Дизайн исследования
В данном исследовании использовался метод менделевской рандомизации (МР) для двух выборок с целью изучения причинно-следственной связи между воспалительными признаками, связанными с NETs, и СД2, а также его осложнениями. Структура МР опирается на три ключевых допущения20: 1) генетический вариант должен быть достоверно связан с воздействием, 2) генетический вариант должен влиять на исход только через воздействие (исключение плейотропии) и 3) генетический вариант не должен быть связан с какими-либо конфаундингами. Подробный обзор процесса данного исследования представлен на Рисунке 1. Рукопись составлена в соответствии с рекомендациями MR-STROBE по представлению результатов исследований МР, что обеспечивает строгие стандарты прозрачности и воспроизводимости21.
Источники данных
Данные полногеномных поисков ассоциаций (GWAS), использованные в данном анализе менделевской рандомизации (MR), были получены из открытых баз данных GWAS. Что касается сводных данных GWAS по СД2, были включены крупнейший метаанализ европейской популяции, включающий 74 124 случая заболевания и 824 006 контрольных образцов, а также проспективное вложенное исследование «случай-когорта», проведенное в Европе, в котором было 9 978 случаев заболевания и 12 348 контрольных образцов22. Для диабетических осложнений, включая СД2 с почечными осложнениями и СД2 с нарушениями периферического кровообращения, в данном исследовании использовались сводные статистики GWAS из работ, в которых в качестве случаев заболевания выступали пациенты с СД2 и конкретным осложнением, а в качестве контроля — лица без СД2. Подробная информация об источниках данных представлена в Дополнительной таблице 1.
Данные GWAS для воспалительных признаков, связанных с NETs, были получены из каталога GWAS (см. Дополнительную таблицу 2). Чтобы учесть неоднородность биологической специфичности, в данном исследовании включенные факторы воздействия были разделены на две отдельные группы на основе их функциональной роли в биологии нейтрофилов: (1) Основные факторы, связанные с NETosis: эта категория включает маркеры, непосредственно участвующие в структурном формировании NETs или в ферментативном процессе деконденсации хроматина. В частности, в исследование были включены сами NETs, миелопероксидаза (MPO), нейтрофильная эластаза (NE) и комплекс MPO-ДНК. MPO и NE являются важными ферментами для деградации гистонов и деконденсации хроматина, в то время как комплекс MPO-ДНК служит специфическим суррогатным маркером NETs23. (2) Воспалительные медиаторы, связанные с NETs: эта категория охватывает цитокины и медиаторы, которые выступают в качестве вышестоящих регуляторов или нижестоящих эффекторов, тесно связанных с NETosis, но также участвующих в более широких путях воспаления. В эту группу входят интерлейкин-6 (IL-6)24, фактор некроза опухоли-альфа (TNF-α)25, уровни нейтрофильного липокалина, ассоциированного с желатиназой (NGAL)26, и фактор сети клеточной коммуникации 1 (CCN1)27.
Данные, использованные в этом исследовании, были получены из баз данных открытого доступа или GWAS, опубликованных в предыдущих работах; следовательно, данное исследование не требовало этического одобрения.
Подбор генетических инструментов, связанных с NETs
Поскольку образование NETs представляет собой динамический биологический процесс, который не измеряется напрямую в традиционных GWAS, в данном исследовании был применен генно-ориентированный подход для идентификации генетических инструментов для воспалительных признаков, связанных с NETs. На основе имеющихся механистических исследований и опубликованной литературы28 был сформирован полный набор из 257 генов, которые, как известно, играют критическую роль в образовании и регуляции NETs (например, MPO), а также генов, кодирующих гистоны и белки гранул нейтрофилов.
Выбор инструментальных переменных
Для выявления надежных генетических инструментов для воспалительных признаков, связанных с NETs, в данном исследовании был применен рабочий процесс последовательной фильтрации с использованием сводных статистических данных GWAS. Конкретные этапы выполнения были следующими:
Первичный скрининг: Генетические варианты, имеющие значимую связь с признаками воздействия, были отобраны29 на основании порога значимости P < 5 × 10⁻6.
Фильтрация по частоте минорного аллеля (MAF): для обеспечения статистической значимости были исключены однонуклеотидные полиморфизмы (SNP) с MAF ≤ 0.0130.
Клампинг при неравновесном сцеплении (LD): для устранения искажающего влияния неравновесного сцепления (LD) независимые SNP были отобраны с помощью функции клампинга при параметрах r2 < 0.001 в окне 10 000 kb31.
Оценка силы инструментов: сила каждого оставшегося инструментального переменного (IV) была количественно определена с использованием F-статистики, рассчитанной по формуле F = R2 × (N-2) / (1-R2). Для минимизации смещения, вызванного слабыми инструментами, были сохранены только те SNP, F-статистика которых была > 1032.
Идентификация прокси-SNP и гармонизация данных
Для устранения проблемы отсутствующих SNP в наборе данных исходов в данном исследовании был проведен поиск прокси-маркеров и процесс гармонизации данных:
Замена прокси-SNP: в случаях, когда целевой SNP из GWAS экспозиции отсутствовал в GWAS исходов, в данном исследовании использовалась функция LDproxy() на основе европейской референсной панели проекта «1 000 геномов». Кандидат в прокси-SNP выбирался только в том случае, если он демонстрировал высокий уровень LD с исходным SNP (r2> 0.8). Если подходящий прокси-SNP не был найден, данный SNP исключался из анализа.
Гармонизация: Наборы данных по воздействию и исходам были выровнены с помощью функции harmonise_data() из пакета TwoSampleMR (R версии 4.0.5). В данном исследовании был установлен параметр action = 2 для автоматического приведения всех SNP к прямой цепи и удаления палиндромных SNP с неопределенной ориентацией цепи.
Верификация: После гармонизации в данном исследовании была проведена ручная проверка гармонизированного набора данных для подтверждения того, что частоты эффекторных аллелей были согласованы между данными по экспозиции и исходу.
Менделевский рандомизационный анализ и тесты на чувствительность
Причинно-следственный вывод был выполнен с использованием пакета TwoSampleMR (R версии 4.0.5).
Первичный и вторичный анализ: В данном исследовании в качестве основного метода использовался метод обратной дисперсии (Inverse Variance Weighted, IVW)33. Для подтверждения надежности результатов были проведены дополнительные анализы с использованием методов MR-Egger34, взвешенного медианного значения и взвешенного модального значения35.
Оценка чувствительности: Гетерогенность между инструментальными переменными (IV) оценивали с помощью критерия Q Кокрана36 с использованием функции mr_heterogeneity(). Горизонтальную плейотропию оценивали с помощью теста перехвата MR-Egger34 (mr_pleiotropy_test()).
Выявление выбросов: в данном исследовании для обнаружения потенциальных выбросов использовался пакет MR-PRESSO37. Функция mr_presso() была запущена с 1 000 симуляций. Выявленные SNP-выбросы (P < 0.05) были удалены, а причинно-следственные оценки пересчитаны для проверки стабильности результатов. Кроме того, был проведен анализ с исключением одного варианта (leave-one-out analysis), чтобы убедиться, что причинно-следственная связь не была обусловлена одним единственным SNP38.
Статистическая коррекция
Для учета множественного тестирования P-значения, полученные в результате MR-анализа, были скорректированы с использованием метода контроля ложноположительных результатов (FDR). Это было реализовано с помощью функции P.adjust() в среде R с параметром method = "fdr". Связи со скорректированным P-значением (PFDR) < 0,05 считались статистически значимыми.