秦翠杰,李闖,李震,曹輝

(鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院 腔內(nèi)血管外科,河南 鄭州 450052)

血小板是十分活躍的血液成分,在炎癥以及血栓形成中起主要作用,并促進動脈粥樣硬化的發(fā)展[1]。平均血小板體積(mean platelet volume,MPV)反映了血小板的大小和生理功能,體積較大的血小板中所含的血小板顆粒較多,更易引起動脈粥樣硬化中血栓的形成[2]。心腦血管疾病具有較高的死亡率和致殘率,嚴重威脅社會健康,加重經(jīng)濟負擔(dān)[3]。以往的研究已經(jīng)認識到MPV與心腦血管疾病的聯(lián)系,雖然有少數(shù)研究結(jié)果相反,但大多數(shù)回顧性研究顯示,MPV水平的上升是導(dǎo)致心腦血管疾病的一個危險因素[4]。鑒于部分矛盾的結(jié)論,需要一種不同的方法來研究MPV與心腦血管疾病之間的聯(lián)系。孟德爾隨機化研究(mendelian randomization,MR)是流行病學(xué)中用來評估暴露因素與疾病風(fēng)險之間關(guān)系的一種常用方法[5]。由于遺傳等位基因在妊娠期隨機分配,MR結(jié)果不受混雜因素的影響[6]。既往已有部分研究確定了與心腦血管疾病存在因果關(guān)系的暴露因素,如同型半胱氨酸[7]和脂蛋白a[8]。本研究旨在利用全基因組關(guān)聯(lián)研究(genome-wide association studies,GWAS)公共數(shù)據(jù),并通過雙樣本MR方法,探究MPV與常見心腦血管疾病之間是否存在因果關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 實驗設(shè)計本研究采用雙樣本MR研究探討MPV水平與心腦血管疾病風(fēng)險之間的潛在因果關(guān)系。暴露因素(MPV)和疾病結(jié)局冠心病(coronary artery disease,CAD)、心肌梗死(myocardial infarction,MI)和缺血性腦卒中(ischemic stroke,IS)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)均在GWAS數(shù)據(jù)庫中獲取。本研究MR分析中工具變量的選擇滿足以下條件:(1)工具變量必須與MPV水平顯著相關(guān);(2)工具變量獨立于混雜因素外;(3)工具變量只能通過MPV與CAD、MI和IS風(fēng)險相關(guān)。

1.2 數(shù)據(jù)來源本研究中的匯總數(shù)據(jù)均從MRC IEU Open GWAS數(shù)據(jù)庫(https://gwas.mrcieu.ac.uk/)中獲得。其中暴露因素數(shù)據(jù)來自HaemGen聯(lián)盟的GWAS數(shù)據(jù),包括66 867例歐洲受試者和2 690 859個單核苷酸多態(tài)性位點(single nucleotide polymorphisms,SNPs),GWAS-ID為“ieu-a-1006”。本研究的結(jié)局變量包括IS、CAD和MI。IS患者GWAS數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計來源于2021年歐洲人群薈萃分析數(shù)據(jù)(病例組10 551例,對照組202 223例)。CAD患者 (病例組10 157例,對照組351 037例)和MI患者數(shù)據(jù)(病例組7 018例,對照組354 176例)來源于Neale Lab匯總分析數(shù)據(jù)。上述GWAS數(shù)據(jù)均來自歐洲人群。

1.3 SNPs篩選為了獲得暴露因素的工具變量,從GAWS數(shù)據(jù)中挑選與MPV水平在全基因組顯著相關(guān)(P<5×10-8)的SNPs。為了消除連鎖不平衡關(guān)系給研究帶來的偏倚,SNPs的連鎖不平衡必須滿足參數(shù)r2<0.001和Kb=10 000。F統(tǒng)計量常被引用作為工具變量強度的度量,F>10說明不存在弱工具變量偏移。納入研究的SNPs均為同時符合暴露因素和結(jié)局GWAS數(shù)據(jù)的SNPs。MR-PRESSO可以發(fā)現(xiàn)逆方差加權(quán)法(inverse-variance weighted,IVW)[9]中的離群值,剔除異常值并評價前后因果關(guān)系的變化。

1.4 統(tǒng)計分析本研究MR分析在R 4.2.1軟件中運用TwoSample MR程序包進行分析。使用了5種常用的MR分析方法:IVW、加權(quán)中位數(shù)法(weighted median)[10]、MR-Egger回歸法[11]、基于眾數(shù)的簡單估計(weighted mode)以及基于眾數(shù)的加權(quán)估計法(simple mode),并以IVW為主要分析方法,其他分析方法作為補充。為了進一步解釋潛在的多效性,進行一系列的敏感性分析。Cochran’sQ檢驗量化了工具變量的異質(zhì)性,P<0.05表示存在異質(zhì)性。MR-Egger法作為一種加權(quán)線性回歸,其截距可以評估工具變量之間是否存在水平多效性。MR- PRESSO方法可以檢測并校正離群的SNP。此外,還使用了逐個剔除敏感性檢驗(leave-one-out sensitivity test)來評估因果效應(yīng)是否被單個SNP顯著影響。

2 結(jié)果

2.1 篩選出的工具變量信息在剔除7個回文SNPs后,本研究最終共納入23個SNPs作為有效工具變量。所有工具變量的F統(tǒng)計量均大于10(30.25～447.02),表明該MR分析納入的工具變量具有足夠的強度,證實結(jié)果是可靠的。表1提供了納入SNPs詳細信息。

表1 最終篩選的單核苷酸多態(tài)性位點詳細信息

表1(續(xù))

2.2 孟德爾隨機化分析結(jié)果選擇IVW作為分析的主要方法,結(jié)果表明MPV水平和IS (OR=2.493,95% CI:1.092～5.694,P=0.030)之間存在因果關(guān)聯(lián)。weighted median、weighted mode和simple mode分析方法與主要分析方法IVW結(jié)果一致(P=0.033,P=0.018,P=0.020),進一步證明了MPV水平與IS之間存在因果關(guān)系。MR-Egger回歸法結(jié)果(P=0.304)與上述分析方法結(jié)果存在差異。MPV水平與CAD(OR=1.003,95% CI:0.985～1.022,P=0.707)和MI(OR=0.999,95% CI:0.983～1.014,P=0.853)之間不存在因果關(guān)系,其余4種分析方法結(jié)果呈現(xiàn)出相似的趨勢。5種常見的MR分析方法結(jié)果見表2、圖1。

表2 MPV積與心腦血管疾病MR分析結(jié)果、異質(zhì)性檢驗以及水平多效性檢驗結(jié)果

A為缺血性腦卒中;B為冠心病;C為心肌梗死。

2.3 異質(zhì)性和多效性檢驗MPV與IS的異質(zhì)性檢驗中MR-Egger回歸、IVW結(jié)果表明工具變量間存在較弱的異質(zhì)性(P=0.012,P=0.016)。MPV與CAD和MI的異質(zhì)性檢驗中MR-Egger回歸、IVW結(jié)果表明工具變量間不存在異質(zhì)性(P>0.05)。MPV與IS、CAD和MI相應(yīng)的MR-Egger結(jié)果表明水平多效性不會對MR分析結(jié)果造成偏倚(PIS=0.867;PCAD=0.364;PMI=0.188)(見表2)。MR-PRESSO檢驗未發(fā)現(xiàn)異常的SNPs?！發(fā)eave-one-out”分析表明,所有心腦血管疾病的MR分析結(jié)果均不因剔除單個SNP而出現(xiàn)波動,見圖2。為了進一步檢驗上述結(jié)果的穩(wěn)定性,繪制的漏斗圖結(jié)果顯示本研究未見偏倚,見圖3。

A為缺血性腦卒中;B為冠心病;C為心肌梗死。

A為缺血性腦卒中;B為冠心病;C為心肌梗死。

3 討論

本研究采用雙樣本MR方法評估MPV與常見心腦血管疾病之間是否存在因果關(guān)聯(lián)。實驗結(jié)果表明MPV水平與IS之間存在因果關(guān)系,MPV水平高的患者更容易發(fā)生IS (OR=2.493,95% CI:1.092～5.694)。已有研究表明血小板在止血和血栓形成過程中起關(guān)鍵作用,另一方面通過分泌細胞因子、趨化因子和其他炎癥遞質(zhì)調(diào)節(jié)炎癥過程[12]。大量研究發(fā)現(xiàn),較大的血小板反應(yīng)性更強,與未來血栓事件發(fā)生率較高有關(guān)[13]。一項薈萃分析的結(jié)果表明,MPV水平升高可能是IS患者發(fā)生不良臨床結(jié)局的預(yù)測因子[14]。在另一項隊列研究中發(fā)現(xiàn),MPV升高是發(fā)生IS的獨立危險因素[15]。Choi等[16]發(fā)現(xiàn)MPV水平升高是房顫患者發(fā)生卒中的準確預(yù)測因子,MPV水平對是否發(fā)生腦卒中的預(yù)測能力不受抗血小板治療以及抗凝治療的影響。一項前瞻性研究結(jié)果表明,高MPV水平可能與血小板生成素水平升高有關(guān),從而導(dǎo)致IS的發(fā)生和發(fā)展[17]。本研究結(jié)果為MPV與IS之間存在因果關(guān)系提供了可信的證據(jù)。有研究表明,MPV與IS嚴重程度相關(guān),rs7961894的T >C變異與IS急性期MPV水平升高和卒中患者1 a死亡率降低相關(guān)[18]。此外,在一項接受溶栓治療的IS患者的研究中,入院時MPV低水平預(yù)示著溶栓后的更好的預(yù)后結(jié)果[19]。上述研究結(jié)果表明,MPV不僅是影響IS發(fā)生的重要標志物,而且可能與IS患者的預(yù)后密切相關(guān)。

多項前瞻性和回顧性研究已經(jīng)證實了MPV在常見心腦血管疾病中的重要性。有研究表明,高MPV水平可以引起血脂異常,增加冠狀動脈疾病的風(fēng)險[20]。相反,在一項納入2 872例穩(wěn)定性CAD患者的研究中,結(jié)果顯示低MPV水平的CAD患者不良心血管事件的發(fā)生率更高[21]。在一項關(guān)于MI患者的研究中,MI患者MPV水平明顯高于健康對照組,具有臨床診斷意義[22]。上述實驗結(jié)果存在出入可能與回顧性研究及前瞻性研究中混雜因素的影響有關(guān),這表明在相關(guān)領(lǐng)域還需要進一步的研究來證實MPV與心血管疾病的影響關(guān)系。MR分析結(jié)果可不受外界混雜因素的影響,根據(jù)本研究結(jié)果,MPV與CAD(OR=1.003,95% CI:0.985～1.022,P=0.707)和MI(OR=0.999,95% CI:0.983～1.014,P=0.853)之間不存在因果關(guān)系。

本研究存在一定的優(yōu)勢。首先,利用MR方法研究了MPV與常見心腦血管疾病之間的因果關(guān)系,MR方法消除了混雜變量和反向因果關(guān)系的影響。另外除了運用IVW分析方法,還采用weighted median、MR-Egger回歸法、weighted mode以及simple mode方法來評估暴露和結(jié)局的因果效應(yīng)。然而,本研究仍然存在一定的局限性。首先,本研究數(shù)據(jù)只包括了歐洲血統(tǒng)的人群,不同民族、國家和地區(qū)的基因差異可能影響實驗結(jié)果。其次,MPV的測量值取決于獲得樣本和檢測之間的時間間隔,以及用于檢測的設(shè)備,本研究無法保證樣本的檢測技術(shù)相同,可能導(dǎo)致結(jié)果存在一定的偏倚。

綜上所述,本MR研究提供的遺傳學(xué)證據(jù)支持MPV水平與IS之間存在因果聯(lián)系,MPV水平的升高增加了患IS的風(fēng)險。然而MPV水平與CAD和MI之間的因果關(guān)系尚未得到證實,需要進一步研究。