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中华临床医师杂志(电子版) ›› 2025, Vol. 19 ›› Issue (09) : 689 -695. doi: 10.3877/cma.j.issn.1674-0785.2025.09.008

基础研究

组织蛋白酶与类风湿关节炎因果关系的双向孟德尔随机化研究
杨彪1, 魏新锁1, 张雅淳1, 王瑶2,()   
  1. 1 710077 西安,西安医学院第一附属医院骨科
    2 710077 西安,西安医学院第一附属医院检验科
  • 收稿日期:2025-09-23 出版日期:2025-09-30
  • 通信作者: 王瑶
  • 基金资助:
    西安医学院创新创业教育改革专项课题(2024CCJG-13)

Causal relationship between cathepsins and rheumatoid arthritis: a bidirectional Mendelian randomization study

Biao Yang1, Xinsuo Wei1, Yachun Zhang1, Yao Wang2,()   

  1. 1 Department of Orthopedics, The First Affiliated Hospital of Xi'an Medical University, Xi'an 710077, China
    2 Department of Clinical Laboratory, The First Affiliated Hospital of Xi'an Medical University, Xi'an 710077, China
  • Received:2025-09-23 Published:2025-09-30
  • Corresponding author: Yao Wang
引用本文:

杨彪, 魏新锁, 张雅淳, 王瑶. 组织蛋白酶与类风湿关节炎因果关系的双向孟德尔随机化研究[J/OL]. 中华临床医师杂志(电子版), 2025, 19(09): 689-695.

Biao Yang, Xinsuo Wei, Yachun Zhang, Yao Wang. Causal relationship between cathepsins and rheumatoid arthritis: a bidirectional Mendelian randomization study[J/OL]. Chinese Journal of Clinicians(Electronic Edition), 2025, 19(09): 689-695.

目的

采用两样本孟德尔随机化方法研究组织蛋白酶与类风湿关节炎的因果关系。

方法

利用全基因组关联研究数据,暴露因素为组织蛋白酶,结局变量为类风湿关节炎。采用逆方差加权法、MR-Egger回归法、加权中位数法、简单模型法和加权模式法研究暴露与结局的因果关系,其中以逆方差加权法作为主要分析方法,并进行敏感性分析以检验结果可靠性。同时将类风湿关节炎作为暴露因素,组织蛋白酶作为结局变量,进行反向孟德尔随机化分析。

结果

根据逆方差加权法的统计结果,组织蛋白酶B(OR=1.044,95%CI=1.005~1.084,P=0.026)与类风湿关节炎的发生风险呈正向因果关联;组织蛋白酶F(OR=1.068,95%CI=1.020~1.118,P=0.005)与类风湿关节炎的发生风险呈反向因果关联。此外,通过敏感性分析评估结果的稳健性。

结论

遗传预测的组织蛋白酶B较高的个体罹患类风湿关节炎的风险可能增加,同时类风湿关节炎的发生会促进组织蛋白酶F的升高。

Objective

To investigate the causal relationship between cathepsins and rheumatoid arthritis (RA) using a two-sample Mendelian randomization (MR) approach.

Methods

Genome-wide association study (GWAS) data were used, with cathepsins as exposures and RA as the outcome variable. Inverse variance weighting (IVW), MR-Egger regression, weighted median, simple mode, and weighted mode methods were applied to explore the causal relationship between exposures and the outcome, with IVW serving as the primary analytical method. Sensitivity analyses were performed to verify the reliability of the results. Additionally, a reverse MR analysis was conducted with RA as the exposure and cathepsins as the outcome variables.

Results

According to the IVW statistics, cathepsin B was positively causally associated with the risk of RA (odds ratio [OR]=1.044, 95% confidence interval [CI]=1.005~1.084, P=0.026); cathepsin F was inversely causally associated with the risk of RA (OR=1.068, 95%CI=1.020~1.118, P=0.005). The robustness of the results was confirmed by sensitivity analyses.

Conclusion

Individuals with genetically predicted higher cathepsin B levels may have an increased risk of RA, while the occurrence of RA may induce elevated cathepsin F levels.

图1 孟德尔随机化研究设计思路
表1 组织蛋白酶对类风湿关节炎的因果关系分析
暴露因素 结局因素 SNP数量 统计方法 OR 95%CI P
组织蛋白酶B 类风湿关节炎节 20 逆方差加权法 1.044 1.005~1.084 0.026
MR-Egger回归法 1.002 0.916~1.096 0.966
加权中位数法 1.022 0.968~1.079 0.422
简单模型法 1.060 0.966~1.164 0.231
加权模式法 1.024 0.966~1.086 0.436
组织蛋白酶E 9 逆方差加权法 1.008 0.964~1.055 0.716
MR-Egger回归法 1.015 0.941~1.093 0.715
加权中位数法 1.009 0.950~1.071 0.777
简单模型法 1.007 0.916~1.106 0.892
加权模式法 1.005 0.929~1.087 0.910
组织蛋白酶F 12 逆方差加权法 1.004 0.962~1.048 0.851
MR-Egger回归法 0.945 0.856~1.044 0.292
加权中位数法 1.001 0.941~1.065 0.982
简单模型法 0.951 0.849~1.065 0.400
加权模式法 0.946 0.845~1.058 0.351
组织蛋白酶G 12 逆方差加权法 0.999 0.952~1.049 0.973
MR-Egger回归法 0.944 0.851~1.049 0.309
加权中位数法 0.986 0.921~1.055 0.683
简单模型法 0.972 0.872~1.083 0.612
加权模式法 0.980 0.917~1.049 0.575
组织蛋白酶H 11 逆方差加权法 1.021 0.989~1.053 0.208
MR-Egger回归法 1.034 0.990~1.081 0.169
加权中位数法 1.022 0.992~1.053 0.157
简单模型法 1.030 0.932~1.138 0.575
加权模式法 1.025 0.995~1.057 0.138
组织蛋白酶O 12 逆方差加权法 1.006 0.949~1.067 0.834
MR-Egger回归法 0.936 0.819~1.070 0.358
加权中位数法 0.991 0.920~1.067 0.811
简单模型法 0.997 0.886~1.121 0.956
加权模式法 0.989 0.884~1.105 0.847
组织蛋白酶S 23 逆方差加权法 1.028 0.994~1.063 0.106
MR-Egger回归法 1.058 0.999~1.120 0.067
加权中位数法 1.047 0.997~1.100 0.065
简单模型法 1.010 0.920~1.108 0.838
加权模式法 1.048 0.997~1.102 0.076
组织蛋白酶L2 12 逆方差加权法 1.052 0.971~1.141 0.217
MR-Egger回归法 1.001 0.805~1.256 0.994
加权中位数法 1.044 0.951~1.146 0.364
简单模型法 1.001 0.838~1.196 0.990
加权模式法 0.928 0.778~1.108 0.428
组织蛋白酶Z 13 逆方差加权法 1.013 0.967~1.063 0.579
MR-Egger回归法 0.997 0.923~1.078 0.949
加权中位数法 1.008 0.955~1.064 0.782
简单模型法 0.995 0.897~1.103 0.923
加权模式法 1.017 0.963~1.073 0.563
表2 组织蛋白酶对类风湿关节炎的多效性和异质性分析
表3 类风湿关节炎对组织蛋白酶的因果关系分析
暴露因素 结局因素 SNP数量 统计方法 OR 95%CI P
类风湿关节炎 组织蛋白酶B 212 逆方差加权法 0.982 0.934~1.032 0.472
MR-Egger回归法 1.005 0.934~1.093 0.909
加权中位数法 0.954 0.878~1.039 0.280
简单模型法 0.958 0.774~1.185 0.691
加权模式法 0.979 0.906~1.059 0.600
组织蛋白酶E 212 逆方差加权法 0.968 0.920~1.020 0.222
MR-Egger回归法 0.957 0.877~1.044 0.322
加权中位数法 0.908 0.838~0.985 0.019
简单模型法 1.061 0.849~1.326 0.601
加权模式法 0.947 0.863~1.040 0.257
组织蛋白酶F 212 逆方差加权法 1.068 1.020~1.118 0.005
MR-Egger回归法 1.126 1.042~1.217 0.003
加权中位数法 1.090 0.993~1.196 0.070
简单模型法 1.012 0.833~1.226 0.918
加权模式法 1.095 1.010~1.186 0.029
组织蛋白酶G 212 逆方差加权法 0.996 0.951~1.043 0.858
MR-Egger回归法 0.981 0.908~1.061 0.638
加权中位数法 0.992 0.907~1.085 0.862
简单模型法 0.890 0.734~1.078 0.235
加权模式法 0.996 0.922~1.076 0.919
组织蛋白酶H 212 逆方差加权法 0.983 0.935~1.033 0.495
MR-Egger回归法 1.009 0.928~1.097 0.835
加权中位数法 1.007 0.918~1.105 0.876
简单模型法 1.105 0.880~1.386 0.392
加权模式法 1.013 0.928~1.106 0.775
组织蛋白酶O 212 逆方差加权法 1.001 0.955~1051 0.955
MR-Egger回归法 1.044 0.964~1.132 0.292
加权中位数法 1.021 0.925~1.127 0.678
简单模型法 0.869 0.707~1.068 0.184
加权模式法 1.003 0.917~1.097 0.946
组织蛋白酶S 212 逆方差加权法 0.989 0.944~1.036 0.640
MR-Egger回归法 1.001 0.926~1.082 0.979
加权中位数法 1.048 0.969~1.134 0.241
简单模型法 1.033 0.834~1.278 0.768
加权模式法 1.071 0.972~1.181 0.166
组织蛋白酶L2 212 逆方差加权法 1.011 0.964~1.061 0.641
MR-Egger回归法 1.048 0.967~1.136 0.252
加权中位数法 1.068 0.977~1.169 0.149
简单模型法 1.006 0.823~1.230 0.952
加权模式法 1.072 0.991~1.159 0.086
组织蛋白酶Z 212 逆方差加权法 0.977 0.928~1.028 0.361
MR-Egger回归法 0.995 0.913~1.084 0.903
加权中位数法 0.974 0.885~1.072 0.591
简单模型法 0.922 0.741~1.148 0.469
加权模式法 0.966 0.887~1.051 0.421
表4 类风湿关节炎对组织蛋白酶的多效性和异质性分析
1
周俊, 臧银善, 于哲, 等. 合并2型糖尿病对类风湿关节炎疗效的影响 [J/OL]. 中华临床医师杂志(电子版), 2020, 14(9): 694-699.
2
王鑫, 刘大军, 郭盈盈, 等. 组织蛋白酶在类风湿关节炎中的作用 [J]. 实用药物与临床, 2021, 24(7): 649-654.
3
Smyth P, Sasiwachirangkul J, Williams R, et al. Cathepsin S (CTSS) activity in health and disease - A treasure trove of untapped clinical potential [J]. Mol Aspects Med, 2022, 88: 101106.
4
Shao Z, Gao H, Han Q, et al. Genetic insights into serum cathepsins as diagnostic and therapeutic targets in knee and hip osteoarthritis [J]. Sci Rep, 2024, 14: 17553.
5
Reiser J, Adair B, Reinheckel T. Specialized roles for cysteine cathepsins in health and disease [J]. J Clin Invest. 2010, 120(10): 3421-3431.
6
Hargreaves P, Daoudlarian D, Theron M, et al. Differential effects of specific cathepsin S inhibition in biocompartments from patients with primary Sj gren syndrome [J]. Arthritis Res Ther, 2019, 21(1): 175.
7
Flanagan-Steet H, Aarnio M, Kwan B, et al. Cathepsin-mediated alterations in TGFβ-related signaling underlie disrupted cartilage and bone maturation associated with impaired lysosomal targeting [J]. J Bone Miner Res, 2016, 31(3): 535-548.
8
Birney E. Mendelian randomization [J]. Cold Spring Harb Per‐spect Med, 2022, 12(4): a041302.
9
Burgess S, Butterworth A, Thompson SG. Mendelian randomization analysis with multiple genetic variants using summarized data [J]. Genet Epidemiol, 2013, 37(7): 658-665.
10
King AJ, Hanssen L, Eyre T, et al. Lessons from the INTERVAL study [J]. Lancet, 2018, 391(10140): 2605-2606.
11
Taubert H, Riemann D, Kehlen A, et al. Expression of cathepsin B, D and L protein in juvenile idiopathic arthritis [J]. Autoimmunity, 2002, 35(3): 221-224.
12
Maciewicz RA, Wotton SF. Degradation of cartilage matrix components by the cysteine proteinases, cathepsins B and L [J]. Biomed Biochim Acta, 1991, 50(4-6):561-564.
13
Luo L, Chen H, Xie K, et al. Cathepsin B serves as a potential prognostic biomarker and correlates with ferroptosis in rheumatoid arthritis [J]. Int Immunopharmacol, 2024, 15: 128: 111502.
14
Guo H, Chen Y, Zhou L, et al. A radioactive and fluorescent dual modality cysteine cathepsin-B activity-based probe for the detection and treatment evaluation in rheumatoid arthritis [J]. Am J Nucl Med Mol Imaging, 2024, 14(4): 261-271.
15
Chevriaux A, Pilot T, Derangère V, et al. Cathepsin B is required for NLRP3 inflammasome activation in macrophages, through NLRP3 interaction [J]. Front Cell Dev Biol, 2020, 8: 167.
16
Wei S, Liu W, Xu M, et al. Cathepsin F and Fibulin-1 as novel diagnostic biomarkers for brain metastasis of non-small cell lung cancer [J]. Br J Cancer, 2022, 126(12):1795-1805.
[1] 王博冉, 乔春梅, 李春歌, 王欣, 王晓磊. 超声造影评估类风湿关节炎亚临床滑膜炎疾病进展的价值[J/OL]. 中华医学超声杂志(电子版), 2024, 21(08): 802-808.
[2] 王铭, 杨萌, 赵瑞娜, 王若蛟, 陶葸茜, 齐振红, 张一休, 苏娜, 张睿, 刘思锐, 李建初, 姜玉新. 基于EULAR-OMERACT评分系统的类风湿关节炎超声评估效果研究[J/OL]. 中华医学超声杂志(电子版), 2023, 20(12): 1248-1253.
[3] 王铭, 杨萌, 赵辰阳, 陶葸茜, 齐振红, 张一休, 苏娜, 张睿, 唐天虹, 刘思锐, 李建初, 姜玉新. 基于APP的教考结合自主学习模式在小关节超声培训中的应用[J/OL]. 中华医学超声杂志(电子版), 2022, 19(01): 66-70.
[4] 宗晓龙, 周芷晴, 王金莹, 胡慧卿, 李端阳, 王潇, 孙钰, 李真玉. 支气管肺泡灌洗液组织蛋白酶S水平与肺炎相关急性呼吸窘迫综合征严重程度及预后的相关性研究[J/OL]. 中华危重症医学杂志(电子版), 2025, 18(05): 390-396.
[5] 牛斌, 饶兰英, 娜迪拉·哈孜肯尼, 何龙林, 刘晓晨, 蒋波. 两样本孟德尔随机化分析阑尾切除与结直肠肛管恶性肿瘤发生风险的关系[J/OL]. 中华普通外科学文献(电子版), 2024, 18(01): 29-33.
[6] 黄波翠, 蔡思铭, 古裕鸟, 庄秀娟, 钟娇霞, 吴小文, 霍开明. 哮喘患儿IL-10 基因多态性与肺功能及外周血Treg 细胞的相关性[J/OL]. 中华肺部疾病杂志(电子版), 2024, 17(06): 1003-1007.
[7] 邱彦, 董雅芬, 王建, 吴浩, 金辉. rs37973位点多态性对氟替卡松诱导的Raji和THP-1细胞中GLCCI1基因启动子活性影响[J/OL]. 中华细胞与干细胞杂志(电子版), 2022, 12(06): 353-359.
[8] 肖文韬, 谢培森, 康清源, 张克石, 关振鹏. 对家族聚集性膝骨关节炎家系的基因测序及在普通人群中的初步验证[J/OL]. 中华临床医师杂志(电子版), 2025, 19(05): 337-345.
[9] 周俊, 王文, 臧银善, 徐艳. 阿达木单抗治疗类风湿关节炎临床疗效预测因素的研究[J/OL]. 中华临床医师杂志(电子版), 2025, 19(01): 41-47.
[10] 魏贤杰, 黄河溯源, 张克石, 关振鹏. 山奈素通过抑制NF-κB减弱类风湿关节炎大鼠模型软骨细胞炎症及基质降解[J/OL]. 中华临床医师杂志(电子版), 2024, 18(04): 375-382.
[11] 肖西洋, 金光, 孙润杰, 崔鹤松. IL-10基因位点rs1554286(G/A)多态性与延边地区原发性肝癌的预后分析[J/OL]. 中华临床医师杂志(电子版), 2023, 17(11): 1169-1175.
[12] 张艳, 秦方园, 赵荣, 钱文娟, 顾毅锋, 张亚兵. 富亮氨酸a2糖蛋白1与类风湿关节炎活动性的相关性[J/OL]. 中华临床医师杂志(电子版), 2022, 16(11): 1126-1130.
[13] 神童, 申程, 张艳艳, 颜欣卓, 甘立军. 冠心病合并类风湿关节炎患者PCI术后死亡一例[J/OL]. 中华诊断学电子杂志, 2024, 12(04): 241-244.
[14] 孔倩, 白冠男, 周瑜, 闫波. 组织蛋白酶B基因启动子多态性与急性心肌梗死发病的关系[J/OL]. 中华诊断学电子杂志, 2022, 10(03): 171-176.
[15] 周瑜, 闫波. 组织蛋白酶B在心血管疾病中的研究进展[J/OL]. 中华诊断学电子杂志, 2021, 09(04): 278-281.
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