【Nature子刊】非酒精性脂肪性肝病大型多组学研究发现药物靶点及生物标志物

非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）

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非酒精性脂肪性肝病（nonalcoholic fatty liver disease ,NAFLD）影响着全球约四分之一人口，已成为日益严重的健康问题。非酒精性脂肪肝（nonalcoholic fatty liver, NAFL）是NAFLD的第一阶段——此时，由不明原因（除了过度饮酒或其他明确的损肝因素）导致的脂肪堆积占整个肝脏的5%或以上。NAFL可以进展为非酒精性脂肪性肝炎（nonalcoholic steatohepatitis, NASH）；更为严重的是，某些NASH患者会进一步患上肝硬化和肝细胞性肝癌（HCC）。肥胖、代谢综合征、糖尿病和高血压是NAFL和NASH的公认危险因素；与NASH相关的肝硬化是肝移植的第二大常见适应症。

NAFLD的诊断和分期都具有挑战性：虽然，肝酶升高为NAFLD的常见表现，但肝酶是非特异性的，并不能很好地预测NAFLD进展。虽然，由磁共振成像（MRI）衍生的质子密度脂肪分数（PDFF）能够精准地对肝脏脂肪进行定量；但肝脏活检依然是非酒精性脂肪肝（NASH）诊断及分期必不可少的手段——不幸的是，活检会涉及采样变异性问题，且会引起并发症风险。目前，NASH尚未有被批准的特定药物治疗；因此，为了监测疾病进展及治疗反应，我们急需确定NAFLD潜在的药物靶点及生物标志物。

NAFLD大型全基因组关联研究

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10月24日，来自冰岛大学的研究团队于《自然遗传学》（Nature Genetics）期刊发表了题为“Multiomics study of nonalcoholic fatty liver disease（非酒精性脂肪性肝病的多组学研究）”的研究论文。此研究对非酒精性脂肪性肝炎（NASH）、肝硬化和肝细胞性肝癌（HCC）进行了大型全基因组关联研究，确定了与NAFLD相关的序列变异（sequence variants）——包括指向潜在药物靶点的罕见性保护性功能丧失变异（rare, protective loss-of-function variants）。

此外，通过血浆蛋白质组学分析，此研究揭示了NAFLD的发病机制，进而确定了疾病、疾病进展、靶点接合的潜在生物标志物；并使用蛋白质组学数据构建了可以区分NAFL和肝硬化的模型，为NAFLD的诊断和评估提供了一种非侵入性工具。

https://www.nature.com/articles/s41588-022-01199-5

GWAS分析

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关于NAFL，研究者使用了9,491个临床病例和从36,116份肝脏磁共振图像中提取的质子密度脂肪分数（PDFF）。MR图像使用两种采集技术生成：即使用梯度多重回波（GRE）生成8,448张图像; 使用回波不对称和最小二乘法的迭代法水脂分离影像(IDEAL) 生成27,668张图像。20.0%的IDEAL图像和23.6%的GRE图像质子密度脂肪分数（PDFF）>5%。在被诊断患有NAFL的270名（IDEAL）和97名（GRE）个体中，分别有179名（66.3%）和76名（78.4%）的PDFF>5.0%。此研究的PDFF估计值与其他研究利用LiverMultiScan26所计算出的3,869例PDFF值有着良好的相关性（r2=0.96）。

图1. PDFF评估值分布：

研究团队使用每个个体的第一个可用MRI测量值对PDFF估计值（n=36,116）进行了全基因组关联研究(GWAS)。此外，还对被临床诊断为NAFL的9,491例病例的GWAS进行了meta分析——785例来自冰岛（deCODE genetics数据库）、5,921来自英国（英国生物银行数据库）、2,134例来自美国（Intermountain INSPIRE和HerediGene数据库）。876,210例对照组也进行了相同的分析。

此研究在GWAS分析中的17个点位发现了18个独立序列变异，其中4个尚未在先前与NAFL相关的GWAS分析中报告过（在PNPLA2，TOR1B，APOH和GUSB中或附近）。这些变异对两种表型的影响具有可比性，这意味着使得PDFF值升高的变异也会增加NAFL的发病风险，反之亦然。

图2. 序列变异对PDFF的影响与对肝病、肝酶和脂质的影响比较：

研究结果和意义

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研究确定了18个与NAFL相关的序列变异、4个与肝硬化相关的序列变异；并且在MTARC1和GPAM中发现了罕见的、具有预测性质的保护性功能丧失变异——强调了它们是潜在的药物靶标。

通过观察与其他52种表型和性状的关联，该研究探索了已鉴定变异的多效性效应。BMI是NAFLD最常见的危险因素之一，纵向PDFF测量表明，PNPLA3中p.Ile148Met（众所周知的NAFLD风险变体）的携带者比非携带者更容易受到BMI变化的影响。

为了研究血浆蛋白是否可以有效地区分NAFL和肝硬化，此研究使用了肝酶、年龄、性别和BMI作为基线，并使用了血浆蛋白质组和遗传风险评分（GRSs）来训练了惩罚性逻辑回归模型。研究表明，在冰岛队列和英国生物银行队列中，在区分NAFL和肝硬化、NAFL和普通人群、肝硬化和普通人群方面，用血浆蛋白质组训练的模型效果优于其他模型。

此研究使用多组学数据阐明了NAFLD的遗传基础，对预测的功能丧失型（predicted LoF，pLOF）变异体、血液RNA表达和血浆蛋白质组学数据的分析指出了致病基因及其功能的变化是否有助于发病机制。同时，证明了NAFL风险等位基因对其他疾病和性状（包括血脂和蛋白质）的不同影响，并表明血浆蛋白质组学具有分期NAFLD的潜力。迄今为止，这项研究是为阐明NAFLD的遗传基础而进行的最大研究之一，其结果有望有助于开发NAFLD的诊断工具或疗法。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41588-022-01199-5

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。