精神分裂症是一种高度异质性的精神障碍,影响全球约1%的人口,通常在青少年或成年早期发病,表现为幻觉、妄想、思维紊乱及认知障碍;尽管其病因尚未明确,但遗传因素被公认为根本性致病基础,全基因组关联研究(GWAS)已发现200多个具有全基因组显著性的基因位点。白质微结构对神经信号传导至关重要,且具有高度遗传性;扩散张量成像(DTI)通过分数各向异性(FA)、平均扩散率(MD)及三个张量特征值(λ1–λ3)量化白质完整性,已有研究报道精神分裂症患者这些指标存在广泛异常。尽管先前研究提示精神分裂症与白质微结构存在遗传重叠,但连锁不平衡评分回归(LDSC)和多基因风险评分(PRS)等方法主要捕捉全基因组相关性,无法精确定位共享变异,且因不同位点效应方向异质性可能导致重叠程度被低估。
天津医科大学研究人员张玉洁表示:"此外,多数研究过度关注FA/MD指标而忽略基于特征值的度量,且常依赖双侧纤维束平均值,未能系统检验半球特异性差异。因此,本研究通过对比精神分裂症与左/右半球白质纤维束的共享遗传变异,检验遗传重叠是否存在半球不对称性。"
本研究利用GWAS汇总统计数据解析跨性状遗传共享。精神分裂症数据源自精神分裂症基因组学联合会(PGC)欧洲血统子集(53,386例患者和77,258名对照),白质微结构数据来自英国生物银行(European ancestry: N=33,224),涵盖48条JHU ICBM-DTI-81图谱定义纤维束的五项DTI指标(FA、MD及特征值λ1–λ3)。通过经验贝叶斯条件错误发现率(condFDR)/联合错误发现率(conjFDR)框架进行双向条件分析(交换主/次表型)并取conjFDR最大值识别共享变异;采用条件Q–Q图可视化富集效应,排除因连锁不平衡复杂化的MHC和8p23.1区域;设定condFDR<0.05且conjFDR<0.01为显著阈值。进一步通过功能富集分析(FUMA)、转录组-wide关联研究(TWAS)、药物-基因互作挖掘(DGIdb)验证生物学意义。通过将21对左右半球配对纤维束的共享位点分类为左半球特异性、右半球特异性或双侧性,评估半球不对称性。通过LDSC验证全基因组相关性,采用局部关联方差分析(LAVA)复现局部相关性,并利用东亚人群精神分裂症独立GWAS验证等位基因效应方向一致性,同时与既往FA重叠研究结果进行对比以确保稳健性。
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