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Fig. 1: Haematological setpoints are stable over decades in states of health.
a,单个健康患者的白细胞计数在20年内稳定在每微升6×10^3个细胞左右,偶尔会有短暂的病理生理干扰,95%置信区间(4.5-8.1)大约是研究医院成人参考区间(4.5-11.0)的一半。 b,20年内的全血细胞计数(CBC)指数的患者间和患者内变异略大于几周内的变异,两者均小于研究队列A中的患者间变异(n = 12,407名患者),短期患者内变异系数来自欧洲临床化学和实验室医学联合会(EFLM)数据库。 c,在队列A中,大多数指数的患者内和患者间的变异系数比值低于0.5。 d,在队列A中,长期患者间和患者内的CBC指数变异系数不随性别或自我报告的种族或民族显著变化。 e,随机选择的500名患者的长期血小板轨迹分布是异质性的(黑色线条),可以稳健地区分一些健康的患者,例如那些具有高(黄色)、中等(绿色)和低(蓝色)血小板设定点的患者。 误差线在b至d图中反映了基于Z分数(患者内)和重抽样法(患者间)计算的平均值的95%置信区间。 按年龄和不同时间段分层的患者变异系数见扩展数据图1a和1b。 患者变异系数的完整分布见扩展数据图1c。 图e中的虚线反映了马萨诸塞州总医院(MGH)的参考区间。
Fig. 2: Setpoints are a deep phenotype and generate a strong signal for heritability analysis.
a,b,伴侣之间的设定点和单一CBC相关性(a,n = 440对患者)比一级亲属(b,n = 439对患者)的相关性要小。 c,从设定点和单一CBC得出的队列遗传力估计值与文献中的数值相似。 d,在使用25,254名Mass General Brigham(MGB)患者的队列进行的SNP遗传力估计中,使用设定点时往往比使用单一CBC时更高。 e,25,254名MGB患者的HGB设定点GWAS的曼哈顿图。 f,g,在使用HGB设定点和单次门诊值进行的GWAS中,设定点的P值(f)更频繁地显著,效应大小(g;每个SNP的beta系数)相似。 h,设定点在产生显著结果方面比单一CBC标记更有成效。 i,PGS五分位数仅与平均设定点(及95%置信区间)有适度相关性,在独立队列(n = 5,051)中。HCT、HGB和RBC的五分位数按性别分层。 误差条在a–d中显示95%置信区间。 d中的星号表示统计学上的显著差异(*P < 0.05,双侧Z检验,具体P值见补充数据)。 f和g中的虚线对应于统一。 e中的注释对应于高度显著位点附近的基因,红色注释对应于新发现的位点。 原始数据图见扩展数据图4a,b。 文献遗传力估计值见扩展数据图4c。 其他设定点的e–g面板等效图见扩展数据图5和6。 每个设定点GWAS的五分位数-五分位数图见扩展数据图5b。 GWAS命中列表、关联位点和基因背景详见补充表3–6。
Fig. 3: Haematological setpoints are associated with all-cause mortality.
在MGB队列B(n = 14,371名患者)中,所有CBC设定点的10年全因死亡率与设定点五分位数相关,这些设定点限制在人群范围参考区间内。 b,c,大多数设定点(b)和设定点变异系数(c)的年龄和性别调整后的死亡风险比在MGB队列B(n = 14,371名患者)和华盛顿大学医学中心(UWMC)验证队列(n = 13,864名患者)中均不同于1.0。 五分位数分别针对男性和女性进行计算。 a-c中的误差线显示了死亡率(a)和死亡风险比(b,c)的95%置信区间。 a中的星号表示最高和最低五分位数之间的死亡率有显著差异(*P < 0.05,卡方检验),具体P值见补充数据。 请注意,HCT五分位数1的死亡率与五分位数5没有显著差异(P = 0.075),但与五分位数2、3和4有显著差异。 b和c的结果标准化为设定点变化1个标准差。 死亡率估计从设定点估计期结束时开始(MGB为2007年1月1日;UWMC为2019年1月1日)。 不同时间段的结果以及在多个独立队列中验证的结果见扩展数据图8。 所有面板中的误差线反映了95%的置信区间。
Fig. 4: Setpoints are associated with disease diagnosis and may enhance diagnostic accuracy.
在队列 B(n = 14,371 名患者)中,处于最高四分位数的红细胞分布宽度(RDW)设定点与随后诊断出的心房颤动相关,最低四分位数的血细胞比容(HCT)设定点与慢性肾病相关,最高四分位数的白细胞计数(WBC)设定点与2型糖尿病相关,最低四分位数的平均红细胞血红蛋白浓度(MCHC)设定点与主要心血管不良事件(MACE)相关,最低四分位数的红细胞计数(RBC)设定点与骨髓增生异常综合征(MDS)相关,最高四分位数的平均红细胞体积(MCV)设定点与骨质疏松症相关。 调整年龄和性别后的风险比显示,在队列 B 和一个独立的 UWMC 队列(n = 13,864 名患者)中,每增加1个标准差的设定点诊断率显著不同于1.0。 在队列 B 中,1年死亡风险根据白细胞计数设定点及其后续结果而变化。 调整年龄和性别后的死亡风险比在使用基于设定点的参考区间(设定点 ± 2 × 变异系数;橙色)时高于使用全人群参考区间(蓝色)。 从早期到晚期肾病的进展风险与当前血细胞比容与其设定点之间的关系有关(7,991 名女性患者,6,249 名男性患者)。CKD,慢性肾病。 从糖尿病前期到糖尿病的进展风险与平均红细胞血红蛋白浓度(MCHC)及其设定点有关(f;n = 4,801 名患者),低铁蛋白(FER)与血红蛋白(HGB)及其设定点有关(g;n = 13,820 名门诊患者),促甲状腺激素(TSH)升高与平均红细胞体积(MCV)及其设定点有关(h;n = 12,383 名门诊患者),JAK2 突变与血小板计数设定点有关(i;n = 495 名患者)。 b、d 和 i 中的误差线表示95%置信区间。所有设定点百分位数按性别分别计算。 d 中的星号表示显著差异(*P < 0.05,对数秩检验,具体 P 值见补充数据)。 a、b 和 e 至 h 的结果在 UWMC 进行了验证,详见扩展数据图9。 c 的其他血常规指数结果见扩展数据图10。
患者数据收集
设定点计算
遗传力分析
全基因组关联研究
PGS分析
测试阳性分析
统计分析
包容与伦理
报告总结
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