文章概述

通过一项基于挪威HUNT研究的全基因组连锁分析，探讨了遗传因素与血流感染（BSI）风险的关系。研究追踪了47个家族（共365人，其中110人患病）23年的数据，发现染色体4p14上的TLR10/1/6基因位点与BSI风险存在显著关联（LOD 3.2），其中TLR10和TLR1的两个特定SNPs（rs11466658和rs3923647）与感染风险增加相关。这些基因编码的Toll样受体在先天免疫中起关键作用，其变异可能影响对血流感染的易感性。

一、研究背景

血流感染（BSI）死亡率高，早期识别容易发生BSI的受试者是很重要的。环境风险因素（肥胖、吸烟、缺乏体力活动和铁缺乏等）与BSI相关 vs. 遗传易感性（具有挑战性）。既往全基因组关联研究（GWAS）对感染性疾病的遗传解析存在局限，主因罕见变异难以检测及表型异质性。连锁分析利用来自家庭的遗传数据来评估DNA区域是否与所关注的性状相关联，而研究多为无遗传相关人群。该研究利用可用的基因型数据重建了47个多代家系，并在1995—2017年随访的人群队列中进行了全基因组连锁分析，以及随后的基于家系的关联检测，为感染遗传学提供了新视角。

二、材料与方法

1. 研究人群

基于挪威北特伦德拉格省健康研究（HUNT）的队列研究基础（n=71860);随访23年（1995年至2017年）的血培养数据。

2. 遗传数据和质量控制

基因分型、样本和变异质量控制与填补

（1）使用三种不同的人类基因分型芯片进行基因分型，样本和单核苷酸多态性（SNP）的检测率设定为高于99%，无关样本间符合哈迪-温伯格平衡（群体遗传平衡定律）的阈值为P值小于0.0001。

选取存在两名及以上二级亲属或更近亲缘关系且感染过BSI的家系样本）

（3）目标家系的样本和SNP质控（SNPs=146044）

排除未受影响的远亲、孟德尔遗传错误标记、次要等位基因频率（MAF）低于0.1%的SNPs、PLINK软件二次筛选）。

三、分析

本研究仅对常染色体进行分析。使用Merlin软件对146,044个直接基因分型的SNP位点进行了多点非参数连锁分析。我们通过计算对数率（LOD）得分来评估基因位点与疾病的连锁关系。为了减少连锁不平衡导致的膨胀关联，我们仅评估符合以下标准的SNP：如果R2大于0.1且物理距离小于10 kb，我们将snp聚集在全基因组范围内，共计25,724个集群。为了纳入来自未患病家族成员的信息，并试图缩小关注区域，对显示峰区域和BSI之间最强关联的家族内填补变异体集进行了基于家族的关联检验（选择了峰区域内家族内LOD阳性（LOD＞0.01）的家族），进而追踪了最显著的连锁峰。敏感性分析：探讨在家庭内是否存在的BSI累积。

四、结果

（一）一般特征

   对69,423名通过质控的基因型受试者进行了分析，确定47个家庭中至少有两名二级亲属或更近亲属感染了BSI，这47个家庭共包含365名基因型个体，其中110人确诊血流感染。

（二）基因组连锁分析

图1全基因组连锁分析血流感染（BSI）风险  图2 4号染色体与血液感染风险的连锁分析

在全基因组连锁分析中，没有一个位点达到全基因组显著性(LOD > 3.3)，但存在三个提示性位点（LOD >1.9），均位于4号染色体上，分别位于46.6cM（LOD2.3）、57.7cM（LOD 3.2）和70.0cM(LOD 2.1）。蓝线和红线分别表示提示性和全基因组显著的对数概率（LOD）评分。

（三）敏感性分析

当峰值区域的LOD值下降1个单位时，可确定57.1至58.0厘摩范围内的区域。该区域内共有七个基因（从染色体起始位置开始计数）：FLJ13197、KLF3、TLR10、TLR1、TLR6、FAM114A1和MIR574。

在峰值区域最显著的0.1 LOD下降点（57.6-57.8厘摩），可识别出三个基因：TLR10、TLR1和TLR6。

图3显示染色体4上的区域与血流感染相关。

（四）家系关联分析

在47个家庭中，选取LOD评分在峰区呈阳性的27个家庭（60例和134例对照）进行关联分析。

两个SNP具有统计学显著性：TLR10基因中的rs11466658和TLR1基因中的rs3923647。这两种突变均被预测会对蛋白质功能产生有害影响，且病例组的等位基因频率约为对照组的两倍。

（五）评估在峰值位点检测结果为阳性/阴性（LOD）的家族感染类型的分布情况

与阴性LOD的家族相比，阳性LOD家族在BSI感染类型及感染源方面均未呈现明显模式。

（六）评估兄弟姐妹集内BSI的积累情况

BSI事件在同胞组内聚集的趋势明显。

值得注意的是，在四个兄弟姐妹集中，有三个受影响受试者的集合的预期数量为0.23，观察到的集合数量为2 （P = 0.023）。

（七）TLR10/1/6基因座中具有最高对数优势比评分的两个家族

在TLR10/1/6位点上对数率（LOD）评分最高的两个家系。

在TLR10/1/6位点，在57.7 cM处，家系1的LOD值为0.58，家系2的LOD值为0.60。女性和男性分别表示为圆形和正方形，如果经历过血流感染则填充。非基因型连接亲本用虚线表示。

五、结论

在全基因组连锁分析及后续的家庭为基础的关联检测中发现，4p14染色体的变异，可能与TLR10/1/6基因座的突变相关，且与在以挪威人为基础的群体样本中发展BSI的风险增加有关。

六、创新性和不足

（一）创新性

1. 首个在前瞻性队列中评估发生BSI风险的全基因组分析。

2. 首个基于家系的BSI基因组连锁分析。

（二）不足

1. 统计效能不足（仅47家系，LOD未达全基因组显著）

2. BSI异质性（病原体/感染来源未分层分析）

3. 仅欧洲人群，需其他族群验证

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