焦虑症（ANX）是以过度和持续的恐惧、惊慌和焦虑情绪为特征的精神疾病 。它是一种公共卫生负担，与残疾、生活质量低下、日常功能受损以及与负面身心健康结果的共病有关。焦虑症神经生物学的研究进展还强调了各种神经递质的作用，如血清素和γ-氨基丁酸（GABA），以及谷氨酸信号的改变或某些脑区去甲肾上腺素（NE）水平的升高。由于既往研究采用的是横断面设计，因此无法从可能的因果关系角度解释研究结果。全基因组关联研究（GWAS）拥有前所未有的大量有关精神疾病和性状的信息，其中也包括与 ANX 相关的表型。除了确定潜在的风险位点外，遗传关联还可作为推断可能的因果关系的锚点。特别是，可以应用双样本孟德尔随机化（MR）方法，利用GWAS提供的遗传关联信息，检验风险因素（即暴露）对相关结果的因果效应。

为了深入了解大脑结构和功能对焦虑症（ANX）的作用，本文利用了英国生物库（UKB；N=380,379）、芬兰基因计划（FinnGen Program；N=290,361）和百万退伍军人计划（Million Veteran Program；MVP；N=175,163）中与 3,935 种脑成像衍生表型（IDP）相关的 ANX 全基因组关联研究信息，开展了一项基因信息调查。UKB 是一项基于人群的研究，收集了 50 多万参与者的表型和基因型信息。本研究使用了 Pan-UKB 分析生成的 ANX 全基因组关联统计数据。UKB 全基因组关联分析使用 Hail中提供的回归模型进行，并将前 20 个种群内主成分（PC）、性别、年龄、年龄2、性别×年龄和性别×年龄2 作为协变量。从 UKB 中还得到了有关 3,935 个脑部 IDP 的全基因组关联统计数据，这些数据对多达 33,224 名参与者进行了评估。FinnGen数据使用的是第8版（r8）的。GWAS 使用 REGENIE软件进行的，包括年龄、性别、前 10 个种群内 PCs 和基因分型批次作为协变量。FinnGen ANX 的定义基于医学终点 "焦虑症"（KRA_PSY_ANXIETY），包括 35,385 例病例和 254,976 例对照。MVP 是由美国退伍军人事务部（VA）资助的一个生物库，有 90 多万退伍军人注册。本文中MVP ANX 基因组学分析是针对 175,163 人的广泛性焦虑症 2 项量表（GAD-2）总分进行的。

为了最大限度地提高分析效果，同时评估 ANX GWAS 数据集（即 UKB、FinnGen 和 MVP）之间可能存在的异质性，本文所有的分析（即遗传相关性、双样本 MR 和多变量 MR）分别在每个队列中进行，并通过meta分析将结果合并。

ANX和脑成像表型的遗传率（h2）和遗传相关性（rg）是连锁不平衡评分回归（LDSC）计算。1000 genome project第三阶段中的欧洲人群被用作 LD 参考面板。采用默认质量控制标准：MAF>0.01，0<p≤1，删除链相邻变异和插入/缺失变异。使用 TwoSampleMR R 软件包进行双样本 MR 分析，以估计 ANX（在 MVP 和 FinnGen 中评估）与脑 IDPs（在 UKB 中评估）之间的双向关系。随后进行了多变量随机分析（MVMR），以区分直接效应和间接效应。最后，使用广义线性模型探讨了大脑 IDPs 与 ANX 症状之间的关联。

Figure 1. Genetic correlation between ANX and brain IDP surviving false discovery rate multiple testing correction in the cross-cohort meta-analysis (FDR q<0.05). 

所调查的三个队列之间的 ANX 遗传相关性的范围从 MVP 和 FinnGen 之间的 rg=0.61±0.04 到 FinnGen 和 UKB 之间的 rg=0.80±0.07。经FDR校正后，ANX 遗传相关性的跨队列荟萃分析发现了 41 个脑部 IDPs。在这些 IDPs 中观察到的 ANX 遗传相关性估计值没有显示出异质性。在通过 FDR 多重检验校正的脑 IDP 中，左侧苍白球中位数 T2star 的 ANX 遗传相关性在统计学上最显著。

Tags： Biological Psychiatry：焦虑症和焦虑症状的全脑孟德尔随机化因果研究