母婴健康|Olink SCALLOP联盟助力发现妊娠高血压和子痫前期心血管遗传关联蛋白

文摘   Science   2024-08-22 08:00   中国香港  

研究背景

妊娠高血压(HDPs)是孕产妇与新生儿发病和死亡的主要原因,占孕产妇死亡的14%。妊娠高血压(妊娠 20 周后新发高血压)和子痫前期(妊娠高血压伴蛋白尿或其他母体内脏功能障碍)约占妊娠期高血压疾病的90%。然而目前对该类疾病的有效预防和治疗需求尚未得到满足。

 图源:GrepMed

心血管系统在HDPs 中起着核心作用,全基因组关联研究(GWAS)表明,与妊娠高血压和/或子痫前期相关的大多数基因位点都与心血管过程有关。尽管目前针对HDPs 的管理策略包括血压控制、癫痫发作预防和定时分娩,但这些干预措施都没有针对潜在的分子通路。此外,确定药物靶点的传统方法,如动物模型,往往不能成功解释 HDPs 复杂病理的生理学基础,因此也难以转化为有效的临床干预措施蛋白定量性状位点(pQTLs)研究可揭示与血浆蛋白水平相关的遗传变异,为利用孟德尔随机化(MR)鉴定人类疾病的药物靶点提供了便利。研究者们通常利用pQTLs 和MR 来确定 HDPs 的治疗靶点

新文速递

哈佛大学和麻省理工学院Broad研究所联合麻省综合医院和剑桥大学等多家研究机构借助Olink SCALLOP联盟近期在国际顶刊 JAMA Cardiology (IF=30.16)表最新研究结果:研究人员利用来自SCALLOP联盟的21,758名参与者提供了心血管病相关蛋白的遗传关联数据,构建了候选心血管疾病相关血浆蛋白的遗传工具变量,并采用两样本MR 估计了它们与妊娠高血压和子痫前期的关联。随后在下游分析中,对临床观察数据进行了系统回顾,评估在妊娠期高血压与正常血压妊娠中的已确定蛋白动态变化,并进行了全表型MR 分析,以探索针对这些蛋白进行治疗可能产生的非 HDP 相关影响。最后,评估了已确定蛋白质作为妊娠高血压和子痫前期治疗靶点的成药可能性

研究结果
 ● 心血管蛋白遗传关系

与妊娠高血压和子痫前期心血管疾病相关蛋白质的遗传关联数据来自SCALLOP 联盟的 21,758 名参与者。HDPs 的遗传关联数据来自393,238 名女性(8,636 例病例和 384,602 例对照)的妊娠高血压数据和606,903 名女性(16,032 例病例和590,871 例对照)的子痫前期数据。结果显示,在90个候选蛋白中,有85个由常染色体基因编码,并有cis-pQTL。随后,研究者使用工具选择参数(P < 1 × 10-4;R2 <0.4),为 90 个蛋白质中的 75 个蛋白质(83.3%)构建了遗传工具变量。初步分析发现,75 个蛋白质中有 10 个(13.3%)与妊娠高血压和/或子痫前期相关,其中8 种与妊娠高血压相关(CCL4、CD40、ECP、galectin-3、KIM-1、MMP-12、NT-proBNP 和ST2);4种蛋白质与子痫前期相关(CSTB、ECP、HSP27 和 ST2)。其中 ECP 和 HSP27 与HDP 正相关,说明这些蛋白质会导致 HDP;其余蛋白质与 HDP 呈负相关,表明这些蛋白质对 HDP 具有保护作用(下图 )。

在与妊娠高血压相关的 8 个蛋白中,其中 4 个(CD40、ECP、Gal-3 和 NT-proBNP)与子痫前期相关的 4 个蛋白中的 2 个(CSTB 和 HSP27)存在稳固关联(即在敏感性分析中方向一致)。使用英国生物样本库(UK Biobank)中的数据验证发现,所有 6 个稳固关联均得到很好的重复,P值均小于 1 × 10-4

 ● 目标蛋白与妊娠高血压和子痫前期关联

观察性研究表明,HDPs 与循环蛋白之间的关联程度和方向会在妊娠期间发生变化。与已证实的NT-proBNP 水平升高与心功能不全和心力衰竭关系不同,较低的首胎NT-proBNP 水平与随后出现的HDPs 相关。在妊娠的第二和第三个月,这种关联的方向发生了逆转,有HDPs 的孕妇与无HDPs 的孕妇相比NT-proBNP 水平更高(下图 A)。在子痫前期患者中,则没有观察到类似的Gal-3 时间趋势(下图 B)。就HSP27 而言,妊娠早期较高的水平与随后发生子痫前期有关(下图 C)。在线性和非线性模型中,NT-proBNP 和HSP27 在整个妊娠期都呈现出时间趋势。在患有子痫前期的参与者中,CD40ECP的含量更高。总体而言,在 6 个重点生物标记物中,有 3 个(NT-proBNP、HSP27 和 ECP)有观察数据,并且与 MR 分析一致,其中包括有孕期前三个月数据的2个生物标记物(NT-proBNP 和 HSP27)。

 治疗靶点的全表型MR分析与可成药性

研究人员进行了全表型 MR 分析,以研究与已确定蛋白治疗靶点相关的潜在非HDP 相关结果(有利或不利影响)。作者采用了 P < 0.0083 的宽显著性阈值确定了37种独特的蛋白-疾病关联。其中,17种蛋白与疾病相关性(45.9%)是有益的,表明针对这些蛋白进行治疗以降低 HDP 风险与降低相应疾病的风险相关。全表型MR 分析中针对特定蛋白质的发现,Gal-3 蛋白具有最多的潜在上靶效应(n = 13),其中大部分是不利效应。NT-proBNP 与疾病的相关性最小,只发现了一个有益相关性。

为确定鉴定出的蛋白质是否可作为妊娠高血压和/或子痫前期的治疗靶点,作者从最近公布的可成药基因列表中提取了这些蛋白质的可成药特征除CSTB 外,所有重点蛋白质都被认为是可成药的。

写在最后

孟德尔随机化MR分析被用于检测各种候选心血管疾病相关蛋白与妊娠高血压和子痫前期的遗传关联。初步分析确定了 10 种蛋白,它们反映了在 HDPs 发展过程中具有潜在作用的通路,其中 6 种对妊娠高血压或子痫前期的关联稳固。临床观察数据与这些发现一致,在妊娠早期,NT-proBNP 水平较低HSP27 水平较高的孕妇,与ECP 水平较高的孕妇一样,发生HDPs 的相关风险较高。全表型MR 分析表明,通过已确定的蛋白质降低HDP 风险干预措施可能会产生潜在的上靶效应,包括有利效应和不利效应。
总之,研究团队最终钠尿肽信号转导确定为 HDPs 潜在治疗靶点,为 HDPs 的炎症机制提供了新的见解,并证实了循环蛋白与 HDPs 相关性会在整个妊娠期发生变化。尽管目前还没有专门针对导致HDPs 潜在病因途径的药物治疗方案,但针对特定疾病的治疗方法有可能使许多高危孕妇受益在该研究中,作者利用MR 推断了各种候选蛋白与妊娠高血压和子痫前期的关联,揭示了参与心血管和炎症过程的可成药蛋白

参考文献:

1. Art S, et, al, Genetic Associations of Circulating Cardiovascular Proteins With Gestational Hypertension and Preeclampsia. JAMA Cardiol. 2024;9(3):209-220.


Olink Proteomics

Part of Thermo Fisher Scientific 



   Olink Proteomics创立于瑞典乌普萨拉,致力于突破蛋白检测在“多重能力/特异性”、“灵敏度”和“检测通量”等方面的综合瓶颈,进而实现超灵敏多重蛋白标志物检测、无偏靶向蛋白质组学和精准蛋白组学,以帮助蛋白标志物的发现、药物研发、转化医学、以及让“多组学整合”真正切实可行。


    具体来说,我们基于专利PEA技术,秉承严谨和透明的科学精神,开发并充分验证了一系列开创性的Olink Panel。


    这些Panel可赋能科学家,通过在1-6µl体液中精确检测15-5400+种生物标志物,更加充分地理解实时生物学。从而,借助多组学发现pQTL等创新药物靶点;筛选更好的疾病预测和预后标志物;理解药物作用的MoA, Safety, PK, PD, Dose;拓展已上市药物的适应症;开发伴随诊断;加速药物研发进程,降低药物研发成本;同时促进从临床科研到临床应用的转化;提高肿瘤等疾病早筛方法的灵敏度和特异性,并最终达致精准医学。


    Olink现已覆盖100%主要信号通路,实现生物学意义上的超灵敏无偏靶向蛋白组学(兼容各种样本类型,对传统方法无法胜任的血浆血清等体液样本尤其适用)


官网:
https://www.olink.com

电话:+86 21 5077 8771

邮箱:China@olink.com

地址:上海市浦东新区沪南路2157弄2号1011室

Olink Proteomics
Olink Proteomics来自瑞典,为精准医学/转化医学提供创新蛋白标志物及组学检测方案。借助PEA专利技术和充分验证,实现了蛋白组学检测技术在通量、特异性、灵敏度的突破。021-50778771, China@olink.com
 最新文章