Valutazione della relazione tra proteina C-reattiva ad alta sensibilità e funzione renale utilizzando la randomizzazione mendeliana nello studio J-MICC basato sulla comunità giapponese

ASTRATTO

Background: si ritiene che l'infiammazione sia afattore di rischio per malattie renali. Tuttavia, è necessario stabilire se lo stato infiammatorio sia una causa o un risultato dimalattia renale cronicarimane controverso. Abbiamo mirato a indagare la relazione causale traproteina C-reattiva ad alta sensibilità(hs-CRP) evelocità di filtrazione glomerulare stimata(eGFR) utilizzando approcci di randomizzazione mendeliana (MR).

Metodi:In questo studio sono stati analizzati un totale di 10.521 partecipanti allo studio di coorte collaborativo multi-istituzionale giapponese. Abbiamo utilizzato approcci MR a due campioni (la varianza inversa ponderata (IVW), la mediana ponderata (WM) e il metodo MR-Egger) per stimare l'effetto dell'hs-CRP geneticamente determinato sulla funzione renale. Abbiamo selezionato quattro e tre polimorfismi a singolo nucleotide (SNP) associati a hs-CRP come due variabili strumentali (IV): IVCRP e IVAsian, sulla base di SNP precedentemente identificati nelle popolazioni europee e asiatiche. IVCRP e IVAsian hanno spiegato rispettivamente il 3,4% e il 3,9% della variazione di hs-CRP.Risultati:Utilizzando l'IVCRP, l'hs-CRP geneticamente determinato non è stato associato in modo significativoeGFRnei metodi IVW e WM (stima per aumento di 1 unità in ln(hs-CRP), 0.000; intervallo di confidenza al 95% [CI], −0.{{ 7}}19 a 0.020 e −0.003; IC 95%, −{{23 }}.0da 19 a 0.014, rispettivamente). Per IVAsian, abbiamo trovato risultati simili utilizzando i metodi IVW e WM (stima, 0.005; IC 95%, −0.{{44} }da 20 a 0,010 e −0,004; IC al 95%, da −0,020 a 0,012, rispettivamente). Anche il metodo MR-Egger non ha mostrato alcuna relazione causale tra hs-CRP ed eGFR (IVCRP: -0,008; IC al 95%, da -0,058 a 0,042; IVAsian: 0,001; IC al 95%, da -0,036 a 0,036).

Conclusioni:Le nostre analisi MR a due campioni con IV diversi non hanno supportato un effetto causale di hs-CRP sull’eGFR.

Parole chiave: hs-CRP; eGFR; Studio di randomizzazione mendeliana;epidemiologia genetica; infiammazione

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INTRODUZIONE

L'infiammazione sistemica è considerata una dellefattori di rischio per le malattie croniche più comuni, Compresodiabete mellito,1 ipertensione,2 malattia cardiovascolare,3 emalattia renale cronica(CKD).4 Generalmente,proteina C-reattiva(CRP) è stato utilizzato come biomarcatore dell'infiammazione sistemica nella ricerca clinica e di base. Sebbene i precedenti studi longitudinali abbiano esaminato l'associazione tra i livelli di CRP e la CKD in diverse popolazioni, l'evidenza della causalità di questa associazione rimane controversa.5-7 Tuttavia, alcuni ricercatori hanno dimostrato l'effetto delle funzioni biologiche orientate alla CRP sulla funzione renale.8, 9 Un ricercatore ha anche pubblicato una meta-analisi che suggerisce che gli integratori di vitamina D potrebbero abbassare i livelli circolanti di CRP.10 Nel loro insieme, questi studi suggeriscono che gli interventi sulla CRP possono aiutare a migliorare la funzione renale.

Negli ultimi anni, ilRandomizzazione mendelianaL'approccio (MR) ha attirato molta attenzione nell'epidemiologia genetica. Il più grande vantaggio di questo metodo è quello di indagare una relazione causale tra un'esposizione (X) e un risultato (Y) da un set di dati osservativi utilizzando varianti genetiche come variabili strumentali (G: IV).11 Lo sviluppo dell'analisi RM si è verificato consecutivamente dopor identificare polimorfismi a singolo nucleotide(SNP) negli studi di associazione sull’intero genoma (GWAS). Come per altri risultati sanitari, il precedente GWAS ha identificato SNP associati ai livelli di CRP, incluso il gene CRP nel cromosoma 1.12,13 È interessante notare che è noto che i livelli sierici di CRP sono influenzati da polimorfismi genetici,14 il che indica che gli SNP associati ai livelli di CRP possono riflettere l'esposizione di lungo periodo a un livello CRP più alto=più basso. Pertanto, gli SNP associati ai livelli sierici di CRP sono adatti per gli IV per indagare le relazioni causali tra CRP e diverse condizioni patofisiologiche e utilizzati in precedenti studi sulla RM tra gli adulti nei paesi europei.15-17

Nei paesi asiatici, negli ultimi decenni, studi di coorte su larga scala hanno raccolto genomi umani ed eseguito la genotipizzazione. Diversi ricercatori hanno condotto GWAS e hanno trovato nuovi loci associati ai livelli di CRP nelle popolazioni asiatiche.18–20 Questi studi consentono ai ricercatori di condurre studi MR utilizzando SNP associati a CRP nelle popolazioni asiatiche, il che sembra essere importante in termini di differenze etniche. Pertanto, abbiamo studiato se i livelli di hs-CRP geneticamente determinati utilizzando due diversi IV, sulla base di SNP identificati nelle popolazioni europee e asiatiche, fossero causalmente correlati afunzione renalein una popolazione giapponese che utilizza approcci RM.

METODI

Materie di studio

The study subjects were participants of the Japan Multi-institutional Collaborative Cohort (J-MICC) Study which was conducted in 14 study areas throughout Japan. The purpose of the J-MICC study was to find out the risk factors of cancer and other diseases by examining the relationship between genetic variants, lifestyle habits, blood components, and disease. The eligibility for the J-MICC Study was adults aged 35–69 years living in each study area. The details of the J-MICC Study have been described previously elsewhere and the latest information is available on its website (http:==www.jmicc.com).21,22 The selection process of participants is shown in Figure 1. From the genotyped 14,539 subjects, 26 samples with inconsistent sex information between the questionnaire and an estimate from genotype were excluded. The identity-by-descent method implemented in the PLINK 1.9 software (https:==www.cog-genomics.org=plink2) identified 388 relative pairs (pi-hat >0.1875) and one sample of each pair was excluded. Principal component analysis with a 1,000 Genomes reference panel (phase 3) (http:==www. international genome.org= category=phase-3=) detected 34 subjects whose estimated ancestries were outliers from the Japanese population. The 34 samples were excluded. Among all the remaining 14,091 samples, five subjects withdrew their consent to participate, leaving 14,086 subjects for the final analyses. Of these, the values of serum hs-CRP were available only at three study sites. Therefore, we decided to use a two-sample MR study design, rather than a single sample MR for a smaller dataset. We divided the participants into two groups; 1) 2,503 participants (available for hs-CRP) and 2) 12,501 participants (non-overlapping participants), which are by a basic principle of two-sample MR (nonoverlapping populations with the same ethnicity, similar sex, and age distribution).23 After excluding participants who had an extremely high value for hs-CRP (hs-CRP >3.0 mg=dL, n = 828) and eGFR (eGFR >120 ml=min=1,73 m2, n=3,647) e inferiore al limite di quantificazione per hs-CRP (n=8), per un totale di 10.521 giapponesi (1.667 per associazione genetica con hs-CRP [chiamato set di dati CRP] e 8.854 per associazione genetica con eGFR [chiamato set di dati eGFR]) sono stati analizzati nella MR a due campioni di questo studio. Il consenso informato scritto è stato ottenuto da tutti i partecipanti a questo studio. Lo studio J-MICC è stato condotto in conformità alle linee guida etiche per la ricerca sul genoma umano e sul sequenziamento genetico. La procedura di questo studio è stata approvata dal Comitato di revisione etica della Graduate School of Medicine dell'Università di Nagoya (939-14), dall'Aichi Cancer Center e da tutti gli istituti di ricerca. Abbiamo eseguito analisi utilizzando il set di dati della versione 20190728.

Misurazione di hs-CRP ed eGFR

Sono stati raccolti campioni di siero da tutti i partecipanti. Abbiamo misurato l'hs-CRP utilizzando la nefelometria potenziata dal lattice. La creatinina sierica è stata misurata utilizzando un metodo enzimatico. Alcuni istituti hanno misurato la creatinina sierica utilizzando il metodo Jaffe e poi l'hanno trasformata nel valore equivalente del metodo enzimatico. eGFR è stato calcolato utilizzando l'equazione giapponese proposta dalla Società giapponese di nefrologia: eGFR (mL= min=1,73 m2 )=194 × creatinina sierica (mg=dL) −1.{{10}}94 × età−0,287 (× 0,739 per le donne).24

Selezione delle variabili strumentali

L'elenco dei SNP candidati per gli IV è mostrato nella tabella 1. Innanzitutto, abbiamo selezionato quattro SNP (rs3093077, rs1205, rs1130864 e rs1800947) all'interno del gene CRP che era stato utilizzato come IV in precedenti studi MR.15 In questo studio, questi SNP sono stati selezionati come sottoinsieme minimo per ottenere la diversità del gene CRP nelle popolazioni europee e chiamati IVCRP. Successivamente, abbiamo considerato che è necessario selezionare SNP e sviluppare IV originali in una popolazione asiatica perché l'IVCRP è stato sviluppato sulla base di SNP identificati in persone di discendenza europea. Pertanto, abbiamo cercato la parola "CRP" nel catalogo GWAS (https:==www.ebi.ac.uk= gwas=) ​​e abbiamo ristretto il campo agli studi secondo seguenti criteri: 1) uno studio condotto su una popolazione asiatica e 2) uno studio con sia la fase di scoperta che quella di replica. Dopo la selezione basata sul web, abbiamo finalmente selezionato 13 SNP. Per 151233628, a causa della bassa qualità dell'imputazione (MAF<0.05 and r2 < 0.3), this SNP was not included in the original J-MICC dataset. Of the remaining 12 SNPs, 6 SNPs (rs12133641, rs9375813, rs2097677, rs79802086, rs2393791, and rs1169284) were excluded because these SNPs were not significantly associated with hs-CRP in our dataset (P > 0.0042 = 0.05=12). Next, rs814295 (GCKR) and rs429358 (APOE) were likely to have pleiotropic effects on kidney function. rs3093059 was excluded due to the high linkage disequilibrium (LD) with rs3093068 in the CRP dataset (r2 > 0.9). Finally, three SNPs (rs30933068, rs7553007, and rs7310409) were included in our analysis and were called as IVAsian (Table 2).

analisi statistica

To confirm the cross-sectional association between hs-CRP and eGFR, multiple linear regression analysis was performed with adjustments for sex, age, and study sites. We performed two-sample MR approaches after dividing the participants into two datasets (CRP and eGFR datasets) as described above. Methods for two-sample MR were different from the one-sample MR method, which was described in previous methodological papers.25–27 The inversevariance weighted method (IVW) is a conventional approach to estimating a causal effect on a study outcome from different studies in meta-analysis.25 In the setting of MR analysis, the IVW method can provide a combined estimate weighted using the inverse variances of the causal effect of per-allele. However, this method can be biased when a genetic variant violates the assumptions of MR (eg, pleiotropic effect).27 Therefore, we also performed two other methods (the weighted median (WM) and the MR-Egger method) which can provide consistent estimates even under the weaker assumption.25 The MR-Egger analysis is also useful to detect either both directional pleiotropy or violation of the Instrument Strength Independent of Direct Effect (InSIDE) assumption. Additionally, the F-statistic was calculated for each IV from linear regression analyses to test whether IVs are strongly associated with exposure (referred to as relevance assumption).28 We performed linear regression analyses using the lm function in R and included all SNPs used in each IV in models. An arbitrary threshold of F-statistic >10 è stato utilizzato per evitare l'uso di strumenti genetici deboli in questo studio.29 Tutte le analisi statistiche sono state eseguite utilizzando il software R versione 3.5.0 (R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria). In particolare, per le analisi RM di due campioni è stato utilizzato un pacchetto R di "MendelianRandomization".30