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PheWAS 原理与入门

全表型组关联分析

PheWAS(Phenome-Wide Association Study)是一种 reverse MR 的分析方法, 从单个遗传变异出发,探究其与多种表型的关联。

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学习提示

本教程包含 PheWAS 原理、两种主流 R 包实操(mrasst、ieugwasr)、以及常用工具介绍。建议先理解原理再动手实践。

📚 PheWAS 原理

什么是 PheWAS?

PheWAS(Phenome-Wide Association Study,全表型组关联分析)与传统 GWAS 方向相反:

  • GWAS:多个 SNP → 一个表型(暴露 → 结局)
  • PheWAS:一个 SNP → 多个表型(单基因变异 → 多维表型谱)

PheWAS vs MR

特征MRPheWAS
方向暴露 → 结局SNP → 多表型
工具变量多个 SNP单个 SNP
应用场景因果推断信号探索/药物靶点
数据需求两个 GWAS 数据大型表型数据库

🗂️ 核心概念

遗传变异(SNP)

选择一个已知与某疾病或性状相关的遗传变异作为"探针",探索其多效性效应。

表型组(Phenome)

涵盖疾病诊断、实验室指标、影像学特征等多维度表型信息的集合。

多效性(Pleiotropy)

一个 SNP 影响多个表型的现象,是 PheWAS 关注的核心问题。

FDR 校正

由于检验 multiple phenotypes,需要使用 FDR 或 Bonferroni 校正控制假阳性。

🛠️ 常用分析方法

主流 R 包

mrasst 包

基于 IEU GWAS 数据库的 PheWAS 分析,支持自动化表型匹配和 MR 分析。

ieugwasr 包

直接调用 IEU GWAS API 进行 PheWAS 分析,支持 UK Biobank 等大型队列。

PHESANT

英国 Biobank 官方 PheWAS 工具,支持表型标准化和多种分析方法。

📋 实战路线图

1️⃣
选择 SNP
2️⃣
PheWAS 分析
3️⃣
FDR 校正
4️⃣
MR 验证
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