Del én: Vanlige risikovarianter i NPHS1 og TNFSF15 er assosiert med barndomssteroidsensitivt nefrotisk syndrom

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-post:audrey.hu@wecistanche.com

Xiaoyuan Jia1,29,30, Tomohiko Yamamura2,30, Rasheed Gbadegesin3,30, Michelle T. McNulty4,5,30, Kyuyong Song6, China Nagano2, Yuki Hitomi1,31, Dongwon Lee4,5,7, Yoshihiro Aibaoon8, Seik-S Khor1,29, Kazuko Ueno1,29, Yosuke Kawai1,29, Masao Nagasaki9,32, Eisei Noiri10,29, Tomoko Horinouchi2, Hiroshi Kaito2,11, Riku Hamada12, Takayuki Okamoto13, Koichi Kameis14, Koichi Kameisugu,4, Koichi Kameis,4, Ka15 Kameison, Matthew 5,5, Ka15. ,7, Katsushi Tokunaga1,29 og Kazumoto Iijima2, Rika Fujimaru16, Ryojiro Tanaka11, Yuko Shima17, The Research Consortium on Genetics of Childhood IdiopathicNefrotiskSyndromi Japan33, Jiwon Baek6, Hee Gyung Kang18, Il-Soo Ha18, Kyoung Hee Han19, Eun Mi Yang20, Korean Consortium of Hereditary Renal Diseases in Children33, Asiri Abeyagunawardena3, Brandon Lane3, Megan Chryst-Stangl3, Christopher Esezobor21, Esezobor21, Christopher

Cistanche kan hjelpe mot nefrotisk syndrom og er bra for nyrene

1 Institutt for menneskelig genetikk, Graduate School of Medicine, University of Tokyo, Tokyo, Japan; 2Department of Pediatrics, Kobe University Graduate School of Medicine, Kobe, Japan; 3 Institutt for pediatri, avdeling for nefrologi, Duke University Medical Center, Durham, North Carolina, USA; 4Department of Medicine-Nephrology, Boston Children's Hospital, Boston, Massachusetts, USA; 5Medical and Population Genetics, Broad Institute, Cambridge, Massachusetts, USA; 6 Institutt for biokjemi og molekylærbiologi, University of Ulsan College of Medicine, Seoul, Korea; 7Harvard Medical School, Boston, Massachusetts, USA; 8Clinical Research Center, National Hospital Organization Nagasaki Medical Center, Omura, Japan; 9Department of Integrative Genomics, Tohoku Medical Megabank Organization, Tohoku University, Sendai, Japan; 10 Institutt for hemodialyse og aferese, University of Tokyo Hospital, Tokyo, Japan; 11Department of Nephrology, Hyogo Prefectural Kobe Children's Hospital, Kobe, Japan; 12Department of Nephrology, Tokyo Metropolitan Children's Medical Center, Tokyo, Japan; 13 Institutt for pediatri, Hokkaido universitetssykehus, Sapporo, Japan; 14Division of Nephrology and Rheumatology, National Center for Child Health and Development, Tokyo, Japan; 15 Department of Nephrology, Fukuoka Children's Hospital, Fukuoka, Japan; 16 Department of Pediatrics, Osaka City General Hospital, Osaka, Japan; 17 Department of Pediatrics, Wakayama Medical University, Wakayama, Japan; 18 Department of Pediatrics, Seoul National University Children's Hospital, Seoul, Korea; 19 Department of Pediatrics, Jeju National University School of Medicine, Jeju, Korea; 20 Department of Pediatrics, Chonnam National University Children's Hospital, Gwangju, Korea; 21 Institutt for pediatri, College of Medicine, University of Lagos, Lagos, Nigeria; 22 Department of Pediatrics, Lagos State University Teaching Hospital, Ikeja, Nigeria; 23 Avdeling for pediatrisk nefrologi, sykehus for offentlig assistanse i Paris, Robert-Debré sykehus, Paris, Frankrike; 24Center of Research on Inflammation, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale UMR 1149, University Sorbonne-Paris, Paris, Frankrike; 25 avdeling for nefrologi og dialyse, Bambino Gesù barnesykehus og forskningsinstitutt, Roma, Italia; 26Sorbonne University, INSERM UMR_S1155, og Nephrology Day Hospital, Department of Nephrology, Hôpital Tenon, Paris Frankrike; 27Research Center for Locomotion Biology, Kobe Gakuin University, Kobe, Japan; og 28KNC Department of Nucleic Acid Drug Discovery, Fakultet for rehabilitering, Kobe Gakuin University, Kobe, Japan

For å forstå genetikken til steroid-sensitivenefrotisksyndrom(SSNS), utførte vi en genomomfattende assosiasjonsstudie i 987 barndoms SSNS-pasienter og 3,206 friske og TNFSF15 (rs6478109, P [2.54E-8, OR [0.72) regioner oppnådd genom -omfattende betydning og ble replikert i koreanske, sørasiatiske og afrikanske befolkninger. transetniske metaanalyser inkludert japanske, koreanske, sørasiatiske, afrikanske, europeiske, latinamerikanske og maghrebiske befolkninger bekreftet de signifikante assosiasjonene til varianter i NPHS1- KIRREL2 (Pmeta [6.71E-28, ELLER [1.88) ) og TNFSF15 (Pmeta [5.40E-11, OR [1.33) loci. Analyse av NPHS1-risikoalleler med glomerulær NPHS1-mRNA-ekspresjon fra samme person avslørte allelspesifikk ekspresjon med signifikant lavere ekspresjon av transkripsjonen avledet fra risikohaplotypen (Wilcox-test p [9.3E-4). Fordi sjeldne patogene varianter i NPHS1 forårsaker en medfødtnefrotisk syndromav den finske typen (CNSF), gir denne studien ytterligere bevis på at variasjon langs allelfrekvensspekteret i samme gen kan forårsake eller bidra til både en sjelden monogen sykdom (CNSF) og en mer kompleks, polygen sykdom (SSNS).

Idiopatisknefrotisk syndrom(INS) er den vanligste glomerulære sykdommen hos barn. Prevalensen av INS har blitt rapportert å være nesten 16 tilfeller per 100,000.1 Det er betydelige etniske forskjeller i forekomsten av INS, noe som skaper en rekkevidde på 2–7 tilfeller per 100,000 barn . Forekomsten av INS er høyere blant de med asiatiske aner sammenlignet med europeiske aner.2 I Japan er den estimerte forekomsten av INS 6,49 tilfeller per 100,000 barn.3 Omtrent 3 prosent av barna med steroidsensitivenefrotisk syndrom(SSNS) har en familiehistorie med SSNS.4 Patogenesen til INS er fortsatt uklar, selv om mer enn 50 kausative enkeltgener for steroid-resistentenefrotisk syndromhar blitt funnet, og kausative mutasjoner i disse genene ble identifisert hos omtrent 30 prosent av barndoms- og unge voksne pasienter med steroid-resistentenefrotisk syndrom.5,6 Nylig ble 6 gener assosiert med Rho-lignende liten guanosintrifosfatbindende enzymaktivitet (GTPase) identifisert som årsaker til nefrotisk syndrom som delvis kan behandles med steroider.7 EMP2-mutasjoner ble identifisert i SSNS ved en kombinasjon av kobling analyse og eksomsekvensering.8 Det er imidlertid få pasienter med SSNS som har en mutasjon i genene ovenfor, noe som indikerer at alternativ genetisk arkitektur kan drive patogenesen for de fleste pasienter med SSNS.9 Akutte infeksjoner og insektstikk er velkjente triggere for utbruddet og tilbakefall avnefrotisk syndrom.10–13 Disse funnene tyder på at genetiske og miljømessige faktorer er viktige for mottakelighet for utvikling av SSN-er. For å belyse de genetiske følsomhetsfaktorene til SSNS hos barn, er det utført 4 genomomfattende assosiasjonsstudier (GWAS) i velkarakteriserte case-control-serier. HLA-DR/DQ-regionen viste den mest signifikante assosiasjonen med sykdom i europeiske og japanske populasjoner, 14–17 med 2 ikke-HLA-loci på 4q13.3 (PARM1) og 6q22.1 (CALHM6) som også oppnådde genomomfattende betydning i bare Europeiske barn.15,17 Gitt de begrensede utvalgsstørrelsene i disse studiene, er større kohorter og internasjonale samarbeidsstudier nødvendig for å identifisere ytterligere følsomhetsfaktorer. I en japansk populasjon utførte vi en oppdagelse GWAS med den største prøvestørrelsen til dags dato (987 barndoms SSNS-pasienter vs. 3206 kontroller), etterfulgt av en internasjonal replikering og trans-etnisk metaanalyse (figur 1).

CISTANCHE BEHANDLER NYRESYKDOMMER

RESULTATER

Emner

Definisjoner av INS er vist i tilleggstabell S1. På oppdagelsesstadiet ble 1018 japanske pasienter med SSNS fra barndommen rekruttert, og 987 tilfeller ble inkludert i assosiasjonsanalysen etter at kvalitetskontrollen ble utført. Karakteristikker for de 987 pasientene er vist i tilleggstabell S2. Forholdet mellom menn og kvinner var 2,6:1. Medianalderen ved debut var 4,0 år (0.4–17,9 år). Nyrebiopsi ble utført hos 501 av 987 pasienter (51 prosent) (for minimal endringssykdom [N ¼ 470; 93,8 prosent ], fokal segmentell glomerulosklerose [N ¼ 16; 3,2 prosent ], diffus mesangial proliferasjon [N ¼ 14 ] 2,8 prosent og fokal mesangial spredning [N ¼ 1; 0,2 prosent]). Totalt ble 3331 friske japanske voksne rekruttert som kontroller.

Genomomfattende enkeltnukleotidpolymorfisme (SNP)-basert assosiasjonsanalyse

In the discovery stage, 1018 cases and 3331 healthy controls were genotyped by Japonica array. Whole-genome imputation was performed subsequently using the phased reference panel of 2036 healthy Japanese individuals. After data cleaning (Supplementary Figure S1A–E), 987 cases and 3206 controls with 6,834,340 autosomal single-nucleotide variants and short insertions and deletions were retained for association analyses. The power of discovery GWAS exceeded 80% to detect low-frequency variants (minor allele frequency [MAF] >0.5%) with genotypic relative risk >6.20, or common alleles (MAF $5%) with relative risk >2.05, or variants with an allele frequency ¼ 50% conferring relative risk >1,48 ved en signifikant P-verditerskel på 5E–08 under additivmodellen (tilleggsfigur S2). Inflasjonsfaktoren, l, var 1,151 for alle testede varianter. Etter justering for kjønn og de første 4 hovedkomponentene (PC1–4), var l 1,048, som gikk ned til 1,043 når varianter i HLA-regionen (Hg19: chr6: 29,691,116–33,054,976) ble ekskludert (Supplerende figur B).

Den mest signifikante assosiasjonen ble oppdaget i HLA-DR/DQ-regionen (rs6901541, P ¼ 2,80E–33, oddsratio [OR] ¼ 2,49, 95 prosent konfidensintervall: 2,15–2,89; figur 2 og 3a). Signaler i NPHS1-KIRREL2-regionen på 19q13.12 (rs56117924; P ¼ 4.94E–20, ELLER ¼ 1.90, 95 prosent konfidensintervall: 1.66–2.18; figur 3b i TNFSF15)

Figur 1| Flytskjema. Hovedomriss av funn-genom-wide assosiasjonsstudien (GWAS). Replikering av kandidater av enkeltnukleotidpolymorfismer utenfor HLA med flere populasjoner og transetnisk metaanalyse. 3Cités, fransk 3-by (Bordeaux, Dijon og Montpellier) kohort; AFR, afrikansk; EUR, europeisk; ExAC, genom; GINS-J, The Research Consortium on Genetics of ChildhoodNefrotisk syndromi Japan; ItSpa, italiensk og spansk kohort; KCHRD, koreansk konsortium for arvelige nyresykdommer hos barn; MWPNC, Midwest Pediatric Nephrology Consortium; NEPHROVIR, barnekohort nefrose og virus; ELLER, odds ratio; Pmeta, P-verdi i metaanalyse; QC, kvalitetskontroll; SSNS, steroidsensitivnefrotisk syndrom.

CISTANCHE BEHANDLER NYRESYKDOMMER

9q32 (rs6478109, P ¼ 2.54E–08, ELLER ¼ 0.72, 95 prosent konfidensintervall: 0.64–0 .81; Figur 3c) oppnådde også genom-omfattende betydning (P < 5e–08).="" et="" signal="" i="" tnfrsf11a-regionen="" på="" 18q21.33="" oppnådde="" marginal="" genomomfattende="" signifikans="" (rs34213471,="" p="" ¼="" 7.68e–08,="" eller="" ¼="" 1.38,="" 95="" prosent="" konfidensintervall:="" 1.56;="" supplerende="" t.="" 3d).="" betingede="" analyser="" ble="" utført="" i="" de="" nye="" ikke-hla-regionene.="" ingen="" snp-er="" viste="" uavhengig="" betydning="" etter="" kondisjonering="" på="" ledende="" snp="" i="" hvert="" lokus="" (tilleggsfigurer="" s4–s6).="" ni="" snp-er="" ble="" valgt="" for="" målrettet="" replikering="" og="" metaanalyse:="" i="" nphs1-="" kirrel2-regionen,="" ledende="" snp="" (rs56117924),="" 2="" potensielle="" funksjonelle="" snp-er="" i="" koblingsuvekt="" med="" ledende="" snp="" (rs2073901="" og="" rs228250s),="" og="" rs2285450s.="" i="" koblingsuvekt="" med="" vår="" ledende="" snp="" med="" tilstrekkelig="" frekvens="" i="" europeiske="" populasjoner="" (rs412175="" og="" rs404299)="" ble="" valgt="" (tilleggsfigur="" s7).="" i="" tnfsf15-regionen,="" i="" tillegg="" til="" hoved-snp="" (rs6478109),="" ble="" rs4979462="" (r2="" ¼="" 0,55="" med="" rs6478109="" i="" det="" japanske="" funnet)="" valgt="" fordi="" det="" har="" vært="" assosiert="" med="" autoimmune="" sykdommer="" i="" tidligere="" rapporter.18,19="" i="" tnfrsf11a-regionen,="" bly-snp="" (rs34213471)="" og="" snp="" i="" koblingsuvekt="" med="" bly-snp="" (rs8086340,="" r2="" ¼="" 0,42="" med="" rs34213471="" i="" det="" japanske="" funnet)="" ble="" valgt.="" alle="" kandidat-snp-er="" var="" vanlige="" varianter="" (maf=""> 5 prosent) i den japanske befolkningen (tabell 1).

Replikering og transetniske metaanalyser av kandidat-SNP-er i ikke-HLA-regioner

Replikering av 9 kandidat-SNP-er ble utført i flere populasjoner inkludert koreanske, sørasiatiske, afrikanske, europeiske, latinamerikanske og maghrebiske (tabell 1). En verdi på P < 0.05/9="" ¼="" 5.55e–03="" ble="" ansett="" som="" signifikant.="" de="" genomomfattende="" signifikante="" signalene="" i="" nphs1–kirrel2-regionen="" ble="" replikert="" på="" koreansk="" (rs2285450,="" p="" ¼="" 1.32e–05,="" eller="" ¼="" 1.98;="" rs412175,="" p="" ¼="" 3.55e–="" 05,="" 1="" or="" 2917,="" 1.32e–05,="" 1="" or="" 2.107,="" 1.32e–05;="" 04,="" or="" ¼="" 2,09;="" rs56117924,="" p="" ¼="" 4,19e–04,="" or="" ¼="" 1,70;="" og="" rs404299,="" p="" ¼="" 4,99e–04,="" or="" ¼="" 1,88),="" south="" asian="" (midwest="" 4,99e–04)="" e–="" 12,="" or="" ¼="" 2,95;="" rs2285450,="" p="" ¼="" 1,27e–="" 04,="" or="" ¼="" 3,31;="" rs2073901,="" p="" ¼="" 1,49e–04,="" eller="" ¼="">

Figur 2| Manhattan-plott i oppdagelsens genomomfattende assosiasjonsstudie. I oppdagelsesstadiet, 987 pasienter med barndom steroid-sensitivenefrotisk syndromog 3206 friske voksne kontroller med 6.834.340 autosomale enkeltnukleotidvarianter og innsettinger og slettinger etter imputering av hele genomet ble inkludert. P-verdier ble beregnet ved bruk av logistisk regresjon og justering for kjønn og hovedkomponenter 1–4.

rs412175, P ¼ 2,77E–04, OR ¼ 2,39), og afrikanske (MWPNC) datasett (rs56117924, P ¼ 3,20E–05, ELLER ¼ 1,76). Kandidat-SNP-er i TNFSF15-regionen ble replikert i de koreanske (rs6478109, P ¼ 1.09E–05, OR ¼ 0.65) og afrikanske (MWPNC) datasett (rs4979462, P ¼ 1.36E–03, 1.47). Assosiasjonen i TNFRSF11A-regionen ble replikert i sørasiater (MWPNC) (rs8086340, P ¼ 4.66E–05, ELLER ¼ 0.53). Ingen av de 9 kandidat-SNP-ene oppnådde statistisk signifikans i de europeiske, latinamerikanske (MWPNC), eller de afrikanske eller maghrebiske (begge NEPHROVIR)-kohortene etter flere korreksjoner. Den begrensede kraften for å oppdage moderate assosiasjoner i replikasjonsstadiet bør tas i betraktning (tilleggstabell S4).

Transetniske metaanalyser av de 9 SNP-ene, inkludert oppdagelses- og replikasjonsprøvesett, bekreftet signifikante assosiasjoner til NPHS1-KIRREL2 (rs2285450, P-verdi i metaanalyse [Pmeta] ¼ 6.71E–28, 1OR. ; rs2073901, Pmeta ¼ 1.03E–20, OR ¼ 2.04) og TNFSF15-regioner (rs4979462, Pmeta ¼ 5.40E– 11, OR ¼ 1.33), men ikke av locusSF1A 2).

Genbasert analyse i oppdagelsesstadiet

I en genbasert test ble 6 834,34 0 autosomale varianter kartlagt til 18 644 proteinkodende gener. Syttien gener oppnådde genom-omfattende betydning (P < 0,05/18="" 644="">

2.68E–06) (Supplerende figur S8; Supplerende

Tabell S5). NPHS1 (P-verdi i den genbaserte analysen [Pgene] ¼ 6.29E– 18) og KIRREL2 (Pgene ¼ 7.79E– 14) viste de mest signifikante assosiasjonene til sykdom utenfor HLA-regionen. I gensettanalyse, det store histokompatibilitetskomplekset klasse II proteinkomplekset (P-verdi modifisert ved Bonferronis metode [P-Bonferroni] ¼ 1.22E–03, Beta ¼ 1.50), hovedhistokompatibilitet kompleks klasse II-reseptoraktivitet (P-Bonferroni ¼ 6.17E–03, Beta ¼ 1.61), luminal side av membranen (P-Bonferroni ¼ 1.97E–02, Beta ¼ 0.75), og medfødt immunrespons (P-Bonferroni ¼ E–02, Beta ¼ 0,17) var signifikant assosiert med sykdommen (tilleggstabeller S6 og S7).

CISTANCHE BEHANDLER NYRESYKDOMMER

Post-GWAS-analyse av NPHS1-KIRREL2-lokuset

Gitt at NPHS1 var den mest signifikante toppen etter HLA-regionen, at NPHS1 og KIRREL2 har nøkkelroller i podocyttbiologi, og at NPHS1 er en av de vanligste Mendeliannefrotisk syndromgener, fokuserte vi vår post-GWAS-analyse på risikovarianter på dette stedet (19q13.12; 36.2–36.6 Mb). Gitt den biologiske nærheten av DNA til mRNA, og tilgjengeligheten av eksisterende parede genomiske og biopsi-avledede nyretranskriptomiske data fra deltakere i Nephrotic Syndrome Study Network-studien (NEPTUNE),20,21 valgte vi å undersøke forholdet mellom risikoallelene ved dette stedet og lokalt mRNA-uttrykk.

We first tested the hypothesis that these risk SNPs altered expression of nearby genes as a cis expression quantitative trait locus (eQTL). However, there was no strong evidence that there were significant eQTLs for NPHS1 or KIRREL2 in the kidney or other tissues (Supplementary Table S8). We also found it to be unlikely that the 2 synonymous variants (rs2285450, c.294 C>T; rs2073901, c.2223C>T) i NPHS1 påvirket den sekundære strukturen ved å bruke RNAsnp Web Server.22 Vi henvendte oss deretter til å studere virkningen av kromosom 19, fem-SNP risikohaplotypen på NPHS1 transkripsjonsregulering. For å gjøre dette sammenlignet vi NPHS1 uttrykk for 4 NEPTUNE-deltakere som har hele 5 NPHS1-risikohaplotypen med 183 deltakere uten fullrisikohaplotypen. De 4 deltakerne med risikohaplotypen hadde ikke en signifikant forskjell i NPHS1-uttrykk (Wilcoxon-test P ¼ 0.39; figur 4a). Uten bevis for at denne risikohaplotypen har en eQTL for glomerulær NPHS1, antok vi at NPHS1-transkriptet avledet fra risikohaplotypen ville bli differensielt uttrykt sammenlignet med det fra referansehaplotypen (allelspesifikt uttrykk [ASE]), slik ASE har vært. rapportert å være assosiert med mottakelighet for sykdommer, inkludert inflammatorisk tarmsykdom, autismespekterforstyrrelser og alkoholbruksforstyrrelser.23–25 Vi brukte fasing og allelspesifikk ekspresjon fra RNA-seq (phASER) for å kvantifisere haplotypeoverflod, og kvantifiserte deretter "størrelsen av ASE" som graden av avvik fra det forventede 1:1-forholdet for uttrykk fra hvert kromosom j0.5 – (haplotype A/ totalt antall)j. Hos pasienter med risikohaplotypen inneholder haplotype A alle 5 NPHS1-risikovarianter; hos pasienter uten risikohaplotypen ble haplotype A tilfeldig valgt fra en av deres 2 haplotyper. Vi fant betydelig lavere uttrykk forNPHS1-transkriptet fra risikohaplotypen (tabell 3). Størrelsen på ASE i de 4 risikohaplotypeprøvene var 0.14, 0.21, 0.22 og 0.22, mens medianen for den andre 183 pasienter var 0.03 (interkvartilområde: 0.01–0.05, Wilcoxon-test for forskjell i ASE, P ¼ 9.3E–4; figur 4b).

Figur 3| Regionale plott av loci med genomomfattende betydning (P < 5e–08)="" eller="" marginal="" genomomfattende="" betydning="" i="" oppdagelsesstadiet.="" (a)="" den="" klassiske="" hla-regionen="" på="" kromosom="" (chr)="" 6="" viste="" den="" mest="" signifikante="" assosiasjonen="" (p="" ¼="" 2,80e–33).="" (b)="" kandidatlocus="" med="" betydning="" for="" genomet="" på="" chr="" 19="" (p="" ¼="" 4.94e–20).="">

Figur 3| (Fortsettelse) (c) Kandidatlokus med betydning for genomet på chr 9 (P ¼ 2.54E–08). (d) Kandidatlocus med marginal genomomfattende betydning på chr 18 (P ¼ 7.68E–08).

HLA-finkartlegging

HLA-assosiasjonsanalyse i denne studien bekreftet våre tidligere funn med mer signifikante P-verdier.16 Detaljer om HLA-finkartlegging er vist i tilleggstabeller S9–S20 og tilleggsfigur S9A–G). HLA-DRB1*{{50}}8:02– DQB1*03:02 var den mest signifikante følsomhetshaplotypen (korrigert P-verdi [Pc] ¼ 1,16E–22, ELLER ¼ 3.38), med en mer signifikant og sterkere assosiasjon enn HLA-DRB1*08:02 (Pc ¼ 2.60E–22, OR ¼ 2.66) eller HLA-DQB1*03:02 (Pc ¼ 2.59E– 10, OR 71) ¼ alene. HLA-DRB1*13:02–DQB1*06:04 var den mest signifikante beskyttende haplotypen (Pc ¼ 1,63E– 16, ELLER ¼ 0,18). Ett individ i casegruppen (1 av 870 ¼ 0,11 prosent) og 15 friske kontroller (15 av 2903 ¼ 0,52 prosent) var heterozygoter for den følsomme haplotypen (HLA-DRB1*08:02–DQB1*03:02) og den beskyttende haplotype (HLA-DRB1*13:02–DQB1*06:04), noe som tyder på en dominerende effekt av den beskyttende haplotypen over den mottakelige haplotypen, selv om forskjellen ikke var statistisk signifikant (P ¼ 0,14; tilleggstabell S20).

CISTANCHE BEHANDLER NYRESYKDOMMER

Vennligst klikk her for del to