 bis ebi-a-GCST90002121 (verfügbar unter https://www.ebi.ac.uk/gwas/). Insgesamt wurden 731 immunologische Phänotypen in die Analyse einbezogen, darunter relative Zellanzahl (n = 192), morphologischer Parameter (MP) (n = 389), Aktivierungskoeffizienten (AC, n = 118) und mittlere Fluoreszenzintensität (MFI, n = 389), die den Grad des Oberflächenantigens²³ angeben. Der Einfluss von fast 22 Millionen Polymorphismen auf 731 Immunzellphänotypen bei 3757 Sardiniern wurde durch das anfängliche GWAS auf Immunzellen dokumentiert.

GWAS-Datenquellen für Plasmametaboliten

GWAS-Zusammenfassungsdaten für insgesamt 1.400 Plasmametaboliten wurden aus dem GWAS-Katalog (https://www.ebi.ac.uk/gwas/studies/GCST90199621-90201020) entnommen, die 1.091 einzelne Metabolitenkonzentrationen und 309 Metabolitenquotenmerkmale umfassen. Die für die MR-Analyse in der vorliegenden Studie verwendeten GWAS-Datensätze stammen von Personen europäischer Abstammung. Detaillierte Eigenschaften der verwendeten GWAS-Daten des Plasmametaboliten sind in ergänzender Tabelle 1 dargestellt.

Die GWAS-Datensätze für Immunzellphänotypen (Sardische Kohorte), HT (FinnGen/EBI-a-GCST90018855) und Plasmametaboliten (europäische Kohorten) sind unabhängig und haben keine Überschneidung der Proben, wie durch die jeweiligen Konsortiumsveröffentlichungen bestätigt. Dies erfüllt die Unabhängigkeitsannahme für die Zwei-Stichprobe-MR.

Auswahl instrumenteller Variablen (IVs)

Es wurde angenommen, dass IVs stark mit der Exposition assoziiert waren, dabei aber unabhängig von den Ergebnisvariablen blieben. Außerdem wurde angenommen, dass nur der Expositionsfaktor einen direkten Einfluss auf das Ergebnis hat. Um geeignete IVs zu identifizieren, wurden SNPs, die mit Expositionsfaktoren assoziiert sind, mit einem Signifikanzniveau von 5 × ^10-8 ausgewählt. Um das Verknüpfungsungleichgewicht (LD) zu berücksichtigen, wurden SNPs mit einem^{R2-Schwellenwert} von 0,001 innerhalb einer Fenstergröße von 10.000 Kilobasen (kb) zusammengefasst. Varianten, die paarweise R² > 0,001 innerhalb dieser Distanz aufwiesen, wurden ausgeschlossen, um die Unabhängigkeit der ausgewählten instrumentellen Variablen zu gewährleisten und potenzielle LD-Korrelationen auszuschließen. Heterogenitätstests schlossen signifikant heterogene SNPs mit einer F-Statistik < 10 aus. Schließlich wurde zur Kontrolle der Wirkung von Störern auf die IVs P < 1×^10-5 verwendet, um palindromische SNPs und inkompatible SNPs zu eliminieren, wobei gültige SNPs als instrumentelle Variablen beibehalten wurden.

Zweistichproben-Mendelsche Randomisierungsanalyse

Um die bidirektionale kausale Beziehung zwischen Immunzellphänotypen und HT zu bewerten, wurden sowohl zweistichprobige Mendelsche Randomisierungsanalysen (MR) als auch Mediations-MR-Analysen durchgeführt. Konkret wurde eine Zweiproben-MRT angewendet, um mehrere immunzellbezogene Merkmale zu bewerten. Für diese Analysen wurden mehrere komplementäre MR-Methoden verwendet, darunter die inverse Varianzgewichtung (IVW)²⁴, MR-Egger-Regression²⁵, der gewichtete Medianschätzer (WME)²⁶, modenbasierte einfache Schätzung²⁷ und gewichtete modebasierte Schätzung. Unter diesen wurde IVW als primärer analytischer Ansatz bezeichnet, wobei die statistische Signifikanz P < 0,05 entspricht. Die IVW-Methode wurde aufgrund ihres optimalen Gleichgewichts zwischen Präzision und Annahme ausgeglichener Pleiotropie als primärer MR-Schätzer ausgewählt. Die IVW-Methode erhöht die Präzision, indem sie SNPs mit kleineren Varianzen mehr Gewicht zuweist und so zuverlässigere kausale Schätzungen liefert. Die MR-Egger-Regression wurde zur Pleiotropiebewertung eingesetzt, einem Prozess, bei dem Gene mehrere Phänotypen beeinflussen. Wenn der Intercept darauf hindeutete, dass keine signifikante horizontale Pleiotropie vorlag (P > 0,05), kombinierte dieser Ansatz die Intercept-Bewertung zur Bestimmung der Pleiotropie. Die Heterogenität wurde mit der Q-Statistik der MR-Egger- und IVW-Methoden bewertet, die misst, inwieweit genetische Variation den Phänotyp beeinflusst, falls P > 0,05 darauf hinweist, dass keine signifikante Heterogenität der Effekte der genetischen Variation besteht. Bonferroni-adjustierte Schwellenwerte wurden angewandt, um 731 Immunphänotypen (P < 6,84 × 10⁻⁵) und 1.400 Metaboliten (P < 3,57 × 10⁻⁵) zu berücksichtigen. Signifikante Ergebnisse überstanden die Korrektur, sofern nicht anders angegeben. Zusätzlich wurde die umgekehrte Kausalität mit derselben MRT-Methode untersucht, um zu untersuchen, ob die Eigenschaften von Immunzellen durch HT beeinflusst wurden. In der Reverse-MRT-Studie wurde HT als Expositionsfaktor betrachtet und verschiedene Eigenschaften der Immunzellen als Ergebnis.

In dieser Studie wurde eine Mediationsanalyse mit einem zweistufigen MRT-Rahmen durchgeführt, um zu untersuchen, ob Plasmametaboliten als Vermittler im kausalen Weg wirken, der Immunzellphänotypen mit HT verbindet. Dieser Ansatz ermöglicht es, den gesamten kausalen Effekt der Immunzellphänotypen auf HT in einen direkten und einen indirekten Effekt zu unterteilen, der über die identifizierten metabolischen Zwischenprodukte übertragen wird. Die Gesamtwirkung der Immunzellen auf HT wurde zunächst geschätzt, gefolgt von der Wirkung von Immunzellen auf Metaboliten (β1), der Wirkung von Metaboliten auf HT (β2) und dem Mediatoreffekt (β1*β2), wobei der direkte Effekt als Gesamteffekt abzüglich des Mediatoreffekts berechnet wurde. Gesamteffekt (β_gesamt) = Direkter Effekt (β_direkt) + Indirekter Effekt (β_indirekt); Indirekter Effekt = β1 × β2; Vermittelter Anteil (%) = (β1 × β2)/βgesamt × 100 %, wobei β1 der kausale Effekt des Immunzellphänotyps auf den Plasmametaboliten ist und β2 der kausale Effekt des Plasmametaboliten auf HT. Die Delta-Methode wurde verwendet, um 95%-Konfidenzintervalle für den indirekten Effekt zu schätzen. Darüber hinaus wurde eine umgekehrte Intermediär-MR-Analyse durchgeführt, um die kausalen Effekte von HT auf Metaboliten und Metaboliten auf Immunzellen zu untersuchen, um die Ergebnisse der Vorwärts-MR zu ergänzen und die Zuverlässigkeit der kausalen Inferenz zu erhöhen. Alle Analysen wurden von einer statistischen Rechenumgebung und relevanten MR-bezogenen Softwarepaketen durchgeführt, die in der Materialtabelle aufgeführt sind.

CD3⁺CD4⁺CD25⁺CD39⁺ Treg-Erkennung

50 μL antikoaguliertes Vollblut wurden gründlich in einem Reagenzglas mit jeweils 10 μL von gezielten CD3, CD4, CD25 und CD39 monoklonalen Antikörpern vermischt. Die Mischung wurde vor Licht geschützt und 15 Minuten bei Zimmertemperatur gehalten. Anschließend wurden 2 ml einer 1:10 verdünnten FACS-Lysing-Lösung hinzugefügt. Das Röhrchen wurde weitere 10 Minuten bei Raumtemperatur inkubiert und während der Lyse vor Licht geschützt. Das Rohr wurde mit ~300 x g für 5 Minuten zentrifugiert, und das Überlagerungsmittel wurde entfernt. Nach der Zugabe von 2 ml Phosphatpufferlösung (PBS) wurde das Rohr erneut mit ~300 x g für 5 Minuten zentrifugiert. Der Supernatant wurde entfernt und 500 μL PBS zur Erkennung hinzugefügt. Die Detektion erfolgte mit einem Multi-Laser-Durchflusszytometer und wurde von der begleitenden Erfassungs- und Analysesoftware analysiert, um das Verhältnis von CD3⁺CD4⁺CD25⁺Tregs und der Teilmenge, die CD39 ausdrückt (CD3⁺CD4⁺CD25⁺CD39⁺Tregs), zu ermitteln.

Messung der Isovalerylcarnitin- (C5)-Spiegel

Daten zu den C5-Werten der Patienten wurden aus der Abteilung für Klinisches Labor am Krankenhaus der Medizinischen Universität der Inneren Mongolei gewonnen. Konkret wurde C5 im Rahmen der routinemäßigen Flüssigkeitschromatographie–Tandem-Massenspektrometrie (LC–MS/MS) gemessen, wobei standardisierte Laborverfahren und Qualitätskontrollprotokolle befolgt wurden.

Statistische Analyse

Alle statistischen Analysen wurden in einer statistischen Softwareumgebung durchgeführt. Kontinuierliche Variablen wurden mit dem Student's t-Test für normalverteilte Daten oder dem Wilcoxon-Rangsummentest für nicht-normalverteilte Daten verglichen. Kategoriale Variablen wurden mit dem Chi-Quadrat-Test analysiert. Die Pearson-Korrelationsanalyse wurde verwendet, um eine Korrelationsanalyse durchzuführen. Ein p-Wert < 0,05 galt als statistisch signifikant.

Ergebnisse

Genetische kausale Effekte von Immunzellphänotypen auf HT

Nach dem Ausschluss potenzieller Störfaktoren und dem Fehlen horizontaler Pleiotropie (P > 0,05) wurde eine MRT-Analyse mit zwei Stichproben durchgeführt, um die kausalen Auswirkungen von Immunzellphänotypen auf das Risiko von HT zu bewerten. Für jeden als Exposition verwendeten Immunzellphänotyp wurde die F-Statistik berechnet, um die Stärke instrumenteller Variablen zu bewerten. Alle Instrumente überschritten den konventionellen Schwellenwert von F > 10, was auf eine minimale schwache Instrumentenvorspannung hinweist. Detaillierte F-Statistiken für die wichtigsten im Haupttext behandelten Immunmerkmale finden sich in ergänzender Tabelle 2. Insgesamt zeigten 32 immunbezogene Phänotypen signifikante Assoziationen mit dem HT-Risiko (P < 0,05) (Abbildung 1). Die Robustheit dieser Ergebnisse wurde durch Streudiagrammanalysen (ergänzende Abbildung 2A,B) und Sensitivitätsanalysen mit dem Leave-One-Out-Ansatz (ergänzende Abbildung 3A,B) gestützt.

Unter den Hauptbefunden zeigte der Treg-Phänotyp die umfangreichste Beteiligung, wobei CD3 auf CD39+ Treg sekretierte (OR = 1,063; 95 % KI: 1,023–1,105; P = 0,002) und CD39+ aktivierte Treg %aktivierte Treg (OR = 1,081; 95%-KI: 1,008–1,161; P = 0,030) und wurden zu wichtigen risikoassoziierten Merkmalen, die anschließend für die Mediationsanalyse priorisiert wurden. In den Reifungsstadien von T-Zellen zeigte CD3 auf CM CD8br die größte Effektgröße unter risikoassoziierten Merkmalen (OR = 1,094; 95 % KI: 1,040–1,150; P < 0,001), während TD DN (CD4⁻CD8⁻) AC eine bemerkenswerte protektive Assoziation zeigte (OR = 0,930; 95%-KI: 0,881–0,982; P = 0,009). Unter den B-Zell-Phänotypen zeigten HLA-DR-exprimierende myeloide Zell-Subsets durchweg risikoerhöhende Effekte, wobei HLA DR auf CD33dim HLA DR+ CD11b⁻ OR = 1,095 erreichte (95 % KI: 1,032–1,162; P = 0,003). Vollständige Ergebnisse über alle sechs Immunzellkategorien: cDC, Treg, T-Zell-Reifungsstadien, TBNK, Monocyten-, B-Zell- und myeloide Zellphänotypen sind in Abbildung 1 zusammengefasst.

Sensitivitätsanalysen validierten die Ergebnisse weiter. Aufgrund relevanter statistischer Bewertungen wurden keine signifikanten Hinweise auf Heterogenität und horizontale Pleiotropie festgestellt (ergänzende Tabelle 3 und ergänzende Tabelle 4). Diese Ergebnisse wurden durch die "Leave-One-Out"-Analyse bestätigt.

Die ursächlichen Auswirkungen von HT auf Immunzellen

Die Ergebnisse zeigten, dass HT positiv kausal mit zwei Immunmerkmalen assoziiert war: der sekretierenden CD4-regulatorischen T-Zelle (1,143: 1,023–1,277; P = 0,018) und monocytäre, myeloid-abgeleitete Suppressorzellen (1,373: 1,058–1,782; P = 0,017). Im Gegensatz dazu war HT negativ kausal mit 4 Immunmerkmalen assoziiert: aktivierter CD4-regulatorischer T-Zelle (0,818: 0,679–0,987; P = 0,036), aktivierte CD4+-regulatorische T-Zelle (0,790: 0,676–0,924; P = 0,003), aktivierte und ruhende CD4-regulatorische T-Zelle (0,871: 0,780–0,974; P = 0,015) und CD25++ CD4+ T-Zelle (0,855: 0,747–0,980; P = 0,017) (Abbildung 2). Diese Ergebnisse deuten auf eine wechselseitige Beziehung zwischen HT- und Treg-Aktivierungszuständen hin, was auf krankheitsbedingte Immunremodellierung zurückzuführen sein könnte. Streudiagramme (ergänzende Abbildung 4) und die "leave-one-out"-Methode (ergänzende Abbildung 5) bestätigten die Stabilität der Ergebnisse. Auch Sensitivitätsanalysen validierten die Ergebnisse. Die Stärke dieser Ergebnisse wurde durch Bewertungen von Heterogenität und horizontaler Multiplizität bestätigt (Ergänzende Tabelle 5 und Ergänzende Tabelle 6). Diese Schlussfolgerungen werden durch die "Leave-One-Out"-Analyse gestützt.

Genetische kausale Effekte von Plasmametaboliten auf HT

Nach Auswahl geeigneter instrumenteller Variablen und Ausschluss von Kettenungleichgewichten und schwachen Instrumenten wurden insgesamt 34.843 SNPs identifiziert, die mit Plasmametaboliten assoziiert sind, wobei die minimale F-Statistik 19,50 erreichte (ergänzende Tabelle 7). Mit der IVW-Methode wurden vorläufig 9 Plasmametaboliten als kausal mit HT assoziiert festgestellt. Unter diesen waren 4 Metaboliten positiv mit einem erhöhten Risiko für HT assoziiert: Glukose-Maltose-Verhältnis (1,195: 1,082–1,319; P < 0,001), Taurocholsäure (1,190: 1,073–1,321; P = 0,001), 5-Hydroxymethyl-2-Furoylcarnitin (1,127: 1,046–1,215; P = 0,002), und C5 (1,120: 1,032–1,215; P = 0,006) (Tabelle 1).

Umgekehrt können 5 Metaboliten negativ mit dem Risiko von HT assoziiert sein, darunter Ergothionein (0,958: 0,927–0,990; P = 0,010), Carnitin-zu-Propionylcarnitin (C3)-Verhältnis (0,895: 0,825–0,970; P = 0,007), Adenosin-5'-Diphosphat (ADP) zu N-Acetylneuraminat Verhältnis (0,890: 0,823–0,963; P = 0,004), Arginin-Glutamat-Verhältnis (0,882: 0,802–0,968; P = 0,009), und 1-(1-Enyl-Palmitoyl)-2-Linoleoyl-GPE (p-16:0/18:2) (0,873: 0,798-0,955; P = 0,003).

Auch Sensitivitätsanalysen validierten die Ergebnisse. Die Stärke dieser Ergebnisse wurde durch Bewertungen von Heterogenität und horizontaler Multiplizität bestätigt (ergänzende Tabelle 8 und ergänzende Tabelle 9). Diese Schlussfolgerungen werden durch die "Leave-One-Out"-Analyse gestützt.

Vermittlung des Immunzell-HT-Risikos durch Plasmametaboliten

Aufbauend auf den zuvor identifizierten Immunzellphänotypen und Plasmametaboliten wurde eine Zwei-Proben-MRT-Strategie angewandt, um potenzielle vermittelnde Effekte zu schätzen. Im ersten Schritt wurden MRT-Analysen durchgeführt, wobei 32 Immunzellphänotypen als Expositionen und 9 Plasmametaboliten als Ergebnisse verwendet wurden, wobei 12 signifikante kausale Assoziationen mit 10 Immunzellphänotypen und 8 Plasmametaboliten mit entsprechenden Effektschätzungen β1 von Immunzellen zu Metaboliten gezeigt wurden. Unter diesen wurde die signifikante Assoziation zwischen CD3 auf CD39+-sekretierenden Treg-Zellen und C5-Spiegeln festgestellt (1,050: 1,016–1,085; P = 0,004). Im zweiten Schritt wurde C5 als Exposition und HT als Ergebnis behandelt. MRT-Analysen wurden durchgeführt, einschließlich MR-PRESSO-Ausreißernachweisen und Bewertungen auf Heterogenität und horizontale Pleiotropie. Es wurden weder Ausreißer-SNPs noch Hinweise auf Heterogenität oder Pleiotropie festgestellt (Tabelle 2), was es uns ermöglicht, den kausalen Effekt vom Plasmametaboliten auf HT (β2) abzuschätzen (ergänzende Abbildung 6).

Im letzten Schritt der MR-Analyse wurden Mediationsanalysen durchgeführt, um zu klären, ob der kausale Effekt von Immunzellphänotypen auf HT durch Plasmametaboliten vermittelt wurde. Die Ergebnisse zeigten, dass erhöhte C5-Spiegel als Mediator im Weg wirkten, der CD3 auf CD39+ sekretierenden Treg-Zellen mit einem höheren Risiko für die Entwicklung von HT verknüpft (ergänzende Abbildung 7 und Abbildung 3). MR-PRESSO Ausreißer-, Heterogenitäts- und Pleiotropietests zeigten keine verzerrten SNPs und keine Anzeichen von Heterogenität oder horizontaler Pleiotropie (Tabelle 3, Ergänzende Tabelle 10 und Ergänzende Tabelle 11). Unter ihnen lag der vermittelnde Anteil der C5-Werte bei 8,89 % (2,34 % zu 15,4 %) (P = 0,008). Schließlich wurden Reverse-Mediations-MRT-Analysen durchgeführt, um die Richtungsannahmen rigoros zu testen. Für Metaboliten zu Immunzellen zeigte die umgekehrte MR (C5-Spiegel bis CD33 bei CD39+ sekretierendem Treg) keine signifikanten kausalen Effekte (IVW P > 0,05 nach Bonferroni-Korrektur), was die Unidirektionalität unterstützt (Tabelle 4). Für HT-zu-Metaboliten zeigte die umgekehrte MR (HT zu C5-Werten) keine kausalen Assoziationen (IVW P > 0,05 nach Bonferroni-Korrektur), was die angenommene Richtungsrichtung stützt (Tabelle 5). Angesichts des moderaten Gesamteffekts und des Fehlens von reziproken Evidenzen bei bidirektionaler MR sollten diese Mediationsergebnisse als explorativ betrachtet werden.

Flusszytometrie-Nachweis CD3⁺CD4⁺CD25⁺CD39⁺ Treg-Nachweis

Um die Ergebnisse der Metabolomik-Analyse zu validieren, wurde eine in-vitro-experimentelle Validierung durchgeführt, um die Expressionsmerkmale von CD39⁺ Treg und dem Plasma C5 zu bewerten. Die Durchflusszytometrie wurde verwendet, um Treg-Zellen (CD3⁺CD4⁺CD25⁺) und deren CD39⁺-Untermengen (CD3⁺CD4⁺CD25⁺CD39⁺) im peripheren Blut von Patienten mit HT und gesunden Kontrollpersonen zu quantifizieren. Wie in Abbildung 4A–C dargestellt, waren sowohl Treg-Zellen (CD3⁺CD4⁺CD25⁺) als auch CD39⁺-Treg-Subsets bei HT-Patienten im Vergleich zu gesunden Personen signifikant erhöht (P < 0,001). Zielgerichtete Plasma-metabolomische Profilierung mittels Tandem-Massenspektrometrie zeigte zudem, dass die C5-Spiegel in der HT-Gruppe deutlich höher waren (P < 0,001, Abbildung 4D). Darüber hinaus zeigte die Pearson-Korrelationsanalyse eine positive Assoziation zwischen den C5-Plasmawerten und der Frequenz der CD39⁺Treg-Teilmenge (Abbildung 4E), was mit dem von der MR identifizierten CD39⁺Treg-C5-HT-Signalweg übereinstimmt. Das Querschnittsdesign und die kleine Stichprobengröße schließen jedoch eine kausale Schlussfolgerung allein aus diesen Daten aus.

DATENVERFÜGBARKEIT:

Die zusammenfassenden Statistiken der genomweiten Assoziationsstudie (GWAS) für Hashimoto-Thyreoiditis stammen aus dem GWAS-Katalog (ebi-a-GCST90018855; https://gwas.mrcieu.ac.uk/). Zusammenfassungsstatistiken für Immunzellmerkmale wurden aus dem GWAS-Katalog (ebi-a-GCST90001391 bis ebi-a-GCST90002121; https://www.ebi.ac.uk/gwas/) abgerufen. Plasmametaboliten-GWAS-Daten wurden aus dem GWAS-Katalog (GCST90199621-GCST90201020; https://www.ebi.ac.uk/gwas/studies/GCST90199621-90201020) gewonnen. Daten, die die Ergebnisse dieser Studie stützen, sind in Supplementary File 1 bereitgestellt.

Abbildung 1: Walddiagramm, das die kausalen Auswirkungen von Immunzellmerkmalen auf Hashimoto-Thyreoiditis zeigt. Forest Plot fasst die kausalen Effekte aller in dieser Studie untersuchten Immunzellmerkmale auf Hashimoto thyreoiditis (HT) zusammen. Abkürzungen: nsnp, Anzahl der Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs); pval, P-Wert; ODER, Odds Ratio; CI, Konfidenzintervall. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

Abbildung 2: Forest Plot, das die kausalen Auswirkungen der Hashimoto-Thyreoiditis auf Immunzellphänotypen zeigt. Forest Plot, der die kausalen Auswirkungen von HT auf verschiedene Immunzellphänotypen zusammenfasst. Abkürzungen: nsnp, Anzahl der SNPs; pval, P-Wert; ODER, Odds Ratio; CI, Konfidenzintervall. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

Abbildung 3: Walddiagramm, das den Mediationseffekt des Plasma-Isovalerylcarnitins (C5) zwischen CD39+ und Hashimoto-Thyreoiditis zeigt. Forest Plot, das die kausalen Effekte von Plasma C5 zusammenfasst, die die Verbindung zwischen CD39+ und HT vermitteln. Abkürzungen: OR, Odds Ratio; CI, Konfidenzintervall. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

Abbildung 4: Expression von CD39+-regulatorischen T-Zellen und Plasma-Isovalerylcarnitin-(C5)-Spiegeln bei Patienten mit Hashimoto-Thyreoiditis. (A) Durchflusszytometrie-Gating-Strategie für regulatorisches T (Treg; CD3+CD4+CD25+)-Zellen und CD39+ Treg-Zellen. (B) Gesamt-Treg-Zellniveaus. (C) CD39+ Treg-Zellwerte. (D) Plasma-Isovalerylcarnitin-(C5)-Spiegel, gemessen durch Tandem-Massenspektrometrie. (E) Pearson-Korrelationsanalyse zwischen den Plasma-Isovalerylcarnitin-(C5)-Spiegeln und dem Anteil der CD39+-Treg-Zellen. Abkürzungen: SSC-A, Seitenstreufläche; FSC-A, vordere Streufläche; FSC-H, Vorwärtsstreuhöhe. P < 0,001 im Vergleich zu gesunden Kontrollen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

Tabelle 1: Kausale Effekte von neun signifikant assoziierten Plasmametaboliten auf Hashimoto-Thyreoiditis.  Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Tabelle 2: Kausale Wirkung der Isovalerylcarnitin-(C5)-Spiegel auf die Hashimoto-Thyreoiditis (β₂). Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Tabelle 3: Kausaler Effekt von CD3+CD39+-regulatorischen T-Zellen auf die Hashimoto-Thyreoiditis. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Tabelle 4: Kausaler Effekt der Isovalerylcarnitin-(C5)-Spiegel auf CD3+CD39+ regulatorische T-Zellen. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Tabelle 5: Kausale Wirkung der Hashimoto-Thyreoiditis auf die Isovalerylcarnitin-(C5)-Spiegel. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Abbildung 1: Studiendesign und Analyse-Workflow. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Abbildung 2: Streudiagramme, die kausale Schätzungen für die Zusammenhänge zwischen 32 Immunzellmerkmalen und Hashimoto-Thyreoiditis zeigen. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Abbildung 3: Leave-one-out-Analysen, die die Robustheit der kausalen Effekte von 32 Immunzellmerkmalen auf die Hashimoto-Thyreoiditis untersuchen. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Abbildung 4: Streudiagramme, die die kausalen Auswirkungen der Hashimoto-Thyreoiditis auf sechs Immunzellphänotypen zeigen. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Abbildung 5: Leave-one-out-Analysen, die die Robustheit der kausalen Effekte der Hashimoto-Thyreoiditis auf sechs Immunzellphänotypen untersuchen. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Abbildung 6: Kausale Verbindung zwischen Isovalerylcarnitin-(C5)-Spiegeln und dem Risiko für Hashimoto-Thyreoiditis. (A) Walddiagramm, das den kausalen Einfluss der Isovalerylcarnitin-(C5)-Spiegel auf das HT-Risiko zeigt (β₂). (B) Streudiagramm, das die kausale Effektschätzung für jedes SNP auf das HT-Risiko zeigt. (C) Funnelplot zur Bewertung der Heterogenität von Mendelschen Randomisierungsschätzungen (MR) für die Wirkung von C5-Spiegeln auf das HT-Risiko. (D) Leave-One-Out-Analyse, die zeigt, dass die Gesamtrisikoschätzung nicht wesentlich von einem einzelnen SNP beeinflusst wurde. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Abbildung 7: Kausale Assoziation zwischen CD3+CD39+ regulatorischen T-Zellen und dem Risiko für Hashimoto-Thyreoiditis. (A) Forest Plot, das den gesamten kausalen Effekt von CD3+CD39+ regulatorischen T-Zellen auf das HT-Risiko zeigt. (B) Streudiagramm, das die kausale Effektschätzung für jedes SNP auf das HT-Risiko zeigt. (C) Funnelplot zur Bewertung der Heterogenität von MR-Schätzungen für die Wirkung von CD3+CD39+ regulatorischen T-Zellen auf das HT-Risiko. (D) Leave-One-Out-Analyse, die zeigt, dass die Gesamtrisikoschätzung nicht wesentlich von einem einzelnen SNP beeinflusst wurde. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Tabelle 1: Merkmale genomweiter Assoziationsstudiendatensätze für Plasmametabolite, die in der Mendelschen Randomisierungsanalyse verwendet werden.  Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Tabelle 2: Eigenschaften instrumenteller Variablen (SNPs) und F-Statistiken für wichtige Immunzellphänotypen, die als Expositionen in der Mendelschen Randomisierungsanalyse verwendet werden. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Tabelle 3: Pleiotropie-Bewertung für Mendelsche Randomisierungsanalysen von Immunzellphänotypen bei Hashimoto-Thyreoiditis. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Zusatztabelle 4: Heterogenitätsbewertung für Mendelsche Randomisierungsanalysen von Immunzellphänotypen bei Hashimoto-Thyreoiditis. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Tabelle 5: Pleiotropiebewertung für Mendelsche Randomisierungsanalysen der Hashimoto-Thyreoiditis an Immunzellphänotypen. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Tabelle 6: Heterogenitätsbewertung für Mendelsche Randomisierungsanalysen der Hashimoto-Thyreoiditis an Immunzellphänotypen. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Tabelle 7: Einzelne Nukleotid-Polymorphismen, die mit Plasmametaboliten assoziiert sind. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Tabelle 8: Pleiotropie-Bewertung für Mendelsche Randomisierungsanalysen von Plasmametaboliten bei Hashimoto-Thyreoiditis. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Tabelle 9: Heterogenitätsbewertung für Mendelsche Randomisierungsanalysen von Plasmametaboliten bei Hashimoto-Thyreoiditis. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Tabelle 10: Pleiotropie-Bewertung für Mediationsanalysen der Assoziationen von Immunzellphänotyp–Hashimoto-Thyreoiditis durch Plasmametaboliten. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Tabelle 11: Heterogenitätsbewertung für Mediationsanalysen der Assoziationen von Immunzellphänotyp–Hashimoto-Thyreoiditis durch Plasmametaboliten. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Datei 1: Daten, die die Ergebnisse dieser Studie stützen. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Diskussion

In dieser Studie wurde die Mendelsche Randomisierung angewandt, um den kausalen Einfluss von Immunzellphänotypen auf die Hashimoto-Schilddrüsenentzündung (HT) zu untersuchen und die potenzielle vermittelnde Rolle von Plasmametaboliten zu untersuchen. Zweiunddreißig Immunphänotypen wurden als mit dem HT-Risiko assoziiert identifiziert, darunter dendritische Zellen, regulatorische T-Zellen, T-Zellreifungsstadien, B-Zellen und myeloide Zellen, mit sowohl risikofördernden als auch schützenden Effekten. Außerdem zeigten neun Plasmametaboliten kausale Verbindungen zu HT und beobachteten außerdem, dass C5 teilweise die Assoziation zwischen CD3-Expression auf CD39⁺-sekretierenden Treg-Zellen und HT vermitteln könnte. Diese Ergebnisse sollten als Hinweise auf mutmaßliche kausale Effekte interpretiert werden, die aus genetischen Instrumenten abgeleitet werden, und nicht als direkte mechanistische Bestätigung.

Unter den cDC-Phänotypen waren CD62L-plasmacytoid DC %DC und HLA DR auf plasmacytoidem DC mit einem erhöhten Risiko für HT assoziiert, während CCR2 auf CD62L+ myeloid DC, CD39+ aktivierte Treg %aktivierte Treg %aktivierte Treg und CD62L auf Monozyten. Die identifizierten Assoziationen zwischen spezifischen Immunzellphänotypen und HT bieten neue Einblicke in die Pathogenese der Krankheit. So wurde beispielsweise festgestellt, dass das HT-Risiko mit Eigenschaften wie HLA DR auf plasmacytoider DC und CD62L-plasmacytoid DC korreliert, was darauf hindeutet, dass diese Zelltypen wesentlich für die Auslösung oder Aufrechterhaltung von Autoimmunreaktionen gegen die Schilddrüse ²⁸ sein könnten. Zahlreiche Untersuchungen haben gezeigt, dass HLA DR+ Schilddrüsenepithelzellen aktiv Immunantworten in der Schilddrüse von Patienten mit HT 28,29,30,31 stimulieren. Diese Studie zeigte eine Korrelation zwischen HLA DR auf Plasmacytoid und einem erhöhten Risiko für HT, was darauf hindeutet, dass HLA DR auf Plasmacytoid ein ursächlicher Faktor bei HT sein könnte. Frühere Studien haben pivotale Gene mit hoher diagnostischer Genauigkeit für HT mittels bioinformatischer Methoden identifiziert, und Immunoassays haben gezeigt, dass die Monozyteninfiltration negativ mit der pivotalen Genexpression korreliert. Xu et ^al.32 berichteten, dass höhere CD62L-Expressionswerte auf Monozyten mit einem verringerten HT-Risiko assoziiert sind, was mit den aktuellen Befunden übereinstimmt. Konkret wurden Phänotypen wie CCR2 auf CD62L+ myeloidedendritischen Zellen und CD62L auf Monozyten mit einer schützenden Wirkung in Verbindung gebracht, was auf potenzielle regulatorische oder suppressive Rollen hinweist, die die Schilddrüsenautoimmunität mildern könnten.

Zahlreiche Beweislinien weisen auf die entscheidende Rolle hin, die das Th17- und Treg-Zellgleichgewicht bei der Entwicklung von HT^33,34 spielt. Diese Untersuchung identifizierte einen kausalen Zusammenhang zwischen HT und mehreren Treg-Merkmalen. Konkret war das Risiko, HT zu entwickeln, umgekehrt mit der CD25-Expression in CD39+-Ruheregulations-T-Zellen assoziiert, während das Th17/Treg-Verhältnis mit dem Fortschreiten von HT³⁵ anstieg. Die komplexe Funktion regulatorischer T-Zellen bei der Erhaltung immunologischer Toleranz und der Abwendung von Autoimmunerkrankungen wird durch die starken Korrelationen verschiedener Treg-Phänotypen mit sowohl erhöhtem als auch geringerem HT-Risiko hervorgehoben. Treg-Zellen sind dual, wobei einige Teilgruppen die Autoimmunreaktionen potenziell verstärken, während andere sie unterdrücken. Dies unterstreicht die Notwendigkeit weiterer Forschung, um ihre Rollen im Bereich HT präzise zu definieren.

Darüber hinaus wurde in den T-Zell-Reifungsstadien, TBNK, Monozyten- und B-Zellgruppen ein konsistentes Muster beobachtet, bei dem einige Immunphänotypen mit einem höheren Risiko für HT verbunden waren, während andere eine Schutzwirkung zu haben schienen 32,36,37,38. Dies unterstreicht die komplexe Beteiligung von Immunzellen an der Entwicklung von HT. Eine inverse MR-Analyse wurde ebenfalls durchgeführt, um die Wirkung von HT auf die Eigenschaften von Immunzellen zu untersuchen. Die Analyse zeigte, dass HT mit erhöhten Spiegeln bestimmter Immunzellphänotypen assoziiert war, wie etwa der Sekretion von CD4-regulatorischen T-Zellen und monozytischen MDSCs, sowie mit verringerten Spiegeln weiterer, insbesondere aktivierter CD4-regulatorischer T-Zellen und CD25+ CD4+ T-Zellen.

Bemerkenswert ist, dass die Mediationsanalyse die kausale Rolle der C5-Spiegel im Fortschreiten von Immunzellphänotypen zur HT-Entwicklung hervorhebt. Frühere Studien haben gezeigt, dass Plasma-C5-Spiegel zur Entwicklung der diabetischen peripheren Neuropathie³⁹ beitragen und sowohl mit Sarcopenie als auch mit einem reduzierten Skelettmuskelindex⁴⁰ korrelieren. Zusätzlich wurden im Hinblick auf den Lipidstoffwechsel niedrigere Konzentrationen von Isovalerylcarnitin bei Personen mit einem Gebrechlichkeitsphänotyp⁴¹ beobachtet. Der Mediationsanteil von 8,89 %, der in dieser Studie beobachtet wurde, deutet darauf hin, dass C5 eine mutmaßliche mechanistische Verbindung im CD39⁺ -Treg–HT-Weg darstellen könnte und eine weitere Untersuchung als Kandidat-Biomarker und therapeutisches Ziel in prospektiven experimentellen und klinischen Studien rechtfertigt.

Obwohl diese Studie wertvolle Einblicke liefert, verdienen einige Einschränkungen eine Berücksichtigung. Erstens basiert der MR-Ansatz auf der Annahme, dass die verwendeten instrumentellen Variablen gültig sind und nicht von Störfaktoren oder Pleiotropie 42,43,44 beeinflusst werden. Zweitens basierten die primären MR-Analysen auf GWAS-Daten europäischer Abstammung, und die Immunzell-GWAS stammt aus einer sardischen Gründerpopulation, deren unterschiedliche Verknüpfungsdisgleichgewichtsstruktur die Generalisierbarkeit einschränken kann; zukünftige Studien in diversen, nicht-europäischen Kohorten sind erforderlich, um die populationsspezifische Anwendbarkeit zu bestätigen. Drittens identifizierte die Mediationsanalyse C5 als einen Faktor, der eine explorative Verbindung darstellen könnte. Zukünftige Studien mit vielfältigeren Kohorten sind notwendig, um diese Zusammenhänge zu bestätigen und potenzielle populationsspezifische Effekte zu untersuchen. Schließlich lieferten Flowzytometrie- und Plasmavalidierungsexperimente unterstützende Belege für die MR-Befunde; die Stichprobengröße war jedoch relativ begrenzt. Größere experimentelle und klinische Studien sind notwendig, um diese immunmetabolischen Wechselwirkungen zu validieren und zu untersuchen, ob die gezielte Zielsetzung von CD39⁺Treeg-Zellen oder verwandten Stoffwechselwegen neue therapeutische Möglichkeiten für HT bieten könnte.

Fazit

Abschließend liefert diese Studie neue Einblicke in die kausalen Beziehungen zwischen Immunzell-Phänotypen, insbesondere CD39⁺ Tregs, und HT, wobei C5 als Kandidat-Mediator in diesem Weg basierend auf explorativer Mediationsanalyse identifiziert wurde. Diese Ergebnisse offenbaren eine neuartige immunmetabolische Achse, die mechanistische Einblicke und potenzielle Ziele für die Entwicklung von Biomarkern und therapeutische Interventionen bei autoimmunen Schilddrüsenerkrankungen bietet. Zukünftige Studien mit größeren prospektiven Kohorten können diese Ergebnisse weiter bestätigen und den potenziellen Anwendungswert der Immunmodulation in der HT-Behandlung untersuchen.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
CD25-PE monoklonaler Antikörper	BD Biosciences	340938	Flow-Zytometrie-Antikörper zur menschlichen CD25-Erkennung
CD39-PE-Cy7 monoklonaler Antikörper	BD Biosciences	567526	Flow-Zytometrie-Antikörper zur menschlichen CD39-Erkennung
CD4-FITC monoklonaler Antikörper	BD Biosciences	340133	Flow-Zytometrie-Antikörper zur menschlichen CD4-Erkennung
D3-APC monoklonaler Antikörper	BD Biosciences	555333	Flow-Zytometrie-Antikörper zur menschlichen CD3-Erkennung
FACS Lysing Solution	BD Biosciences	349202	Rote Blutkörperchen-Lysepuffer für die Probenvorbereitung der Durchflusszytometrie
Durchflusszytometer	BD Biosciences	FACSCanto II	Multicolor-Durchflusszytometrie-Instrument für Immunphänotypisierung
Durchflusszytometrie-Analysesoftware (FACSDiva)	BD Biosciences	—	Software für die Akquisition und Analyse von Durchflusszytometrie-Daten
gwasglue-Paket	R-Paket	—	Harmonisierung von GWAS-Datensätzen
ieugwasr-Paket	R-Paket	—	Schnittstelle zur IEU GWAS-Datenbank
Flüssigkeitschromatographie–Tandem-Massenspektrometrie-System (LC–MS/MS)	Thermo Fisher Scientific	—	Verwendet für die Quantifizierung von Plasma-Isovalerylcarnitin (C5)
Phosphat-gepufferte Kochsalzlösung (PBS)	Thermo Fisher Scientific	AM9624	Steriles PBS, pH 7,4, verwendet zum Waschen und Resuspendieren
R-Software	Open-Source-Software	Version 4.4.1	Statistisches Analyse-Umfeld
TwoSampleMR-Paket	R-Paket	—	Paket für Mendelsche Randomisierungsanalyse
VariantAnnotation-Paket	Bioconductor	—	Variantendaten-Annotation