血清DNA修复蛋白与肝癌的双向因果关系：来自孟德尔随机化的证据

摘要

肝癌是全球范围内高发且高致死的恶性肿瘤，其中肝细胞癌（HCC）占多数。尽管分子分型和精准治疗不断进展，但整体预后仍不理想。DNA每天都会受到大量损伤，DNA修复系统在维持基因组稳定中至关重要。一旦修复异常，可能促进肿瘤发生。然而，血清DNA修复蛋白水平与肝癌风险之间是否存在因果关系，仍缺乏明确证据。

本研究采用双样本双向孟德尔随机化（MR）设计。暴露为多种血清DNA修复蛋白水平，包括NBR1、RAD51、PARP1、PARP11、XRCC4等；结局为原发性肝恶性肿瘤、HCC及肝内胆管癌（IHCC）。

SNP筛选阈值设为P<5×10⁻⁶，排除连锁不平衡（r²<0.001），并保证F统计量>10以避免弱工具变量偏倚。主要采用IVW方法进行因果推断，并结合加权中位数、MR-Egger等方法验证一致性。同时进行异质性、多效性及逐一剔除分析。进一步开展pQTL分析、共定位分析及KEGG通路富集分析，以探讨潜在机制。

结果

正向MR分析

NBR1蛋白水平升高与原发性肝恶性肿瘤风险显著增加相关（IVW：OR=2.28，95%CI：1.17–4.45，P=0.015）。加权中位数分析结果方向一致且同样显著，提示结果较为稳健。但在HCC及IHCC中未观察到显著关联。RAD51水平升高与原发性肝恶性肿瘤风险增加相关（IVW：OR=2.16，95%CI：1.12–4.15，P=0.021）。其他方法未达到统计学显著，但方向基本一致，提示可能存在潜在风险效应。PARP11在不同亚型肝癌中表现出差异性作用。在HCC中，PARP11表现为保护因素（IVW：OR=0.48，95%CI：0.25–0.93，P=0.030），加权中位数结果同样显著。但在IHCC中，PARP11却表现为风险因素（IVW：OR=1.86，95%CI：1.04–3.33，P=0.038）。这种方向相反的结果提示，PARP11可能在不同肝癌亚型中参与不同分子通路。XRCC4、PARP1、DNA polymerase、XPF等蛋白与肝癌总体未观察到显著因果关联（P>0.05）。

反向MR分析

HCC与PARP1水平之间存在显著因果关联（IVW：OR=0.96，95%CI：0.93–0.99，P=0.007），提示遗传预测的HCC风险升高与PARP1水平下降相关。IHCC与XRCC4水平升高显著相关（IVW：OR=1.05，P=0.003），同时与PARP1水平升高也存在显著关联（IVW：OR=1.05，P=0.005）。其余反向分析未见显著结果。

pQTL及通路分析

pQTL分析显示，rs2793568位点与PARP1蛋白水平显著相关。

共定位分析支持该位点在PARP1表达与肝癌风险之间共享因果变异。KEGG富集分析提示PARP1主要参与碱基切除修复通路，并涉及NF-κB信号通路、凋亡及坏死性凋亡等机制。整体来看，NBR1与RAD51更偏向于增加原发性肝恶性肿瘤风险，而PARP11在不同肝癌亚型中呈现方向相反的因果效应。PARP1则在双向分析中反复出现，提示其可能处于DNA修复与肝癌发生之间的关键节点。

研究方法

研究基于UK Biobank及GWAS数据库数据，所有样本均为欧洲人群。采用双向MR框架，从“DNA修复蛋白→肝癌”及“肝癌→DNA修复蛋白”两个方向进行分析。工具变量需满足MR三大假设：与暴露显著相关、不受混杂因素影响、仅通过暴露影响结局。主要分析方法为IVW，并结合多种方法及敏感性检验增强结果可信度。在机制层面，通过pQTL筛选关键位点，并利用共定位和KEGG富集分析进一步验证分子通路。

小结

本研究从遗传层面证实，血清NBR1、RAD51及PARP11与肝癌存在因果关联，其中PARP11在不同类型肝癌中表现出相反作用。PARP1相关遗传位点及碱基切除修复通路可能在肝癌发生中发挥关键作用。这些DNA修复蛋白有望成为潜在预测标志物及干预靶点。