胃肠道疾病与精神障碍的共病和关联已被广泛报道，该关联很可能受到肠-脑轴(GBA)的调控。GBA关乎胃肠道和中枢神经系统之间的双向相互作用，从而将肠道功能障碍与脑功能和精神疾病联系起来。在GBA这一概念框架下，进一步识别全基因组遗传关联的基因组变异或位点，对于深入探讨这两种疾病的共同遗传病因具有重要意义。共同的遗传病因也表明了潜在的多效性效应。交叉性状分析通过利用全基因组关联分析(GWAS)信号的相关性来研究多个性状之间的多效性遗传变异或位点。多效性位点可以作为干预靶点，可同时预防或治疗这两类疾病。

图1. 研究流程图。对4种胃肠道疾病和6种精神障从不同层面进行了全面的多效性分析。A: 评估遗传相关性及遗传重叠；B: 识别多效性变异及位点；C: 探究共享生物学机制；D: 孟德尔随机化评估双向关联。

本研究利用大规模的GWAS汇总数据，对4种胃肠道疾病(炎症性肠病，肠易激综合征，消化性溃疡病和胃食管反流病)和6种精神障碍(精神分裂症，双相情感障碍，重度抑郁障碍，注意缺陷多动障碍，创伤后应激障碍，以及神经性厌食症)，通过各种统计遗传学方法，在多效性分析框架下，从全基因组水平、SNP水平、基因水平和生物学机制水平开展分析，以阐明这两类疾病潜在的共同遗传病因。结果表明胃肠道疾病和精神障碍之间的多效性遗传决定因素广泛分布于整个基因组。

图2. 4种胃肠道疾病和6种精神障碍多效性关联全景图。该环形树状图包括4种胃肠道疾病（内圈；胃食管反流[GERD]，炎症性肠病[IBD]，肠易激综合征[IBS]，消化性溃疡[PUD]）和6种精神障碍（第二圈；注意缺陷多动障碍[ADHD]，神经性厌食症[AN]，双相情感障碍[BIP]，重度抑郁障碍[MDD]，创伤后应激障碍[PTSD]，精神分裂症[SCZ]），共有24对性状对。在19对性状对中共识别出83个多效性位点（第三圈；其中IBS-PTSD，PUD-MDD和PUD-PTSD未识别到多效性位点），其中53个位点中最显著的遗传变异位点对于相应性状对具有相同的效应方向（由+表示）而剩余30个具有相反的效应反向（由－表示）；24个多效性位点在相应性状对中共定位（橙色圆点）并且11个位点在相应胃肠道疾病、精神障碍、肠道微生物中共定位（灰色圆点，共定位的微生物在线上标注）。MAGMA方法共识别出196个多效性基因（去重后158个）。在该图中，对于具有3个以上多效性基因的性状对，我们只展示其前3个多效性基因，并且其显著性按顺时针递减（第四圈），E-MAGMA方法识别的至少在一种胃肠道组织或脑组织以及其他组织中具有组织特异性的基因也进行了标注（深蓝色圆点）。

该发现不仅支持GBA作为胃肠道疾病和精神障碍的共同遗传基础，同时也对这些疾病的干预和治疗靶点具有重要意义。

该研究得到了国家自然科学基金面上项目、山东省自然科学基金重大基础研究项目等资助。

相关论文信息：

Doi:10.1001/jamapsychaitry.2022.4974