IF31.7｜纳米颗粒富集质谱蛋白质组GWAS揭示亲和平台pQTL的表位效应

质谱蛋白质组学证实约30%亲和平台pQTL可能为表位效应假象，并发现35个新pQTL。

这篇按生信解读号的读法拆：先看背景和问题，再看作者怎么做、做出了哪几条硬发现，最后把数据和代码收走。

研究背景

蛋白质数量性状位点（pQTL）是药物靶点发现和蛋白质功能研究的重要工具。此前大多数pQTL研究依赖亲和蛋白质组学平台，如SOMAscan和Olink，这些平台通过适配体或抗体结合靶蛋白进行定量。然而，亲和平台仅提供有限的蛋白质亚型信息，且可能受到表位结合区域遗传变异的影响，导致基因型依赖的读数与真实蛋白质丰度变化不一致。质谱（MS）蛋白质组学可互补这些不足，提供蛋白质亚型和表位改变变异的具体信息。本研究利用Seer Proteograph纳米颗粒富集质谱平台，对来自两个队列的血浆样本进行全基因组关联分析，以识别和验证pQTL，并评估先前报道的亲和平台pQTL。

科学问题

卡在哪里： 亲和蛋白质组学平台可能因表位效应产生假阳性pQTL，但缺乏大规模质谱数据来系统评估其影响。已有MS研究规模较小，覆盖蛋白数量有限，难以全面验证亲和平台发现的pQTL。

本文要回答： 利用MS蛋白质组学平台进行大规模pQTL发现与复制，并系统评估亲和平台pQTL中表位效应的比例，同时识别新的pQTL。

技术路线

作者主要用了：Seer Proteograph、DIA-NN、GWAS、coloc、MSPA评分、PAV库。

作者使用Seer Proteograph纳米颗粒富集质谱平台对1,260名美国发现队列（Tarkin）和325名亚洲复制队列（QMDiab）的血浆样本进行蛋白质组定量。对1,980个在至少80%样本中定量的蛋白质进行GWAS，识别pQTL。随后在QMDiab中复制，并利用coloc进行共定位分析。为评估亲和平台pQTL，作者从deCODE SOMAscan和UKB-PPP Olink获取cis-pQTL列表，在MS数据中进行肽水平关联分析，计算MSPA评分以判断蛋白质丰度QTL的支持程度。同时构建包含蛋白改变变异（PAV）的肽库，以区分真实丰度QTL与表位效应。

图 1　Fig. 1。图1展示pQTL变异基因组位置与编码蛋白基因位置的网格图。红色点代表cis-pQTL（变异与蛋白基因在同一区域），蓝色点代表trans-pQTL（变异与蛋白基因在不同染色体或远距离）。该图直观显示cis-pQTL富集于对角线附近，而trans-pQTL分散，反映遗传调控的顺式和反式模式。

核心亮点

亮点 1｜发现并复制102个pQTL，其中35个为新发现

在发现队列Tarkin中，364个蛋白质关联达到Bonferroni显著性（P < 5 × 10−8），涉及295个遗传位点和274个蛋白质，其中177个为cis-pQTL。在QMDiab复制队列中，102个pQTL（28.0%）达到联合分析显著性（P < 2.53 × 10−11）且方向一致。其中53个和52个分别被deCODE和UKB-PPP报道过，67个（65.7%）至少被一个先前研究报道。35个复制pQTL为新的，其中11个对应蛋白虽被亲和平台检测但未达到全基因组显著性。新pQTL包括ANGPTL6的trans-pQTL（与LDL胆固醇相关）、BRE的trans-pQTL（与年龄相关性黄斑变性和IgA肾病相关）等，为疾病药物靶点提供候选。

图 2　Fig. 2。图2包含三个散点图：a显示效应量（β）与次要等位基因频率（MAF）的关系，未见明显相关性；b显示发现队列（Tarkin）与复制队列（QMDiab）的效应量对比，复制pQTL效应方向一致且大小相近；c显示两队列等位基因频率（EAF）对比，高度相关，表明人群遗传结构差异不大。

亮点 2｜约30%亲和平台pQTL可能为表位效应假象

对deCODE SOMAscan的319个和UKB-PPP Olink的392个cis-pQTL进行MS肽水平验证。通过功效分析，120个（deCODE）和167个（UKB-PPP）pQTL具有>99%的复制功效。在这些充分功效的pQTL中，39个（32.5%）和49个（29.3%）复制且MSPA评分>0.8，而36个（30.0%）和55个（32.9%）未复制且MSPA评分<0.2。MSPA评分定义为支持pQTL的肽段比例（加权检测次数），评分0表示无肽段支持。未复制且低MSPA评分的pQTL可能由表位效应导致，例如GDF15的pQTL在MS中MSPA评分为0，证实了先前报道的表位效应。

图 3　Fig. 3。图3展示MSPA评分与亲和平台pQTL排名的关系。a和e显示deCODE和UKB-PPP pQTL的复制功效随排名下降；b和f显示MSPA评分分布，许多高排名pQTL具有低MSPA评分，提示表位效应；c和g显示双平台共同报道的pQTL几乎全部具有高MSPA评分；d显示Olink与SOMAscan效应量高度相关。

亮点 3｜SPINK5 pQTL揭示蛋白质亚型特异性遗传调控

rs2052534是SPINK5的pQTL，在UKB-PPP和deCODE中均有报道，本研究MSPA评分为0.5，表明部分肽段支持。SPINK5基因产生三种主要亚型：经典Q9NQ38、含30个氨基酸插入的Q9NQ38-3和截短的Q9NQ38-2。MS检测到四种蛋白质组，与rs2052534关联强度不同。GTEx数据显示该变异在皮肤和食管中为强剪接QTL。该变异可能影响Lys913附近的剪接，增加Q9NQ38-3生成，减少Q9NQ38。此例展示了MS肽水平分析解析蛋白质亚型遗传调控的独特能力。

图 4　Fig. 4。图4展示SPINK5 pQTL的肽水平分析。a为GTEx中rs2052534的剪接QTL小提琴图；b为SPINK5蛋白水平关联；c为四个蛋白质组代表性肽段的关联；d为肽水平meta分析的森林图，显示不同肽段效应方向不一致；e为UniProt亚型结构；f为基因结构及rs2052534位置，表明该变异影响外显子剪接，导致亚型比例改变。

亮点 4｜MSPA评分有效性验证及表位变异鉴定

选取46个在deCODE和UKB-PPP中由同一变异报道的pQTL作为参考集。这些pQTL在MSPA评分分布中几乎全部为高分，且Olink与SOMAscan效应量高度相关，表明双平台检测的pQTL更可能是真实丰度QTL。对于低MSPA评分的pQTL，查询Ensembl数据库发现22/36（SOMAscan）和29/55（Olink）存在潜在表位改变编码变异（LD r2 > 0.8）。在15个案例中检测到含PAV的肽段，杂合子蛋白水平约为一半，进一步证实了表位效应。coloc-MSPA分析排除遗传结构差异导致的低评分。

生信可带走

这一块是给做分析的人用的，不是科普点缀。

• 方法栈： Seer Proteograph、DIA-NN、GWAS、coloc、MSPA评分、PAV库
• 公开数据： 原文未给出公开组学登录号
• 代码： 原文未给出公开 GitHub/GitLab 仓库
• 谁该点开原文： 从事蛋白质组学、遗传学、药物靶点发现的研究者，尤其是使用pQTL数据进行因果推断的分析人员。

带走一句

做pQTL分析时，务必用正交平台验证关键位点，尤其当pQTL用于孟德尔随机化或药物靶点推断时，表位效应可能导致错误结论。