Environ Int：30万人肺功能的全基因组的基因-空气污染相互作用分析

背景：肺功能受损是死亡率的预测指标，也是慢性阻塞性肺疾病的重要组成部分。肺功能有很强的遗传成分，但也会受到环境因素的影响，比如暴露在空气污染中的增加，但它们之间的相互作用的影响还不是很清楚。

目的：确定基因变异与影响COPD风险和肺功能的空气污染措施之间的相互作用。此外，为了确定之前发现的肺功能基因关联信号是否显示出与空气污染相互作用的证据，使用遗传风险评分(GRS)来考虑单独影响和综合影响。

方法：我们对来自英国生物库(UK Biobank)的大约30万名无关的欧洲人进行了一项全基因组的基因-空气污染交互作用分析，采用了三种家庭地址空气污染指标：颗粒物(PM2.5&PM10)和二氧化氮(NO2)，对肺活量测量方法进行了全基因组范围的基因-空气污染交互作用分析。我们探索了空气污染与先前确认的肺功能信号的相互作用，并使用GRS确定了它们的联合相互作用效应。结果：共鉴定出7个新的全基因组相互作用信号(P<5×10−8)和10个提示性相互作用信号(P<5×10−7)。此外，我们还发现了PM2.5和先前确认的肺功能信号rs10841302之间相互作用的统计证据，接近AEBP2，这表明随着G等位基因拷贝数的增加，易感性增加(但影响的规模很小-交互作用β：-0.363个百分点，95%CI：-0.523，-0.203/5µg/m3)。未观察到空气污染物与加权GRS之间的相互作用。

图1.基因-空气污染相互作用的曼哈顿曲线图GWAS(A)FEV1-PM₁₀(B)FEV1-PM_2.5(C)FEV1-NO₂(D)FVC-PM₁₀(E)FVC-PM_2.5(F)FVC-NO₂(G)FVC-PM₁₀(H)FEV1/FVC-PM_2.5(I)FEV1/FVC-NO₂。红线表示p值阈值为5×10−8。蓝线表示p值阈值为5×10−7。每个全基因组信号由最近的基因注释。(有关此图图例中提到的颜色的解释，请参阅本文的网络版本。)

图2.七种全基因组信号的肺功能特征和空气污染物(影响大小和置信区间)之间的关系。注：对于SNPs rs138235384和rs192415220，由于小等位基因频率低和样本量小，效应等位基因分别为0拷贝和2拷贝的效应大小没有出现。由于从剂量转换为直接基因型时的舍入误差，效应大小与表1不完全一致。PM10/PM2.5的单位为每5微克/立方米，NO2的单位为每10微克/立方米。

图3.先前确定的肺功能信号rs10841302的FEV1/FVC预测值与各基因型组(带有编码等位基因G)的PM2.5值的相互作用图。

结论：我们开展了最大的全基因组基因-空气污染相互作用的肺功能研究，并确定了临床相关的大小和意义的潜在影响。我们观察到，当暴露在平均水平的室外空气污染中时，某些基因型的肺功能降低了440毫升，这大约相当于成人肺功能平均正常丧失的9年。

原文出处：Melbourne CA,  Mesut Erzurumluoglu A,et al.Genome-wide gene-air pollution interaction analysis of lung function in 300,000 individuals.Environ Int 2022 Jan 15;159