背景

吸煙和飲酒已被公認(rèn)為心臟病的風(fēng)險(xiǎn)因素，然而，它們對(duì)ECG信號(hào)的因果影響及其潛在機(jī)制仍不清楚。既往研究可能受到混雜因素或偏倚的影響，因此本研究解析了吸煙和飲酒與P波時(shí)程、PR間期及QT間期之間的遺傳結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)。

方法

本研究利用吸煙和飲酒的遺傳工具變量、相關(guān)的甲基化數(shù)量性狀位點(diǎn)（mQTL）及ECG指數(shù)的全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）匯總數(shù)據(jù)，采用連鎖不平衡評(píng)分回歸（LD Score Regression）和MR分析評(píng)估遺傳力及遺傳因果關(guān)聯(lián)。此外，通過(guò)共定位分析（colocalization analysis）和基于匯總數(shù)據(jù)的孟德?tīng)栯S機(jī)化（SMR）進(jìn)行精細(xì)定位，以識(shí)別潛在的共享遺傳變異。

結(jié)果

研究發(fā)現(xiàn)，每周飲酒量（Drinks per week, DrnkWk）與QT間期之間存在正向因果關(guān)系[β（95%CI）：1.06（0.91, 5.05），P?=?0.005]，且該因果關(guān)系在多種MR模型中均得到驗(yàn)證。多變量MR分析進(jìn)一步確認(rèn)了該關(guān)聯(lián)獨(dú)立于吸煙表型。在表觀遺傳MR分析中，兩個(gè)酒精相關(guān)的CpG位點(diǎn)（cg03345232和cg04605617）與QT間期變化存在因果關(guān)系，其中cg04605617定位于PLA2G2C基因，顯著延長(zhǎng)QT間期。此外，mQTL rs10916683（位于cg04605617）是PLA2G2C的強(qiáng)eQTL。共定位分析顯示，cg03345232與QT間期易感性共享一個(gè)因果變異（rs12881206）。然而，SMR分析未能在DrnkWk與QT間期之間識(shí)別出通過(guò)HEIDI檢驗(yàn)的共享功能基因。

結(jié)論

DrnkWk與QT間期延長(zhǎng)之間存在因果關(guān)系，針對(duì)特定DNA甲基化位點(diǎn)（如定位于PLA2G2C的cg04605617）可能為預(yù)防QT間期延長(zhǎng)提供新的潛在靶點(diǎn)。

在TSMR分析前，我們使用Burgess等人的工具評(píng)估樣本重疊帶來(lái)的偏倚與I型錯(cuò)誤率（0.05），偏倚為0.000，確保估算可靠性。

MR分析中，所有工具變量的F統(tǒng)計(jì)量為30.68–790.45，保證工具變量效力。IVW分析結(jié)果：

問(wèn)題性飲酒與P波持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)相關(guān) [β=11.64 (8.25, 15.03), P=1.76E-11]。

開(kāi)始吸煙與PR間期縮短相關(guān) [β=-1.23 (-2.12, -0.33), P=0.007]。

酒精使用障礙、DrnkWk、開(kāi)始吸煙均與QT間期延長(zhǎng)相關(guān)。

加權(quán)中位數(shù)和徑向IVW支持IVW分析結(jié)果，但問(wèn)題性飲酒與P波持續(xù)時(shí)間的因果關(guān)系未通過(guò)MR-Egger假設(shè)檢驗(yàn)。開(kāi)始吸煙與PR間期間存在微弱相關(guān)性，但未獲其他方法支持。

MVMR調(diào)整日吸煙量和開(kāi)始吸煙后，DrnkWk仍與QT延長(zhǎng)相關(guān)，MR-Egger截距檢驗(yàn)及MR-RAPS分析排除定向水平多效性（P>0.05）。

敏感性分析證實(shí)MR研究穩(wěn)健性：

留一法：無(wú)單一SNP顯著影響，IVW未檢出異質(zhì)性（P=0.061）。

MR-RAPS診斷分析顯示IVs與殘差獨(dú)立（P=0.221）。

殘差圖與Q-Q圖支持正態(tài)性假設(shè)。

Bayes factor共定位分析表明，GoDMC數(shù)據(jù)庫(kù)中的cg03345232位點(diǎn)甲基化水平與QT GWAS信號(hào)共享rs12881206（PPH4=99.7%），而cg04605617未發(fā)現(xiàn)顯著共定位變異。

SMR分析結(jié)合eQTL與GWAS數(shù)據(jù)，探索DrnkWk與QT間期的功能基因：

全血eQTL：77個(gè)DrnkWk相關(guān)變異，33個(gè)QT相關(guān)變異（P<3.20E-06）。

左心室eQTL：19個(gè)QT相關(guān)顯著變異（P<1.07E-05）。

NPIPB6（蛋白編碼基因）與NONHSAG018995.2（長(zhǎng)非編碼RNA）可能介導(dǎo)DrnkWk與QT的關(guān)系，但HEIDI測(cè)試未通過(guò)（P<0.05），提示水平多效性影響。

研究設(shè)計(jì)

本研究探討吸煙、飲酒對(duì)ECG的遺傳影響，選取五種暴露表型：

飲酒：DrnkWk（每周飲酒量）、AUD（酒精使用障礙）、PAU（問(wèn)題性飲酒）。

吸煙：CigDay（日吸煙量）、SmkInit（開(kāi)始吸煙）。

ECG結(jié)局指標(biāo)包括PWD、PR間期、QT間期，QT延長(zhǎng)與心律失常及猝死（SCD）密切相關(guān)，QRS因統(tǒng)計(jì)效能未納入分析。

遺傳分析方法

LDSC 評(píng)估遺傳力（h2）及遺傳相關(guān)性（rg）。

MR分析

TSMR：雙樣本孟德?tīng)栯S機(jī)化分析。

MVMR：控制吸煙與飲酒的遺傳交叉影響（|rg|=0.16–0.27）。

mQTL-MR：探索DNA甲基化在QT間期調(diào)控中的作用，并結(jié)合共定位分析評(píng)估潛在機(jī)制。

基因表達(dá)路徑分析通過(guò)SMR結(jié)合全血與心臟eQTL數(shù)據(jù)，HEIDI測(cè)試排除水平多效性。

GWAS數(shù)據(jù)來(lái)源

吸煙/飲酒：GSCAN（n=2,669,029）、FinnGen（AUD, n=376,477）、MVP GWAS Meta（PAU, n=435,563）。

ECG：CVDKP（PR間期, n=271,570）、UKB Meta（QT間期, n=84,630）、GCST004826（PWD, n=37,678）。

統(tǒng)計(jì)分析

LDSC計(jì)算SNP遺傳力（h2）及跨表型遺傳相關(guān)性（rg）。

MR分析

IVW：主效應(yīng)分析，假設(shè)所有SNP均為有效IVs。

穩(wěn)健性分析：MR-Egger、加權(quán)中位數(shù)、徑向MR、MR-RAPS，徑向圖檢測(cè)異常值。

水平多效性控制：Egger截距檢驗(yàn)、MR-RAPS診斷。

敏感性分析：異質(zhì)性評(píng)估、留一法分析。

DNA甲基化MR分析

Wald比值法（單mQTL），IVW（多mQTL）。

共定位分析：Bayes因子評(píng)估因果變異，coloc計(jì)算H4后驗(yàn)概率（>95%視為共定位證據(jù)）。

SMR基因表達(dá)分析 結(jié)合GWAS與eQTL數(shù)據(jù)，Bonferroni校正（P<0.05/探針數(shù)）確定顯著性，HEIDI測(cè)試排除水平多效性。

本研究利用孟德?tīng)栯S機(jī)化方法探討吸煙、飲酒對(duì)心電圖指標(biāo)的遺傳影響，結(jié)果表明問(wèn)題性飲酒與P波持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)相關(guān)，開(kāi)始吸煙與PR間期縮短相關(guān)，酒精使用障礙、每周飲酒量、開(kāi)始吸煙均可導(dǎo)致QT間期延長(zhǎng)。MVMR分析確認(rèn)每周飲酒量與QT間期的因果關(guān)系，并排除水平多效性影響。共定位分析顯示cg03345232位點(diǎn)的DNA甲基化水平與QT GWAS信號(hào)共享rs12881206，SMR分析進(jìn)一步揭示NPIPB6和NONHSAG018995.2可能介導(dǎo)每周飲酒量對(duì)QT的影響。整體而言，本研究提供了吸煙、飲酒對(duì)心電圖參數(shù)影響的遺傳證據(jù)，并揭示潛在的分子機(jī)制，有助于理解其心臟電生理效應(yīng)。