Figuur 1 vat de algemene workflow van het Mendeliaanse randomisatieprotocol met twee steekproeven samen, van datasetselectie en instrumentscreening tot sensitiviteitsanalyses en visualisatie van de resultaten. Representatieve outputs van elke fase worden hieronder gepresenteerd.
Genetische instrumentele variabelen en kwaliteitscontrole van de harmonisatie
In totaal werden 52 IS-geassocieerde SNP's initieel geëxtraheerd uit de GWAS-dataset van de blootstelling met een significantiedrempel van p < 5 × 10-6. Vervolgens werden de associaties met de uitkomst geëxtraheerd uit de VaD GWAS-dataset. Na matching van de uitkomst, het zoeken naar proxy's en allel-harmonisatie werden 51 SNP's behouden voor de definitieve MR-analyse. Twee varianten werden gematcht met behulp van proxy-SNP's. De behouden genetische instrumenten staan vermeld in Tabel 1. De F-statistieken van de 51 behouden instrumenten varieerden van 20,91 tot 46,06, met een mediaan van 25,08 en een IQR van 22,95–30,71. Geen enkele behouden SNP had een F-statistiek lager dan 10, wat duidt op een geringe waarschijnlijkheid van bias door zwakke instrumenten.
MR-schattingen voor IS en VaD
De spreidingsplot toonde de richting en grootte van de SNP-specifieke MR-schattingen via verschillende MR-methoden (Figuur 2). De IVW- en gewogen mediaanmethoden lieten positieve associaties zien, terwijl de MR-Egger-schatting directioneel consistent was maar geen statistische significantie bereikte.
De forest plot van de individuele SNP-schattingen toonde de SNP-specifieke associaties met het risico op VaD (Figuur 3). De algemene MR-schattingen zijn samengevat in Figuur 4. De IVW-methode toonde een statistisch significante positieve associatie aan tussen genetisch voorspelde IS en het risico op VaD (OR = 1.63, 95% CI: 1.21–2.21, p = 0.0013). De weighted median-methode leverde een concordante significante schatting op (OR = 1.60, 95% CI: 1.06–2.42, p = 0.0240). De MR-Egger-schatting was directioneel consistent, maar bereikte geen statistische significantie (OR = 2.21, 95% CI: 0.97–5.01, p = 0.0645).
De FinnGen VaD outcome GWAS omvatte 881 patiënten en 211.508 controles. In een post hoc tweezijdige Wald-test berekening, conditioneel aan de waargenomen IVW-schatting, was de geschatte power voor de primaire IVW-analyse 89,5% bij α = 0,05. Het overeenkomstige minimaal detecteerbare effect voor een power van 80% was een OR van 1,54. In contrast hiermee was het minimaal detecteerbare effect voor de MR-Egger-analyse een OR van 3,23, wat hoger was dan de waargenomen richtingsconsistent MR-Egger-schatting (OR = 2,21). Daarom moet het niet-significante MR-Egger-resultaat worden geïnterpreteerd als een weerspiegeling van de beperkte precisie van deze minder efficiënte sensitiviteitsestimator, en niet op zichzelf staand als bewijs tegen de richting van de primaire IVW-schatting.
Omdat er één vooraf gespecificeerde primaire associatie tussen blootstelling en uitkomst werd geëvalueerd, was de Bonferroni-gecorrigeerde drempelwaarde voor de primaire MR-inferentie 0,05/1 = 0,05. Daarom voldeed het IVW-resultaat aan de gecorrigeerde significantiedrempel. Samen leveren deze bevindingen suggestieve bewijzen voor een mogelijk positief effect van genetisch voorspelde IS op het risico op VaD, primair gebaseerd op de IVW-schatting en ondersteund door de gewogen mediaan-gevoeligheidsanalyse. Echter, de MR-Egger-schatting was richtingconsistent, maar bereikte geen statistische significantie; daarom mogen de resultaten niet worden geïnterpreteerd als definitief bewijs voor causaliteit.
Analyses van heterogeniteit en horizontale pleiotropie
De heterogeniteit tussen SNP's werd beoordeeld met de Q-statistiek van Cochran. De IVW-heterogeniteitstest leverde Q = 57,46 op met 50 vrijheidsgraden (p = 0,218), en de MR-Egger-heterogeniteitstest leverde Q = 56,77 op met 49 vrijheidsgraden (p = 0,208). Deze resultaten wezen niet op substantiële heterogeniteit tussen de SNP-specifieke schattingen. Directionele horizontale pleiotropie werd beoordeeld met de MR-Egger-intercepttest. De MR-Egger-intercept was -0,0195 (SE = 0,0253, p = 0,444), wat duidt op geen statistisch bewijs voor directionele horizontale pleiotropie. De MR-PRESSO-analyse werd uitgevoerd met de 51 behouden geharmoniseerde SNP's met 10.000 simulaties. De MR-PRESSO-globaltest toonde geen bewijs van globale horizontale pleiotropie (RSSobs = 59,61; empirische p = 0,2388). Omdat de globaltest niet statistisch significant was, waren de individuele uitschieter- en distortietesten niet van toepassing en werd er geen uitschieter-gecorrigeerde schatting gegenereerd. De funnelplot bood een visuele beoordeling van de symmetrie van de SNP-specifieke schattingen (Figuur 5). Gedetailleerde MR-PRESSO-instellingen en resultaten zijn gerapporteerd in Aanvullende Tabel 1.
Leave-one-out sensitiviteitsanalyse en validatie van de protocoloutput
Er werd een leave-one-out-analyse uitgevoerd om te evalueren of de globale MR-schatting werd beïnvloed door een enkele SNP. De leave-one-out-plot liet zien dat de sequentiële verwijdering van individuele SNP's de globale schatting niet wezenlijk veranderde (Figuur 6), wat suggereert dat geen enkel genetisch instrument de associatie domineerde. Samen tonen deze representatieve resultaten de praktische output van de twee-staps MR-workflow aan die in dit protocol wordt beschreven. Tabel 1 toont de behouden genetische instrumenten na SNP-selectie en harmonisatie. Figuur 2 illustreert de richting van de MR-schattingen over de verschillende methoden heen, Figuur 3 presenteert SNP-specifieke schattingen, Figuur 4 vat de totale MR-schattingen samen, Figuur 5 ondersteunt de visuele beoordeling van pleiotropie of asymmetrie, en Figuur 6 beoordeelt de invloed van individuele SNP's. Aanvullende tabel 2 koppelt elke belangrijke protocolstap aan de bijbehorende validerende output.
Alle ruwe GWAS-samenvattingsstatistieken die in deze studie zijn geanalyseerd, zijn openbaar beschikbaar. De dataset voor de blootstelling aan ischemische beroerte is verkregen uit de IEU OpenGWAS-database onder dataset-ID ebi-a-GCST90018864. De dataset voor de uitkomst vasculaire dementie is verkregen uit de FinnGen GWAS-dataset onder dataset-ID finn-b-F5_VASCDEM. De geëxtraheerde tabel met instrumentele variabelen, de geharmoniseerde analysedataset, de MR-resultaatentabellen en de relevante uitvoerbestanden zijn als aanvullende bestanden bijgevoegd.

Figuur 1Workflow van het MR-protocol voor twee steekproeven. Deze figuur vat de belangrijkste stappen van het protocol samen, waaronder de selectie van de expositie-dataset, screening van instrumentele variabelen, extractie van uitkomstgegevens, harmonisatie van allelen, MR-schatting, heterogeniteitstoetsing, beoordeling van horizontale pleiotropie, leave-one-out-analyse en visualisatie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 2. Spreidingsdiagram van MR schattingen voor de associatie tussen IS en VaD. Elk punt vertegenwoordigt een SNP-specifieke schatting. De regressielijnen vertegenwoordigen de geschatte associatie verkregen met verschillende MR-methoden. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 3. Forest plot van single-SNP MR-schattingen. Deze figuur toont de individuele SNP-specifieke schattingen voor de associatie tussen IS-geassocieerde genetische varianten en het risico op VaD. Horizontale lijnen vertegenwoordigen 95% betrouwbaarheidsintervallen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 4. Forest plot van de totale MR- schattingen via verschillende methoden. Deze figuur vat de totale MR-schattingen samen die zijn verkregen met de IVW-, gewogen mediaan- en MR-Egger-methoden. Horizontale lijnen representeren 95% betrouwbaarheidsintervallen. MR, Mendeliaanse randomisatie; IVW, inverse variance weighted. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 5. Funnelplot van SNP-specifieke MR schattingen. Deze figuur toont de verdeling van SNP-specifieke MR-schattingen en maakt een visuele beoordeling van de symmetrie over genetische instrumenten mogelijk. MR, Mendeliaanse randomisatie; IVW, inverse variance weighted. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 6Leave-one-out sensitiviteitsanalyse. Deze figuur toont de MR-schatting na het opeenvolgend verwijderen van elke SNP. De plot werd gebruikt om te beoordelen of de algehele schatting werd bepaald door één enkel genetisch instrument. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| Nee. | SNP (enkelvoudige nucleotidepolymorfisme) | Gen | Chr. | EA | OA | EAF.IS | EAF.VD | IS β (SE) | VD β (SE) | F-statistiek | R² |
| 1 | rs10886430 | GRK5 | 10 | G | A | 0.118244 | 0.09536 | 0.1147 (0.0220) | -0.0172 (0.0852) | 27.18 | 5,61E-05 |
| 2 | rs10936572 | LOC107986051 | 3 | T | C | 0.179643 | 0.1235 | -0.0512 (0.0104) | 0.1444 (0.0743) | 24.24 | 5,01E-05 |
| 3 | rs11045239 | PDE3A | 12 | A | G | 0.492943 | 0.4629 | 0.0604 (0.0089) | 0.0303 (0.0494) | 46.06 | 9,51E-05 |
| 4 | rs11047532 | LOC105369698 | 12 | G | C | 0.305214 | 0.1513 | 0.0499 (0.0105) | 0.0159 (0.0689) | 22.59 | 4,66E-05 |
| 5 | rs11065836 | CUX2 | 12 | A | G | 0.159123 | 0.07442 | -0.0608 (0.0103) | 0.0245 (0.0929) | 34.84 | 7,20E-05 |
| 6 | rs11105378 | ATP2B1 | 12 | T | C | 0.203466 | 0.07522 | -0.0540 (0.0098) | -0.1174 (0.0916) | 30.36 | 6,27E-05 |
| 7 | rs117140252 | - | 14 | A | G | 0.041216 | 0.06988 | 0.1568 (0.0311) | 0.1498 (0.0967) | 25.42 | 5,25E-05 |
| 8 | rs117343276 | - | 10 | G | A | 0.030533 | 0.0431 | -0.0905 (0.0196) | -0.1449 (0.1233) | 21.32 | 4,40E-05 |
| 9 | rs11831940 | HDAC7 | 12 | A | G | 0.251914 | 0.3526 | 0.0631 (0.0130) | 0.1226 (0.0513) | 23.56 | 4,87E-05 |
| 10 | rs11880613 | DNM2 | 19 | A | G | 0.184857 | 0.1804 | -0.0613 (0.0110) | 0.1499 (0.0640) | 31.06 | 6,41E-05 |
| 11 | rs12445022 | LOC124903748 | 16 | A | G | 0.271667 | 0.3193 | 0.0605 (0.0112) | 0.0218 (0.0527) | 29.18 | 6,03E-05 |
| 12 | rs12509595 | - | 4 | C | T | 0.297929 | 0.3124 | 0.0577 (0.0091) | 0.1462 (0.0533) | 40.2 | 8,30E-05 |
| 13 | rs12633109 | - | 3 | T | G | 0.360897 | 0.3263 | 0.0436 (0.0089) | 0.0395 (0.0526) | 24 | 4,96E-05 |
| 14 | rs1275980 | KCNK3 | 2 | T | C | 0.498545 | 0.5481 | -0.0582 (0.0094) | -0.0128 (0.0495) | 38.33 | 7,92E-05 |
| 15 | rs13123551 | - | 4 | A | T | 0.616442 | 0.5065 | 0.0552 (0.0097) | 0.0818 (0.0493) | 32.38 | 6,69E-05 |
| 16 | rs147871383 | MIR99AHG | 21 | A | G | 0.02368 | 0.01925 | 0.2259 (0.0494) | 0.2534 (0.1903) | 20.91 | 4,32E-05 |
| 17 | rs16918175 | - | 10 | C | T | 0.104037 | 0.0811 | -0.0649 (0.0131) | 0.0332 (0.0895) | 24.54 | 5,07E-05 |
| 18 | rs17182166 | ACVR1 | 2 | T | G | 0.12494 | 0.137 | 0.0751 (0.0156) | -0.0046 (0.0703) | 23.18 | 4,79E-05 |
| 19 | rs1906779 | - | 15 | A | G | 0.211386 | 0.1239 | 0.0438 (0.0095) | -0.0342 (0.0758) | 21.26 | 4,39E-05 |
| 20 | rs1948696 | ITGB5 | 3 | C | T | 0.650138 | 0.6041 | -0.0459 (0.0091) | 0.0219 (0.0501) | 25.44 | 5,25E-05 |
| 21 | rs1973765 | LSP1 | 11 | C | T | 0.486717 | 0.4124 | 0.0441 (0.0092) | -0.0229 (0.0505) | 22.98 | 4,75E-05 |
| 22 | rs2429123 | CACNA1C, DCP1B | 12 | C | T | 0.729926 | 0.725 | 0.0473 (0.0098) | 0.0190 (0.0549) | 23.3 | 4,81E-05 |
| 23 | rs2447561 | - | 8 | T | A | 0.873442 | 0.8382 | -0.0589 (0.0116) | -0.0570 (0.0674) | 25.78 | 5,33E-05 |
| 24 | rs245015 | MSH3 | 5 | A | G | 0.685061 | 0.6562 | -0.0456 (0.0089) | 0.0065 (0.0519) | 26.25 | 5,42E-05 |
| 25 | rs2501968 | CENPQ | 6 | G | A | 0.465302 | 0.4229 | -0.0490 (0.0086) | -0.0879 (0.0498) | 32.46 | 6,71E-05 |
| 26 | rs2526620 | - | 7 | G | A | 0.252144 | 0.2459 | 0.0500 (0.0092) | 0.0505 (0.0576) | 29.54 | 6,10E-05 |
| 27 | rs284160 | TGFBR3 | 1 | A | G | 0.192644 | 0.1186 | 0.0572 (0.0096) | 0.1573 (0.0768) | 35.5 | 7,33E-05 |
| 28 | rs2842870 | PMF1, PMF1-BGLAP | 1 | C | T | 0.360398 | 0.3434 | -0.0446 (0.0087) | -0.0727 (0.0518) | 26.28 | 5,43E-05 |
| 29 | rs2880492 | NCOR2 | 12 | C | T | 0.035841 | 0.01984 | -0.1293 (0.0266) | -0.1917 (0.1781) | 23.63 | 4,88E-05 |
| 30 | rs35790371 | RBFOX1 | 16 | A | G | 0.005125 | 0.001903 | 0.5587 (0.1176) | 0.1447 (0.5420) | 22.57 | 4,66E-05 |
| 31 | rs5752720 | TTC28 | 22 | T | C | 0.28441 | 0.1844 | 0.0422 (0.0091) | -0.0311 (0.0635) | 21.51 | 4,44E-05 |
| 32 | rs57694670 | SH3PXD2A | 10 | G | A | 0.433638 | 0.3834 | -0.0507 (0.0086) | 0.0080 (0.0507) | 34.76 | 7,18E-05 |
| 33 | rs6462001 | - | 7 | T | G | 0.881494 | 0.8329 | -0.0765 (0.0151) | -0.0567 (0.0662) | 25.67 | 5,30E-05 |
| 34 | rs6843082 | - | 4 | A | G | 0.65294 | 0.6907 | -0.0438 (0.0092) | -0.0568 (0.0534) | 22.67 | 4,68E-05 |
| 35 | rs7091346 | SH3PXD2A | 10 | T | C | 0.45273 | 0.2664 | -0.0582 (0.0098) | -0.0143 (0.0552) | 35.27 | 7,28E-05 |
| 36 | rs7194129 | CFDP1 | 16 | T | C | 0.573691 | 0.5538 | 0.0399 (0.0084) | 0.0293 (0.0495) | 22.56 | 4,66E-05 |
| 37 | rs7341574 | ZFPM2 | 8 | T | C | 0.313243 | 0.3895 | 0.0463 (0.0094) | -0.0774 (0.0505) | 24.26 | 5,01E-05 |
| 38 | rs7451833 | - | 6 | G | A | 0.103042 | 0.1166 | 0.1280 (0.0220) | 0.1253 (0.0777) | 33.85 | 6,99E-05 |
| 39 | rs74617384 | LPA | 6 | T | A | 0.070999 | 0.04573 | 0.1415 (0.0281) | -0.0532 (0.1162) | 25.36 | 5,24E-05 |
| 40 | rs74849463 | PIK3C2B | 1 | T | C | 0.240949 | 0.2043 | 0.0445 (0.0092) | -0.0319 (0.0616) | 23.4 | 4,83E-05 |
| 41 | rs757241 | AFAP1-AS1 | 4 | C | G | 0.673377 | 0.6704 | -0.0681 (0.0145) | -0.0274 (0.0523) | 22.06 | 4,56E-05 |
| 42 | rs76099321 | CNNM2 | 10 | A | G | 0.052085 | 0.02979 | -0.0691 (0.0150) | -0.2215 (0.1464) | 21.22 | 4,38E-05 |
| 43 | rs7670136 | - | 4 | C | T | 0.571088 | 0.6269 | -0.0473 (0.0101) | 0.0391 (0.0509) | 21.93 | 4,53E-05 |
| 44 | rs77455924 | NTM | 11 | T | C | 0.056457 | 0.02996 | 0.1632 (0.0331) | 0.0444 (0.1477) | 24.31 | 5,02E-05 |
| 45 | rs7820334 | - | 8 | T | C | 0.246549 | 0.2949 | -0.0643 (0.0127) | -0.1327 (0.0648) | 25.63 | 5,29E-05 |
| 46 | rs7859727 | CDKN2B-AS1 | 9 | T | C | 0.518845 | 0.4151 | 0.0569 (0.0087) | 0.0281 (0.0498) | 42.77 | 8,83E-05 |
| 47 | rs7989823 | COL4A1, COL4A2 | 13 | C | A | 0.591615 | 0.6188 | 0.0527 (0.0089) | 0.0693 (0.0518) | 35.06 | 7,24E-05 |
| 48 | rs79960344 | - | 17 | G | T | 0.102808 | 0.1031 | 0.0651 (0.0130) | -0.1596 (0.0805) | 25.08 | 5,18E-05 |
| 49 | rs880315 | CASZ1 | 1 | C | T | 0.445525 | 0.4139 | 0.0416 (0.0089) | 0.0444 (0.0501) | 21.85 | 4,51E-05 |
| 50 | rs9112 | LOC100505841 | 5 | A | G | 0.436595 | 0.3573 | 0.0407 (0.0085) | -0.0274 (0.0523) | 22.93 | 4,74E-05 |
| 51 | rs979380 | - | 17 | A | G | 0.531844 | 0.6197 | -0.0417 (0.0084) | -0.0196 (0.0506) | 24.64 | 5,09E-05 |
| EAF.IS en EAF.VD duiden respectievelijk op de effect-allelfrequenties in de datasets van de blootstelling aan ischemische beroerte en de uitkomst vasculaire dementie. F-statistiek = (β/SE)². R² per SNP = F/(F + N − 2), waarbij N = 484.121. SNP's werden geselecteerd met behulp van p < 5 × 10-6 en linkage disequilibrium-clumping met r² < 0,001 binnen een venster van 10.000 kb. |
Tabel 1: Genetische instrumenten voor ischemische beroerte en overeenkomstige SNP-uitkomstassociaties voor VaD. De tabel vermeldt de uiteindelijke 51 SNP's, inclusief SNP-ID, gekoppeld gen, chromosoom, allelen, EAF, SNP-eigenschapsschattingen, F-statistieken en R2 per SNP. SNP's werden geselecteerd bij p < 5 × 10-6 en geclumpt bij r2 < 0,001 binnen 10.000 kb. EAF.IS en EAF.VD duiden respectievelijk op de effect-allelfrequenties in de IS- en VD-datasets. Chr., chromosoom; EA, effect-allel; OA, ander allel; EAF, effect-allelfrequentie; IS, ischemische beroerte; VD, vasculaire dementie. Klik hier om deze tabel te downloaden.
Aanvullende tabel 1. MR-PRESSO-beoordeling van horizontale pleiotropie voor de analyse van ischemische beroerte–vasculaire dementie. Deze tabel vat de MR-PRESSO-analyse samen die is uitgevoerd om globale horizontale pleiotropie en potentiële outlier-varianten te beoordelen met behulp van de definitieve geharmoniseerde dataset van 51 SNP's.Klik hier om dit bestand te downloaden.
Aanvullende tabel 2. Protocolstappen en overeenkomstige valideringsresultaten.Deze tabel koppelt elke belangrijke stap van het protocol aan het bijbehorende representatieve resultaat en de vermelde locatie in het manuscript, wat de implementatie en validatie van de analytische workflow aantoont.Klik hier om dit bestand te downloaden.