JACC |牛津大学陈铮鸣等团队:基于 CKB 队列,跨族裔蛋白质基因组学挖掘缺血性心脏病新治疗靶点

缺血性心脏病(IHD)是全球最主要的死亡原因之一,每年导致约900万人死亡,且在东亚地区(尤其是中国)发病率持续上升。尽管他汀类药物治疗显著改善了IHD患者的预后,但接受治疗的患者中仍存在显著的残余风险,这凸显了发现新治疗通路和生物标志物的迫切需求。大多数药物靶点为蛋白质,而基于亲和力的蛋白质组学技术(如Olink和SomaScan)的进步,使得在人群研究中同时测量数千种血浆蛋白成为可能。然而,既往蛋白质基因组学研究主要以欧洲人群为基础,跨族裔数据稀缺,限制了在不同群体中发现和验证治疗靶点的能力。
2026年7月,牛津大学陈铮鸣、Robert Clarke联合中国慢性病前瞻性研究(CKB)团队在《Journal of The American College of Cardiology》(IF22.3)发表题为“Cross-Ancestry Proteogenomic Analyses Identified New Therapeutic Insights for Ischemic Heart Disease”的研究论文。研究在CKB前瞻性队列中采用巢式病例-队列设计,纳入1,976例新发IHD病例和2,001例亚队列对照,利用Olink Explore 3072和SomaScan P7K两种蛋白质组学平台,共测量了9,520种血浆蛋白,通过全基因组关联分析(GWAS)鉴定了2,895个顺式蛋白质数量性状位点(cis-pQTLs),进而采用孟德尔随机化(MR)和共定位分析评估蛋白质与IHD的因果关系,并在东亚人群(29,319例IHD病例,来自日本生物银行)和欧洲人群(181,522例IHD病例,来自CARDIOGRAMplusC4D)中进行验证与比较。研究提出冠心病是“脂质驱动的慢性炎症”的核心假说,并锁定12个潜在成药靶点蛋白质。

研究材料
CKB嵌套病例队列,纳入1,976例首发缺血性心脏病(IHD)病例和2,001例无他汀使用的亚队列对照,中位随访6.8年。
技术方法
Olink Explore 3072和 SomaScan P7K 蛋白质组学平台检测;全基因组关联分析,两样本孟德尔随机化+共定位分析;TargetDB成药性及安全性评分。
研究结果
1. 研究设计与分析框架
研究团队首先在CKB中测量9,520种蛋白,分别在Olink和SomaScan平台进行GWAS鉴定cis-pQTLs(分别为1,301个和1,594个);随后在东亚人群中进行两样本MR分析,鉴定出54个与IHD有因果关联的蛋白;进一步通过共定位分析确认15个蛋白与IHD存在共享因果变异(PPH4≥0.8);在欧洲人群中利用UKB和deCODE的cis-pQTL数据进行复制验证;剔除3个非分泌型酒精代谢酶后,最终对12个非酒精相关靶点蛋白(8个脂质相关、3个炎症相关和1个血压相关蛋白)进行下游分析,包括PheWAS、富集分析、基因敲除小鼠模型、可药性评估和药物开发信息整合。这一层层递进的分析框架确保了发现的稳健性,最大程度地降低假阳性风险。

图1 9,520蛋白经多层过滤收敛至12个冠心病候选药靶
2. 观察性关联分析:双平台一致性有限
经性别、地区、血压、糖尿病、体质指数、ApoB/ApoA比值等因素校正后,共959种蛋白与IHD显著相关(FDR校正P<0.05),其中426种来自Olink平台,533种来自SomaScan平台。在进一步调整收缩压、糖尿病、BMI和ApoB/ApoA比值后,关联蛋白数量保持稳定(949种)。值得注意的是,NTproBNP和WFDC2在两个平台中均位列前三,但除少数蛋白外,两平台间最显著关联蛋白的重叠度较低。两个平台测量的同种蛋白水平之间仅呈中等相关,而不同靶点蛋白水平间的相关性则更低。这一发现凸显了不同蛋白质组学平台在蛋白捕获和定量方面的差异,提示跨平台验证对于蛋白质生物标志物研究的重要性。

图2 CKB队列9,520蛋白与缺血性心脏病的双平台Miami plot
3. 东亚人群中的MR与共定位结果:锁定12个候选靶点
在CKB的GWAS分析中,研究者共鉴定了2,908个cis-pQTLs,涉及1,934种独特蛋白。利用日本生物银行的GWAS汇总数据(29,319例IHD病例)作为结局变量进行两样本MR分析,在5% FDR水平下共鉴定出54种独特蛋白与IHD存在因果关联(Olink 36种,SomaScan 28种,其中10种重叠)。其中,Olink平台最强的正向关联蛋白为FURIN(OR=1.89)、NECTIN2(OR=1.53)和LPL(OR=1.26),最强的负向关联蛋白为ALDH2(OR=0.55);SomaScan平台最强的正向关联为APOC3(OR=1.35)、APOE(OR=1.32)和PCSK9(OR=1.22),最强负向关联为B4GALT6(OR=0.63)。
在共定位分析中,15种独特蛋白达到了PPH4≥0.8的强共定位证据标准(Olink和SomaScan各10种,5种重叠)。其中3种为酒精相关蛋白(ALDH1B、ALDH1C和ALDH2),因其为非分泌型胞内肝酶且在药物可及性方面受限,被排除后续分析,最终保留12种非酒精相关靶点蛋白。
表1 12个靶蛋白与东亚人群IHD的观察性及遗传学关联

4. 欧洲人群中的复制验证
在欧洲人群中,12种蛋白均存在cis-pQTL,其中8种在MR分析中显著关联IHD,5种(PCSK9、LPA、FGF5、APOE、CELSR2)在共定位分析中达到PPH4≥0.8,且效应方向与东亚人群一致。然而,4种蛋白(LPL、APOA5、SORT1、TGFB1)在两族裔间显示出方向相反的MR结果,其中APOA5、SORT1和TGFB1在欧洲人群中具有强共定位证据(PPH4≥0.8)。

图3 12个靶蛋白在东亚与欧洲人群中的MR及共定位森林图
值得注意的是,进一步的敏感性分析显示,当使用CKB(东亚)的cis-pQTL作为工具变量在欧洲人群结局数据中进行分析时,APOA5、SORT1和TGFB1的结果变得一致——均显示保护性关联。这一发现提示,所谓"不一致"更可能源于不同族裔选用的cis-pQTL不同(连锁不平衡模式差异、基因多效性或表位结合问题),而非蛋白生物学效应的真正族裔差异。本研究的编辑评论也特别指出,当cis-pQTL为改变蛋白氨基酸序列的变异或与之高度连锁时,基于亲和力的检测方法(Olink的抗体或SomaScan的适配体)可能因表位改变而错误报告蛋白丰度变化,从而产生假阳性关联。
5. 靶点蛋白特征与药物开发前景
在已有药物的6种蛋白中,PCSK9已有获批药物(Evolocumab,用于IHD),LPA有在研药物(Pelacarsen,针对高脂蛋白血症),APOC3有Volanesorsen(针对心血管疾病),IL6R有Tocilizumab(用于类风湿性关节炎),TGFB1有Luspatercept(用于骨髓增生异常综合征),FGF5有Erdafitinib(用于肿瘤)。其中,PCSK9和APOC3的可药性评分分别为92%和61%,LPA为86%,IL6R高达90%。
表2 12个IHD靶点蛋白的特征、可药性评分和药物开发现状

在无已知药物的6种蛋白中,LPL的可药性评分最高(93%),APOE为84%,SORT1为84%,HP为80%,而CELSR2(24%)和APOA5(38%)可药性较低。研究还通过基因敲除小鼠模型验证了多种蛋白的生物学功能:TGFB1敲除小鼠表现为体温调节异常,APOC3和PCSK9敲除小鼠胆固醇水平降低,LPL敲除小鼠HDL-C升高,APOE敲除小鼠LDL-C异常,APOA5敲除小鼠甘油三酯升高等,均与IHD相关代谢通路一致。
6. 研究意义与延伸展望
6.1 理论意义:IHD是脂质驱动的慢性炎症性疾病
本研究最重要的理论贡献是为"IHD是脂质驱动的慢性炎症性疾病"这一假说提供了强有力的跨族裔遗传学证据。12个非酒精相关靶点蛋白中,8个为脂质代谢相关、3个为炎症相关,涵盖LDL-C代谢(PCSK9、APOE、CELSR2)、甘油三酯代谢(APOC3、LPL、APOA5、SORT1)、Lp(a)代谢(LPA)、炎症通路(IL6R、HP、TGFB1)和血压调节(FGF5)。这一分布模式提示,针对多重脂质和炎症通路同时干预的策略可能优于单一通路靶向。
6.2 临床意义:指导药物开发与精准预防
尽管中国成人平均LDL-C水平(约1.3 mmol/L)仅为欧洲人(约2.8 mmol/L)的一半,本研究仍在东亚人群中确认了PCSK9作为降低LDL-C预防IHD靶点的重要性,支持中国指南基于"高风险"而非"高水平"启动降脂药物进行心血管一级预防的建议。LPA和APOC3作为在研药物靶点(如pelacarsen、volanesorsen等),其临床试验结果值得期待。此外,IL-6通路抑制剂(如ziltivekimab)和新型炎症靶点HP的发现,为超越IL-6的炎症靶向治疗提供了新方向。
6.3 方法学意义:三角验证框架的示范价值
如编辑评论所指出的,本研究最大的优势在于"三角验证"——将观察性关联、cis-pQTL MR、共定位分析、跨平台一致性和跨族裔复制五个互补层面的证据整合,形成靶点优先级排序的稳健框架。这一方法学范式强调:在单一研究中看似新颖的靶点可能无法通过跨族裔复制、跨平台比较或共定位检验,只有经受住多重验证的靶点才值得优先推进。ApoB的"意外缺失"——当使用免疫比浊法测量时与IHD显著相关,但Olink和SomaScan平台则无关联(79%的Olink测量值低于检测下限)——也深刻揭示了基于亲和力的蛋白质检测技术在特定蛋白上的局限性。
1.Mazidi M, Wright N, Pozarickij A, et al. Cross-ancestry proteogenomic analyses identified new therapeutic insights for ischemic heart disease. J Am Coll Cardiol. 2026. doi:10.1016/j.jacc.2026.05.049.
2.Yoshiji S, Clarke SL. Triangulating evidence in proteome-wide Mendelian randomization for cardiovascular disease: insights across ancestries and modalities. J Am Coll Cardiol. 2026. doi:10.1016/j.jacc.2026.05.048.
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