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基于SMR软件的孟德尔随机化分析

SMR_multi_HEIDI.Rd

这个函数利用SMR软件进行遗传因素与表型特征相关性分析。它用于检测给定基因与GWAS信号之间的相关性，并提供分析结果。

Usage

SMR_multi_HEIDI(
  GWAS_file = " ",
  GWAS_name = " ",
  xQTL_file = " ",
  bfile_1000G = "./1.data/1000G/EUR",
  Gene_name = NULL,
  save_path = "./",
  diff_freq = 0.2,
  diff_freq_prop = 0.05,
  MAF = 0.01,
  cis_wind = 2000,
  pval = 5e-08,
  smr_multi = TRUE,
  smr_multi_set_wind = NULL,
  smr_multi_ld_snp = 0.1,
  heidi_mtd = 1,
  HEIDI_test_pval = 0.00157,
  ld_upper = 0.9,
  ld_lower = 0.05,
  nSNPs_min = 3,
  nSNPs_max = 20,
  thread_num = 4
)

Arguments

GWAS_file

GWAS数据文件路径，其文件格式为".ma"。

GWAS_name

GWAS数据的名称。

xQTL_file

xQTL数据文件路径。

bfile_1000G

千人基因组参考面板数据文件的前缀路径（如：./1.data/1000G/EUR）。

Gene_name

要分析的基因名称，默认为NULL时，则对所有基因分析。

save_path

结果保存路径，默认为"./"。

diff_freq

对等位基因频率进行质量控制，如果SNP的效应等位基因频率差异在两两配对的数据集中（包括the LD reference sample, the eQTL summary data and the GWAS summary data）的超过指定的差异阈值，将排除该SNP。默认为0.2。

diff_freq_prop

SMR分析中，允许具有等位基因频率差异的的SNP的最大比例。如果由diff_freq排除的SNP比率大于diff_freq_prop指定的阈值，SMR分析将停止（提示错误信息）。默认值为0.05。

MAF

根据参考样本中的次要等位基因频率（MAF）阈值去除SNP，默认值为0.01。maf的取值范围在0-0.5。

cis_wind

SMR分析中，定义一个以探针为中心的染色体范围，以选择cis-eQTL（通过p值阈值）进行SMR分析。默认值为2000Kb。

pval

筛选用于SMR分析的top显著相关QTL（如eQTL）的p值，默认为5.0e-8。

smr_multi

是否进行基于多个SNP的smr分析，默认为TRUE，反之则使用top snp进行SMR分析。

smr_multi_set_wind

选定基于多个snp进行SMR分析的基因区域，定义最显著cis-QTL为中心的染色体区域。 默认是选择smr_cis_wind内所有的snp进行SMR分析，默认为NULL。反之，可进行自己指定，如500kb，写作500。

smr_multi_ld_snp

除纳入SMR分析的QTLs（如eQTL）中存在连锁不平衡的QTLs，默认值是0.1。

heidi_mtd

HEIDI检验中，指定一个方法进行HEIDI检验。0是最初的原始HEIDI检验，由Zhu et al (2016 Nature Genetics)提出；1是新的HEIDI检验，模拟结果表明，使用cis-eQTL区域中排名前20位的SNP（按照p值进行排序）进行异质性测试，HEIDI测试的功效最初增加，但随着SNP数量（m）的增加而降低，峰值在m = ~20。默认值为1。

HEIDI_test_pval

HEIDI检验中，筛选用于HEIDI检验的QTL的p值，默认p值为1.57e-3，相当于卡方值（df=1）10。

ld_upper

HEIDI检验中，用于排除与top SNP存在显著连锁不平衡的QTL(如eQTL),默认值是0.9。

ld_lower

HEIDI检验中，用于排除与top SNP不存在连锁不平衡或者微弱连锁不平衡的QTL(如eQTL),默认值是0.05。

nSNPs_min

HEIDI检验中，使用顺式snp数量的最小数量，小于该阈值将不进行HEIDI检验。因为如果SNP的数量太少，HEIDI测试检测异质性的能力很小，并可能产生误导性的结果。默认值为3。

nSNPs_max

HEIDI检验中，使用顺式snp数量的最大数量，如果经过LD筛选后的cis-SNP的数量大于m，则仅使用前m个SNP进行HEIDI检验（按照QTL的p值进行排序），默认值为20。

thread_num

指定用于并行计算的线程数。默认值为4。

Value

返回一个 数据框（data frame），包含 SMR（Summary-based Mendelian Randomization） 和 HEIDI（Heterogeneity in Dependent Instruments） 分析结果。 主要包括以下列：

  • probe_ID: 探针 ID（对应目标基因）。

  • probe_chr: 探针所在的染色体编号。

  • gene_name: 目标基因名称。

  • probe_position: 探针的基因组位置（bp）。

  • trans_eQTL_chr: 跨染色体 eQTL 的染色体编号（仅适用于 trans-eQTL 分析）。

  • trans_region_start: trans-eQTL 区域的起始位置（bp）。

  • trans_region_end: trans-eQTL 区域的终止位置（bp）。

  • SNP_name: 关联 SNP（rsID）。

  • SNP_chr: SNP 所在染色体编号。

  • SNP_position: SNP 在基因组上的位置（bp）。

  • effect_allele: 作用等位基因（Coded Allele）。

  • other_allele: 另一等位基因（Reference Allele）。

  • effect_allele_freq: 作用等位基因的频率（基于参考样本估计）。

  • GWAS_beta: GWAS 研究中该 SNP 的效应大小（Beta）。

  • GWAS_SE: GWAS 研究中 Beta 的标准误（Standard Error）。

  • GWAS_p: GWAS 研究中该 SNP 的 P 值。

  • eQTL_beta: eQTL 研究中该 SNP 的效应大小（Beta）。

  • eQTL_SE: eQTL 研究中 Beta 的标准误。

  • eQTL_p: eQTL 研究中该 SNP 的 P 值。

  • SMR_beta: SMR 分析 计算得到的因果效应大小（Beta）。

  • SMR_SE: SMR 分析 计算得到的 Beta 标准误。

  • SMR_p: SMR 分析 计算得到的 P 值。

  • HEIDI_p: HEIDI 检验 计算得到的 P 值（用于检测 SNP 是否可能存在多效性）。

  • HEIDI_nSNP: HEIDI 检验 中使用的 SNP 数量。