Exploration génétique de la mortalité liée à la chaleur dans la UK Biobank : une étude d’association pangénomique

Abstract

Contexte: Depuis plusieurs années, la fréquence et l’amplitude des températures chaudes extrêmes ont augmenté partout dans le monde. Ces évènements de chaleur extrême ont d’importants effets sur la santé. Pour ne citer qu’un exemple, la canicule de l’été 2003 en Europe a causé plus de 70 000 décès supplémentaires. La pression sélective dans l’évolution humaine conduisant à l’adaptation au climat a été mise en évidence par l’étude de Wyckelsma et al. rapportant que la variante de fonction rs1815739 au niveau du gène ACTN3 offre une résilience au froid grâce à la génération de chaleur musculaire. Cela confirme la pertinence de notre étude pangénomique visant à identifier des facteurs génétiques modifiant le risque de décès lors de températures chaudes extrêmes. Méthodes: Nous avons mené une étude cas-témoins à partir des données de la UK Biobank, qui compte environ 500 000 participants, pour recueillir les génotypes et les informations sur les lieux et dates de décès essentiels à notre étude. Les données environnementales de 2006 à 2020 ont été extraites du Met Office Integrated Data Archive System UK Hourly Temperature. Pour chaque décès, 4 individus témoins ont été sélectionnés aléatoirement parmi les individus de la UK Biobank ayant survécu jusqu’à la fin de la période de suivi. Nous avons effectué une analyse de régression logistique conditionnelle pour évaluer l'effet d'interaction entre les variants génétiques et l’exposition à la chaleur (dépassement du seuil de température extrême). Résultats: Nous avons recensé 27 284 décès entre 2006 et 2020, dont 939 sont survenus lors de dépassement du seuil de température extrême. Notre analyse pangénomique a identifié les variants génétiques rs1851364 sur le chromosome 3 et rs147921336 sur le chromosome 18 modifiant l’effet du dépassement du seuil de chaleur extrême sur l’augmentation du risque de décès (P<5x10-8). La présence d’au moins un allèle C pour chacun de ces variants génétiques double le risque de moralité lors d’une exposition à la chaleur. Conclusion: La génétique semble moduler l’effet des températures chaudes extrêmes associé à une augmentation du risque de décès chez l’humain. Ces résultats contribuent à une meilleure connaissance des mécanismes biologiques impliqués dans la susceptibilité aux températures extrêmes.

Context In recent years, the frequency and amplitude of extreme heat events have increased worldwide. These extreme heat events have significant effects on health. To take just one example, the 2003 heatwave in Europe caused over 70,000 additional deaths. The selective pressure in human evolution leading to climate adaptation was highlighted by the study of Wyckelsma et al. reporting that the function variant rs1815739 at the level of the ACTN3 gene offers resilience to cold through muscle heat generation. This supports the relevance of our genome-wide study aimed at identifying genetic factors modifying the risk of death during extreme hot temperatures. Methods We conducted a case-control study using data from the UK Biobank, which includes over 500,000 participants, to obtain information on genotypes and locations and dates of deaths required for our study. Environmental data from 2006 to 2020 were extracted from the Met Office Integrated Data Archive System UK Hourly Temperature. For each death, 4 control individuals were selected randomly from the pool of individuals in the UK Biobank who survived to the end of our study’s follow-up period. We performed a conditional logistic regression analysis to assess the interaction effect between genetic variants and heat exposure (exceeding the extreme temperature threshold). Results There were 27,284 deaths that occurred between 2006 and 2020, 939 of which occurred when the extreme temperature threshold was exceeded. Our genome-wide analysis identified that genetic variants rs1851364 on chromosome 3 and rs147921336 on chromosome 18 modified the effect of exceeding the extreme heat threshold on the increased risk of death (P<5x10-8 ). The presence of at least one allele C for each of these genetic variants doubles the risk of morality during heat exposure. Conclusion Genetics seems to modulate the effect of extreme hot temperatures associated with an increased risk of death in humans. These results contribute to a better understanding of the biological mechanisms involved in susceptibility to extreme temperatures.