今天给同学们分享一篇生信文章“Bidirectional Mendelian randomization analysis of the genetic association between primary lung cancer and colorectal cancer”,这篇文章发表在J Transl Med期刊上,影响因子为7.4。
结果解读:
MR分析结果
在LC到CRC MR分析中,GWAS研究中的4002个整体LC,1176个LUAD和2789个LUSC IVs达到了显著差异(P < 5 × 10 –8 )。整体LC,LUAD和LUSC IVs数据集分别鉴定出3912个,1122个和2755个非回文序列的IVs(分别在整体LC,LUAD和LUAD IVs数据集中鉴定出90个,54个和34个回文序列)。基于遗传变异位点之间的LD状态,选择了与整体LC,LUAD和LUSC相关的25个,13个和15个独立IVs,没有LD相关性(3887个整体LC,1135个LUAD和2770个LUSC IVs不是LD独立的。r 2 < 0.01,窗口= 500 kb)。使用PhenoScanner数据库(吸烟:rs3999544,rs55781567,rs56113850;饮酒:rs17391694;BMI:rs71658797)去除与混杂因素相关的IVs [31, 32]。最终,作者确定了20个整体LC的遗传IVs,10个LUAD的IVs和15个LUSC的IVs。
整体结肠癌的MR结果
在前向MR中,在整体LC到整体CRC MR研究中,IVW分析揭示了整体LC和整体CRC在遗传水平上存在显著关联(IVW:OR = 1.0026;95% CI 1.0009–1.0043,P = 0.0029;图2A,3A)。简单中位数方法、加权中位数方法、MR-PRESSO方法和MR-RAPS方法均显示了整体LC和整体CRC之间存在显著关联的证据(简单中位数:OR = 1.0035,95% CI 1.0014–1.0057,P = 0.0012;加权中位数:OR = 1.0040,95% CI 1.0020–1.0060,P = 0.0001;MR-PRESSO:OR = 1.0026,95% CI 1.0009–1.0043,P = 0.0080;MR-RAPS:OR = 1.0026,95% CI 1.0013–1.0040,P = 0.0002;图2A)。
LUSC到CRC的MR结果
在对LUSC和整体CRC MR的研究中,作者发现了LUSC和整体CRC之间存在显著的遗传相关性(IVW:OR = 1.0017,95% CI 1.0006–1.0028,P = 0.0022;简单中位数:OR = 1.0025,95% CI 1.0011–1.0039,P = 0.0007;加权中位数:OR = 1.0025,95% CI 1.0011–1.0039,P = 0.0005;MR-PRESSO:OR = 1.0017,95% CI 1.0006–1.0028,P = 0.0084;MR-RAPS:OR = 1.0017,95% CI 1.0008–1.0027,P = 0.0002;图2D,3D)。
在LUSC到结肠癌的MR研究中,作者发现了这两种疾病之间存在显著的遗传相关性(IVW:OR = 1.0008,95% CI 1.0002–1.0014,P = 0.0133;简单中位数:OR = 1.0011,95% CI 1.0002–1.0021,P = 0.0172;加权中位数:OR = 1.0010,95% CI 1.0001–1.0019,P = 0.0304;MR-PRESSO:OR = 1.0008,95% CI 1.0002–1.0014,P = 0.0266;MR-RAPS:OR = 1.0008,95% CI 1.0002–1.0014,P = 0.0138;图2E,3E)。
在LUSC对直肠癌的MR研究中,作者发现这两种癌症之间存在显著的遗传相关性(IVW:OR = 1.3719;95% CI 1.0687–1.7613;P = 0.0131;简单中位数:OR = 1.3616;95% CI 1.0249–1.8089;P = 0.0332;加权中位数:OR = 1.2885;95% CI 1.0089–1.6456;P = 0.0422;MR-PRESSO:OR = 1.3719;95% CI 1.0687–1.7613;P = 0.0264;MR-RAPS:OR = 1.3871;95% CI 1.1745–1.6383;P = 0.0001;图2F,3F)。
LUAD到CRC的MR结果
在作者对LUAD和整体CRC MR的调查中,作者没有观察到LUAD和整体CRC之间的任何显著的遗传关联(IVW:OR = 0.9993;95% CI 0.9975–1.0010;P = 0.4092;简单中位数:OR = 1.00001;95% CI 0.9979–1.0021;P = 0.9956;加权中位数:OR = 0.9990;95% CI 0.9970–1.0011;P = 0.3512;MR-PRESSO:OR = 0.9993;95% CI 0.9975–1.0010;P = 0.4306;MR-RAPS:OR = 0.9993;95% CI 0.9978–1.0007;P = 0.2932;图2G,3G)。
在作者对LUAD和结肠癌的MR研究中,作者没有观察到这两种疾病之间存在显著的遗传相关性(IVW:OR = 1.0004;95% CI 0.9993–1.0014;P = 0.5073;简单中位数:OR = 1.0007;95% CI 0.9992–1.0021;P = 0.3669;加权中位数:OR = 1.0003;95% CI 0.9990–1.0016;P = 0.6627;MR-PRESSO:OR = 1.0004;95% CI = 0.9993–1.0014;P = 0.5239;MR-RAPS:OR = 1.0004;95% CI 0.9994–1.0014;P = 0.4726;图2H,3H)。
在LUAD到直肠癌的MR研究中,作者没有发现LUAD和直肠癌在基因水平上存在显著相关性(IVW:OR = 0.8882;95% CI 0.7156–1.1026;P = 0.2825;简单中位数:OR = 0.8301;95% CI 0.6190–1.1132;P = 0.2136;加权中位数:OR = 0.8268;95% CI 0.6180–1.1063;P = 0.2005;MR-PRESSO:OR = 0.8882;95% CI 0.7576–1.0414;P = 0.1783;MR-RAPS:OR = 0.8874;95% CI 0.7114–1.1068;P = 0.2892;图2I,I,33I)。
CRC到LC的MR分析结果
工具变量的选择
在CRC到LC MR分析中,GWAS研究中的56个总体CRC,45个结肠癌和29个直肠癌IVs达到了显著差异(5 × 10 –8 )。在SNPs数据集中已经确定了一个回文序列(总体CRC,结肠癌和直肠癌:rs11874392)。根据遗传变异位点之间的LD状态,选择了与总体CRC,结肠癌和直肠癌相关的50个,39个和25个独立IVs,没有LD相关性(5个总体CRC,5个结肠癌和3个直肠癌IVs不是LD独立的。r 2 < 0.01,窗口= 500 kb)。使用PhenoScanner数据库删除与混杂因素相关的IVs(吸烟:rs597808;饮酒:rs174533;BMI:rs1446585,rs597808,rs174533,rs1446585)。最终,作者确定了47个总体CRC的遗传IVs,37个结肠癌的IVs和25个直肠癌的IVs(附加文件3:表S2)。
整体结直肠癌到肝癌的MR结果
关于反向MR,在整体CRC到整体LC MR研究中,作者没有观察到整体CRC和整体LC之间的任何显著遗传关联(IVW:OR = 1.0074;95% CI 0.9112–1.1137;P = 0.8852;简单中位数:OR = 1.0443;95% CI 0.9027–1.2081;P = 0.5599;加权中位数:OR = 1.029;95% CI 0.8929–1.1857;P = 0.6930;MR-PRESSO:OR = 1.0074;95% CI 0.9285–1.0930;P = 0.8598;MR-RAPS:OR = 1.0075;95% CI 0.9870–1.1171;P = 0.8866;图4A,5A)。
结肠癌的MR结果转为肝癌
在结直肠癌和整体LC MR研究中,作者在遗传水平上没有获得任何统计学上显著的结直肠癌和整体LC之间的关联(IVW:OR = 1.008;95% CI 0.8989–1.1302;P = 0.8921;简单中位数:OR = 1.0609;95% CI 0.8978–1.2535;P = 0.4876;加权中位数:OR = 1.0609;95% CI 0.9027–0.9027;P = 0.4727;MR-PRESSO:OR = 1.008;95% CI 0.9168–1.1081;P = 0.8708;MR-RAPS:OR = 1.0081;95% CI 0.8961–1.1342;P = 0.8931;图4D,5D)。
在结直肠癌和肺鳞状细胞癌之间,作者没有检测到两种癌症之间的显著遗传相关性(IVW:OR = 1.1206;95% CI 0.909–1.3815;P = 0.2861;简单中位数:OR = 1.2645;95% CI 0.9283–1.7226;P = 0.1367;加权中位数:OR = 1.2259;95% CI 0.9063–1.6584;P = 0.1864;MR-PRESSO:OR = 1.1206;95% CI 0.909–1.3815;P = 0.2917;MR-RAPS:OR = 1.1237;95% CI 0.9073–1.3916;P = 0.2852;图4E,5E)。
在结直肠癌到LUAD MR研究中,作者也没有在遗传水平上发现这两种疾病之间的显著相关性(IVW:OR = 1.1274;95% CI 0.9309–1.3652;P = 0.2197;简单中位数:OR = 1.0898;95% CI 0.8275–1.4353;P = 0.5404;加权中位数:OR = 1.0963;95% CI 0.8369–1.436;P = 0.5045;MR-PRESSO:OR = 1.1274;95% CI 0.9537–1.3326;P = 0.1687;MR-RAPS:OR = 1.13;95% CI 0.9279–1.3762;P = 0.2240;图4F,5F)。
直肠癌的MR结果
在直肠癌和整体LC MR中,作者没有发现直肠癌和整体LC之间的显著遗传关联(IVW:OR = 1.0508;95% CI 0.9214–1.1984;P = 0.4596;简单中位数:OR = 1.0443;95% CI 0.8625–1.2644;P = 0.6570;加权中位数:OR = 1.0892;95% CI 0.9039–1.3125;P = 0.3692;MR-PRESSO:OR = 1.0508;95% CI 0.9412–1.1732;P = 0.3867;MR-RAPS:OR = 1.0517;95% CI 0.9191–1.2034;P = 0.4636;图4G,5G)。
在直肠癌到肺鳞状细胞癌的MR中,作者在遗传水平上没有得到两种疾病之间的显著相关性(IVW:OR = 1.1469;95% CI 0.8727–1.5071;P = 0.3255;简单中位数:OR = 1.1889;95% CI 0.7967–1.774;P = 0.3969;加权中位数:OR = 1.17;95% CI 0.7918–1.7288;P = 0.4307;MR-PRESSO:OR = 1.1469;95% CI 0.8794–1.4957;P = 0.3219;MR-RAPS:OR = 1.1502;95% CI 0.8696–1.5213;P = 0.3267;图4H,5H)。
在直肠癌与LUAD MR研究中,作者没有发现直肠癌与LUAD之间存在显著的遗传相关性(IVW:OR = 1.0617;95% CI 0.8522–1.3227;P = 0.5933;简单中位数:OR = 1.0992;95% CI 0.8026–1.5052;P = 0.5556;加权中位数:OR = 1.0856;95% CI 0.7976–1.4776;P = 0.6016;MR-PRESSO:OR = 1.0617;95% CI 0.861–1.3093;P = 0.5806;MR-RAPS:OR = 1.063;95% CI 0.8487–1.3313;P = 0.5949;图4I,5I)。
水平多效性和异质性测试
在LC总体和LUSC对直肠癌的MR分析中,Cochrane的Q检验显示LC总体和LUSC IVs之间存在一定的异质性(LC总体:Q = 40.737,P = 0.003;LUSC:Q = 32.833,P = 0.003;附加文件2:表S1)。留一出图表明在LC总体和LUSC对直肠癌的MR中没有单个SNP驱动遗传关联(附加文件1:图S1)。在其他任何MR分析组中都没有发现异质性。
MR-Egger回归分析显示,IVs的水平多效性在LUAD到CRC整体和结肠癌MR分析中存在(CRC整体:P = 0.019;结肠癌:P = 0.048;附加文件2:表S1)。在LUAD到CRC整体和结肠癌MR分析中,MR-PRESSO方法未发现具有水平多效性的IVs。在任何其他MR分析组中均未发现水平多效性。
GRS分析结果
GRS 到 CRC
与LC对CRC的MR结果一致,GRS overall LC 显示整体LC和CRC(整体CRC、结肠癌和直肠癌)在遗传水平上存在关联(整体CRC:OR = 1.0026,95% CI 1.0012–1.0039,P = 0.0002;结肠癌:OR = 1.0014,95% CI 1.0005–1.0023,P = 0.0028;直肠癌:OR = 1.5979,95% CI 1.2695–2.0013,P = 6.53E-05)(表格1)。同样,GRS LUSC 显示LUSC和CRC(整体CRC、结肠癌和直肠癌)在遗传水平上存在关联(整体CRC:OR = 1.0017,95% CI 1.0008–1.0026,P = 0.0002;结肠癌:OR = 1.0008,95% CI 1.0002–1.0014,P = 0.01;直肠癌:OR = 1.3719,95% CI 1.1654–1.6150,P = 0.0001)(表格1)。然而,GRS LUAD 在遗传水平上未发现LUAD和CRC(整体CRC、结肠癌和直肠癌)之间的任何相关性(整体CRC:OR = 0.9993,95% CI 0.9979–1.0007,P = 0.3;结肠癌:OR = 1.0004,95% CI 0.9994–1.0013,P = 0.47;直肠癌:OR = 0.8882,95% CI 0.7156–1.1026,P = 0.28)(表格1)。
GRS 到 LC
对于GRS CRC 到LC分析,结果显示整体CRC和LC(整体LC,LUSC和LUAD)在遗传水平上没有关联(整体LC:OR = 1.0074,95% CI 0.9112–1.1137,P = 0.89;LUSC:OR = 1.1206,95% CI 0.9096–1.3806,P = 0.28;LUAD:OR = 1.0634,95% CI 0.8991–1.2577,P = 0.47)(表格1)。同上,GRS colon cancer 显示结肠癌和LC(整体LC,LUSC和LUAD)在遗传水平上没有关联(整体LC:OR = 1.0080,95% CI 0.8989–1.1302,P = 0.89;LUSC:OR = 1.2085,95% CI 0.9525–1.5332,P = 0.12;LUAD:OR = 1.1274,95% CI 0.9309–1.3652,P = 0.22)(表格1)。同样,GRS rectal cancer 在遗传水平上没有发现直肠癌和LC之间的任何相关性(整体LC:OR = 1.0508,95% CI 0.9214–1.1984,P = 0.46;LUSC:OR = 1.1469,95% CI 0.8727–1.5072,P = 0.33;LUAD:OR = 1.0617,95% CI 0.8522–1.3227,P = 0.59)(表格1)。GRS CRC 到LC的结果与CRC到LC的MR结果一致。
总结
总之,这项研究建立了PLC和CRC之间的遗传关联,为精确预防PLC后的SPC-CRC提供了重要依据,提示作者应更加关注SPC-CRC的发生率,并尽早进行干预和治疗。对这篇文章的思路感兴趣的老师,欢迎咨询!