$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Генетические причинно-следственные эффекты фенотипов иммунных клеток на HT
После исключения потенциальных сопутствующих факторов и отсутствия горизонтальной плейотропии (P > 0,05) был проведён двухобразный МР-анализ для оценки причинного эффекта фенотипов иммунных клеток на риск ГТ. Для каждого фенотипа иммунной клетки, используемого в качестве воздействия, была рассчитана F-статистика для оценки силы инструментальных переменных. Все приборы превышали обычный порог F > 10, что указывает на минимальное слабое смещение прибора. Подробная F-статистика по ключевым иммунным признакам, рассмотренным в основном тексте, приведена в Дополнительной таблице 2. Всего 32 иммунно-связанных фенотипа выявили значимые связи с риском ГТ (P < 0,05) (рисунок 1). Надёжность этих результатов была подтверждена анализами рассеяных диаграмм (дополнительный рисунок 2A,B) и анализами чувствительности с использованием метода «оставления одного» (дополнительный рисунок 3A,B).
Среди основных результатов фенотип Treg проявил наибольшее участие: CD3 на CD39+ выделяет Treg (OR = 1,063; 95% CI: 1,023–1,105; P = 0,002) и CD39+ активировал Treg %активированный Treg (OR = 1,081; 95% CI: 1,008–1,161; P = 0,030), которые стали ключевыми риск-связанными признаками, которые впоследствии были приоритетом для медиационного анализа. На стадиях созревания Т-клеток CD3 на CM CD8br показал наибольший размер эффекта среди признаков, связанных с риском (OR = 1,094; 95% CI: 1,040–1,150; P < 0,001), тогда как TD DN (CD4⁻CD8⁻) AC показал заметную защитную ассоциацию (OR = 0,930; 95% CI: 0,881–0,982; P = 0,009). Среди фенотипов B-клеток подгруппы миелоидных клеток, экспрессирующие HLA-DR, стабильно демонстрировали эффект повышения риска, при этом HLA DR на CD33dim HLA DR+ CD11b⁻ достигал OR = 1,095 (95% ДИ: 1,032–1,162; P = 0,003). Полные результаты по всем шести категориям иммунных клеток: cDC, Treg, стадии созревания T-клеток, TBNK, моноцитов, B-клеток и фенотипы миелоидных клеток приведены в Рисунок 1.
Анализ чувствительности дополнительно подтвердил результаты. На основе соответствующих статистических оценок (Дополнительная таблица 3 и Дополнительная таблица 4) не выявлено значимых доказательств гетерогенности и горизонтальной плейотропии. Эти результаты были подтверждены анализом «оставления одного».
Причинно-следственное влияние ГТ на иммунные клетки
Результаты показали, что HT положительно связан с двумя иммунными признаками: секретирующими CD4-регуляторными Т-клетками (1.143: 1.023-1.277; p = 0,018) и моноцитарные миелоидно-супрессорные клетки (1,373: 1,058-1,782; P = 0,017). В отличие от этого, HT была отрицательно причинно связана с четырьмя иммунными особенностями: активированными регуляторными Т-клетками CD4 (0,818: 0,679-0,987; P = 0,036), активированная регуляторная Т-клетка CD4+ (0,790: 0,676-0,924; P = 0,003), активированная и покоящаяся CD4-регуляторная Т-клетка (0,871: 0,780-0,974; P = 0,015) и CD25++ CD4+ Т-ячейки (0,855: 0,747-0,980; p = 0,017) (рисунок 2). Эти результаты свидетельствуют о взаимной связи между состояниями активации HT и TREG, что может отражать ремоделирование иммунитета, вызванное болезнью. Диаграммы рассеяния (дополнительный рисунок 4) и метод «оставления одного» (дополнительный рисунок 5) подтвердили стабильность результатов. Анализ чувствительности также подтвердил результаты. Сильность этих результатов была подтверждена оценками гетерогенности и горизонтальной мультипликативности (Дополнительная таблица 5 и Дополнительная таблица 6). Эти выводы подтверждаются анализом «оставляя один вывод».
Генетические причинно-следственные эффекты метаболитов плазмы на HT
После выбора подходящих инструментальных переменных и исключения цепочечных дисбалансов и слабых инструментов было выявлено всего 34 843 SNP, связанных с плазменными метаболитами, при этом минимальная F-статистика достигла 19,50 (Дополнительная таблица 7). С помощью метода IVW предварительно было обнаружено причинно-следственное соотношение 9 метаболитов плазмы с ГТ. Среди них 4 метаболита положительно ассоциировали повышенный риск ГТ: соотношение глюкозы к мальтозе (1,195: 1,082-1,319; P < 0,001), таурохоловая кислота (1,190: 1,073-1,321; P = 0,001), 5-гидроксиметил-2-фуроилкарнитин (1,127: 1,046-1,215; P = 0,002), и C5 (1,120: 1,032-1,215; P = 0,006) (Таблица 1).
Напротив, 5 метаболитов могут быть негативно связаны с риском ГТ, включая эрготионеин (0,958: 0,927-0,990; P = 0,010), соотношение карнитина к пропионилкарнитину (C3) (0,895: 0,825-0,970; P = 0,007), соотношение аденозина 5'-дифосфата (ADP) к N-ацетилнейраминату (0,890: 0,823-0,963; P = 0,004), соотношение аргинин к глутамат (0,882: 0,802-0,968; P = 0,009), и 1-(1-энил-пальмитоил)-2-линолеоил-GPE (p-16:0/18:2) (0,873: 0,798-0,955; P = 0,003).
Анализ чувствительности также подтвердил результаты. Сильность этих результатов была подтверждена оценками гетерогенности и горизонтальной множественности (Дополнительная таблица 8 и Дополнительная таблица 9). Эти выводы подтверждаются анализом «оставляя один вывод».
Опосредование риска иммунных клеток-ГТ метаболитами плазмы
Опираясь на ранее выявленные фенотипы иммунных клеток и метаболиты плазмы, была применена стратегия МР из двух образцов для оценки потенциальных опосредующих эффектов. На первом этапе были проведены МР-анализы с использованием 32 фенотипов иммунных клеток в качестве воздействия и 9 метаболитов плазмы в качестве результатов, выявив 12 значимых причинных связей между 10 фенотипами иммунных клеток и 8 метаболитами плазмы, с соответствующими оценками эффекта β1 от иммунных клеток к метаболитам. Среди них наиболее значимая связь была выявлена между CD3 на клетках Treg CD39+ и уровнями C5 (1,050: 1,016-1,085; P = 0,004). На втором этапе C5 рассматривался как воздействие, а HT — как результат. Были проведены МРТ-анализы, включая обнаружение выбросов MR-PRESSO и оценку гетерогенности и горизонтальной плейотропии. Выбросов SNP или доказательств гетерогенности или плейотропии не выявлено (Таблица 2), что позволяет оценить причинное влияние от метаболита плазмы к HT (β2) (дополнительный рисунок 6).
На заключительном этапе МР-анализа были проведены медиаторные анализы для уточнения, опосредован ли причинный эффект фенотипов иммунных клеток на ГТ через метаболиты плазмы. Результаты показали, что повышенный уровень C5 действует как медиатор в пути, связывающем CD3 на клетках Treg, выделяющих CD39+, с повышенным риском развития HT (дополнительный рисунок 7 и рисунок 3). Тесты обнаружения выбросов MR-PRESSO, гетерогенности и плейотропии не выявили предвзятых SNP и признаков гетерогенности или горизонтальной плейотропии (Таблица 3, Дополнительная таблица 10 и Дополнительная таблица 11). Среди них медиационная доля уровней C5 составляла 8,89% (2,34% до 15,4%) (P = 0,008). Наконец, были проведены МР-анализы с помощью обратной медиации для строгой проверки предположений направленности. Для метаболитов в иммунные клетки обратный МР (уровень C5 до CD3 на CD39+, выделяющий Трег) не показал значимых причинных эффектов ( IVW P > 0,05 после коррекции Бонферрони), что подтверждает однонаправленность (Таблица 4). Для HT к метаболитам обратный MR (уровни HT до C5) не выявили причинных связей (IVW P > 0,05 после коррекции Бонферрони), что подтверждает предполагаемую направленность (Таблица 5). Учитывая скромный общий эффект и отсутствие взаимных доказательств при двунаправленном МРТ, эти результаты медиации следует считать исследовательскими.
Анализ проточной цитометрии CD3+CD4+CD25+CD39+ Трег
Для подтверждения результатов анализа метаболомики была проведена экспериментальная валидация in vitro для оценки характеристик экспрессии CD39+ Treg и плазмы C5. Проточная цитометрия использовалась для количественной оценки клеток Treg (CD3⁺CD4⁺CD25⁺) и их подмножеств CD39⁺ (CD3⁺CD4⁺CD25⁺CD39⁺) в периферической крови у пациентов с HT и здоровой контрольной группы. Как показано на рисунке 4A–C, как клетки Treg (CD3⁺CD4⁺CD25⁺), так и подгруппы CD39⁺ Treg были значительно повышены у пациентов с HT по сравнению со здоровыми пациентами (P < 0,001). Таргетное метаболомное профилирование плазмы с использованием тандемной масс-спектрометрии дополнительно показало, что уровень C5 был значительно выше в группе HT (P < 0,001, рисунок 4D). Кроме того, корреляционный анализ Пирсона выявил положительную связь между уровнем C5 в плазме и частотой подмножества CD39⁺Treg (рисунок 4E), что соответствует предполагаемому пути CD39⁺Treg-C5-HT, идентифицированному MR. Однако поперечное разрезное устройство и небольшой размер выборки исключают причинно-следственный вывод только на основе этих данных.
ДОСТУПНОСТЬ ДАННЫХ:
Сводные статистические данные по геномному исследованию ассоциаций (GWAS) по тиреоидиту Хашимото были получены из каталога GWAS (ebi-a-GCST90018855; https://gwas.mrcieu.ac.uk/). Сводные статистические данные по признакам иммунных клеток были получены из каталога GWAS (ebi-a-GCST90001391 до ebi-a-GCST90002121; https://www.ebi.ac.uk/gwas/). Данные о метаболитах плазмы были получены из каталога GWAS (GCST90199621-GCST90201020; https://www.ebi.ac.uk/gwas/studies/GCST90199621-90201020). Данные, подтверждающие результаты этого исследования, приведены в Дополнительном файле 1.

Рисунок 1: Лесной участок, показывающий причинное влияние иммунных клеток на тиреоидит Хашимото. Лесной график, обобщающий причинные эффекты всех признаков иммунных клеток, оценённых в этом исследовании при тиреоидите Хашимото (ГТ). Сокращения: nsnp, количество однонуклеотидных полиморфизмов (SNP); pval, P-значение; OR, коэффициент шансов; CI, доверительный интервал. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 2: Лесной график, показывающий причинное влияние тиреоидита Хашимото на фенотипы иммунных клеток. Лесной график, обобщающий причинное влияние ГТ на различные фенотипы иммунных клеток. Сокращения: nsnp, количество SNP; pval, P-значение; OR, коэффициент шансов; CI, доверительный интервал. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 3: Лесной участок, показывающий медиаторный эффект плазмы изовалерилкарнитина (C5) между CD39+ и тиреоидитом Хашимото. Лесной график, обобщающий причинные эффекты плазмы C5, которые опосредуют связь между CD39+ и HT. Сокращения: OR, отношение шансов; CI, доверительный интервал. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 4: Экспрессия регуляторных Т-клеток CD39+ и уровней плазменного изовалерилкарнитина (C5) у пациентов с тиреоидитом Хашимото. (A) Стратегия контроля потоковой цитометрии для регуляторного T (Treg; клетки CD3+CD4+CD25+) и клетки CD39+ Treg. (B) Общие уровни трег-клеток. (C) Уровни CD39+ Treg клетки. (D) Уровни изовалерилкарнитина (C5) в плазме, измеряемые тандемной масс-спектрометрией. (E) Анализ корреляции Пирсона между уровнями плазменного изовалерилкарнитина (C5) и долей клеток CD39+ Treg. Сокращения: SSC-A, боковая зона рассеяния; FSC-A, зона рассеяния вперёд; FSC-H, высота рассеяния вперёд. P < 0,001 против здоровых контролей. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.
Таблица 1: Причинные эффекты девяти значительно ассоциированных метаболитов плазмы на тиреоидит Хашимото. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Таблица 2: Причинное влияние уровней изовалерилкарнитина (C5) на тиреоидит Хашимото (β₂). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Таблица 3: Причинное влияние регуляторных Т-клеток CD3+CD39+ на тиреоидит Хашимото. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Таблица 4: Причинное влияние уровней изовалерилкарнитина (C5) на регуляторные Т-клетки CD3+CD39+. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Таблица 5: Причинное влияние тиреоидита Хашимото на уровень изовалерилкарнитина (C5). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительный рисунок 1: Дизайн исследования и аналитический рабочий процесс. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительный рисунок 2: Диаграммы рассеяния, показывающие причинные оценки связей между 32 признаками иммунных клеток и тиреоидитом Хашимото. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительный рисунок 3: Анализы с исключением, оценивающие устойчивость причинных эффектов 32 признаков иммунных клеток на тиреоидит Хашимото. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительный рисунок 4: Диаграммы рассеяния, показывающие причинное влияние тиреоидита Хашимото на шесть фенотипов иммунных клеток. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительный рисунок 5: Анализы с исключением, оценивающие устойчивость причинных эффектов тиреоидита Хашимото на шесть фенотипов иммунных клеток. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительный рисунок 6: Причинная связь между уровнем изовалерилкарнитина (C5) и риском тиреоидита Хашимото. (A) Лесной участок, показывающий причинное влияние уровней изовалерилкарнитина (C5) на риск HT (β₂). (B) Диаграмма рассеяния, показывающая оценку причинного эффекта для каждого SNP на риск HT. (C) Воронковый график, оценивающий гетерогенность оценок менделевской рандомизации (MR) для влияния уровней C5 на риск HT. (D) Анализ «оставляя одного» (left-one-out) анализ, показывающий, что общая оценка риска не была существенно подвержена влиянию какой-либо отдельной SNP. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительный рисунок 7: Причинная связь между регуляторными Т-клетками CD3+CD39+ и риском тиреоидита Хашимото. (A) Лесной участок, показывающий общий причинно-следственный эффект регуляторных Т-клеток CD3+CD39+ на риск HT. (B) Диаграмма рассеяния, показывающая оценку причинного эффекта для каждого SNP на риск HT. (C) Воронковый график, оценивающий гетерогенность оценок МРТ влияния регуляторных Т-клеток CD3+CD39+ на риск ГТ. (D) Анализ «оставляя одного» (left-one-out) анализ, показывающий, что общая оценка риска не была существенно подвержена влиянию какой-либо отдельной SNP. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительная таблица 1: Характеристики общегеномных ассоциативных исследовательских наборов данных для метаболитов плазмы, используемых в менделевском рандомизационном анализе. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительная таблица 2: Характеристики инструментальных переменных (SNP) и F-статистики для ключевых фенотипов иммунных клеток, используемых в менделевском рандомизационном анализе. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительная таблица 3: Оценка плейотропии для менделевского рандомизационного анализа фенотипов иммунных клеток при тиреоидите Хашимото. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительная таблица 4: Оценка гетерогенности для менделевского рандомизационного анализа фенотипов иммунных клеток при тиреоидите Хашимото. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительная таблица 5: Оценка плейотропии для менделевского рандомизационного анализа тиреоидита Хашимото на фенотипах иммунных клеток. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительная таблица 6: Оценка гетерогенности для менделевского рандомизационного анализа тиреоидита Хашимото на фенотипах иммунных клеток. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительная таблица 7: Однонуклеотидные полиморфизмы, связанные с метаболитами плазмы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительная таблица 8: Оценка плейотропии для менделевского рандомизационного анализа метаболитов плазмы при тиреоидите Хашимото. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительная таблица 9: Оценка гетерогенности для менделевского рандомизационного анализа метаболитов плазмы при тиреоидите Хашимото. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительная таблица 10: Оценка плейотропии для медиаторного анализа ассоциаций фенотипа иммунных клеток с тиреоидитом Хашимото с помощью метаболитов плазмы.Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительная таблица 11: Оценка гетерогенности для медиаторного анализа ассоциаций фенотипа иммунных клеток с тиреоидитом Хашимото по метаболитам плазмы.Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительный файл 1: Данные, подтверждающие результаты данного исследования. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.