郭浩陽(yáng) 陶夢(mèng)君 汪偉 李秀 袁慧

一些觀察性研究發(fā)現(xiàn)，心肌梗死與抑郁癥存在關(guān)聯(lián)。Stein等[1]的研究表明，心肌梗死患者中抑郁癥發(fā)生率顯著高于一般人群。一項(xiàng)納入10 785例心肌梗死患者的研究發(fā)現(xiàn)，抑郁癥在心肌梗死患者中很常見(jiàn)且長(zhǎng)期存在[2]。Hosseini等[3]對(duì)196例心肌梗死患者進(jìn)行5年隨訪后發(fā)現(xiàn)，抑郁癥與心肌梗死患者長(zhǎng)期生活質(zhì)量下降有關(guān)。但心肌梗死與抑郁癥之間是否存在因果關(guān)聯(lián)，目前仍不明確。

孟德?tīng)栯S機(jī)化（Mendelian randomization，MR）分析用于評(píng)估觀察到的可改變暴露因素或風(fēng)險(xiǎn)因素與臨床結(jié)局之間的因果關(guān)系[4]，在隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)檢查因果關(guān)系不可行、觀察性研究由于潛在混雜因素或反向因果關(guān)系而提供有偏見(jiàn)的關(guān)聯(lián)時(shí)，遺傳方法可作為評(píng)估因果關(guān)系的有效替代方法[5]。本研究收集已發(fā)表的數(shù)據(jù)，使用雙向兩樣本MR分析探討心肌梗死與抑郁癥之間是否存在雙向因果關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源

通過(guò)網(wǎng)站（https://gwas.mrcieu.ac.uk）收集相關(guān)的全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）數(shù)據(jù)集。心肌梗死的GWAS數(shù)據(jù)集（ID：ebi-a-GCST011365）來(lái)自一項(xiàng)GWAS分析，包括14 825例患者和44 000例有歐洲血統(tǒng)的對(duì)照受試者[6]。抑郁癥的GWAS數(shù)據(jù)集（ID：ebi-a-GCST003769）來(lái)自另一項(xiàng)GWAS分析，包括122 210例有歐洲血統(tǒng)的受試者和6 019 632個(gè)單核苷酸多態(tài)性（SNP）[7]。

1.2 工具變量篩選

以SNP作為工具變量。為避免連鎖不平衡偏倚，與暴露因素相關(guān)的顯著SNP的連鎖不平衡須滿(mǎn)足以下條件：r2＜0.001、遺傳距離為10 000 kb。在結(jié)局變量的GWAS數(shù)據(jù)集中提取與暴露因素相關(guān)的顯著SNP，最終得到的工具變量，記錄效應(yīng)等位基因（effect allele，EA）、等位基因效應(yīng)值（β）、標(biāo)準(zhǔn)誤（SE）和P值等信息。使用F統(tǒng)計(jì)量檢驗(yàn)工具變量的強(qiáng)度，當(dāng)F＞10時(shí)，表明不存在弱工具變量偏倚[8]。

1.3 研究設(shè)計(jì)

MR分析中以SNP作為工具變量應(yīng)滿(mǎn)足三個(gè)關(guān)鍵假設(shè)[9]：（1）SNP須與暴露因素緊密相關(guān)；（2） SNP獨(dú)立于混雜因素；（3）SNP僅通過(guò)暴露因素與臨床結(jié)局相關(guān)聯(lián)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用R4.2.2及R包（TwoSampleMR、MR-PRESSO）進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。協(xié)調(diào)有關(guān)暴露因素和臨床結(jié)局?jǐn)?shù)據(jù)集的匯總統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，使得SNP對(duì)暴露因素的影響和SNP對(duì)臨床結(jié)局的影響分別對(duì)應(yīng)相同的等位基因。

使用逆方差加權(quán)法（IVW)、加權(quán)中位數(shù)法、MR-Egger回歸法、簡(jiǎn)單模式（simple mode法）和加權(quán)模式（weighted mode法）進(jìn)行兩樣本MR分析，推斷因果關(guān)系，以IVW作為MR主要分析方法。IVW結(jié)合各個(gè)SNP的MR效應(yīng)估計(jì)，得出潛在因果效應(yīng)的總體加權(quán)估計(jì)[10]；當(dāng)工具變量不存在水平多效性時(shí)，IVW分析結(jié)果最可靠[11]。即使高達(dá)50%的信息來(lái)自無(wú)效工具變量的遺傳變異，加權(quán)中位數(shù)法仍可獲得對(duì)因果效應(yīng)的一致估計(jì)[12]；MR-Egger回歸法可確認(rèn)工具變量是否存在水平多效性，水平多效性的效應(yīng)估計(jì)值用截距表示[13]。當(dāng)工具變量存在水平多效性時(shí)，MR-Egger回歸法對(duì)因果關(guān)系仍可得到無(wú)偏估計(jì)。MR-PRESSO檢驗(yàn)通過(guò)移除異常值來(lái)檢測(cè)和校正水平多效性[14]。異質(zhì)性通過(guò)Cochran's Q檢驗(yàn)進(jìn)行量化，P＜0.05表明存在異質(zhì)性。如果工具變量之間存在異質(zhì)性，則使用IVW隨機(jī)效應(yīng)模型估計(jì)因果效應(yīng)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α取0.05，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 心肌梗死對(duì)抑郁癥的因果效應(yīng)

以心肌梗死為暴露因素、抑郁癥為結(jié)局變量，設(shè)置P值（P＜5.0×10-8），經(jīng)篩選最終確定62個(gè)SNP作為工具變量，F(xiàn)值均＞10。MR-Egger回歸的截距接近于0（Egger截距= -0.0002，P=0.855），表明工具變量不存在水平多效性，對(duì)MR分析結(jié)果影響不大（圖1A）。

圖1 心肌梗死與抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)因果關(guān)聯(lián)的兩樣本MR分析結(jié)果

因工具變量不存在水平多效性，使用IVW作為主要分析方法進(jìn)行MR分析，結(jié)果顯示，心肌梗死與抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)增加存在因果關(guān)系（OR=1.022，95%CI：1.008～1.037，P=0.002），見(jiàn)圖1A、1C和表1。

表1 心肌梗死與抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)因果關(guān)聯(lián)的兩樣本孟德?tīng)栯S機(jī)化分析結(jié)果

采用IVW和MR-Egger回歸法檢測(cè)工具變量之間的異質(zhì)性。MR-Egger回歸法結(jié)果顯示，Cochran's Q = 60.40，Q_df = 60，P=0.461；IVW結(jié)果顯示，Cochran's Q = 60.44，Q_df = 61，P=0.496（圖1B）；這說(shuō)明，工具變量之間不存在異質(zhì)性。MR-PRESSO檢驗(yàn)顯示，工具變量不存在水平多效性（global test RSSobs= 77.99，P=0.371），未發(fā)現(xiàn)離群值。

采用留一法（leave-one-out法）進(jìn)行敏感性分析，逐個(gè)去除SNP，剩余SNP的因果效應(yīng)與全部SNP的MR分析結(jié)果比較，以確定因果關(guān)聯(lián)是否由單個(gè)工具變量所致。敏感性分析結(jié)果表明，MR分析結(jié)果穩(wěn)?。▓D1D）。

2.2 反向MR分析（抑郁癥對(duì)心肌梗死的因果效應(yīng)）

以抑郁癥為暴露因素、心肌梗死為結(jié)局變量。為納入更多的SNP，本研究設(shè)置更寬松的P值（P＜5.0×10-7）[15]。經(jīng)篩選最終確定6個(gè)SNP作為工具變量，F(xiàn)值均＞10。水平多效性檢驗(yàn)表明，工具變量不存在水平多效性（Egger截距= -0.002，P=0.935），見(jiàn)圖2A。MR分析結(jié)果表明，抑郁癥與心肌梗死風(fēng)險(xiǎn)增加不存在因果關(guān)系（IVW：OR=1.434，95%CI：0.931～2.209，P=0.102），見(jiàn)表2和圖2B。

表2 抑郁癥與心肌梗死風(fēng)險(xiǎn)因果關(guān)聯(lián)的兩樣本孟德?tīng)栯S機(jī)化分析結(jié)果

圖2 抑郁癥與心肌梗死風(fēng)險(xiǎn)因果關(guān)聯(lián)的兩樣本MR分析散點(diǎn)圖（2A）和森林圖（2B）

在異質(zhì)性檢驗(yàn)中（圖3A），MR-Egger回歸法顯示，Cochran's Q = 10.37，Q_df = 4，P=0.035，表明工具變量之間有微弱的異質(zhì)性；IVW結(jié)果顯示，Cochran's Q =10.39，Q_df = 5，P=0.065，表明工具變量之間無(wú)異質(zhì)性。由于MR-Egger回歸法顯示工具變量之間存在異質(zhì)性，使用IVW隨機(jī)效應(yīng)模型估計(jì)因果效應(yīng)（P=0.102）。MR-PRESSO檢驗(yàn)顯示，工具變量不存在水平多效性（global test RSSobs= 13.83，P=0.173），未發(fā)現(xiàn)離群值。敏感性分析顯示，MR分析結(jié)果可靠（圖3B）。

圖3 抑郁癥與心肌梗死風(fēng)險(xiǎn)因果關(guān)聯(lián)的兩樣本MR分析漏斗圖（3A） 和敏感性分析（3B）

3 討論

流行病學(xué)證據(jù)表明，心肌梗死與抑郁癥之間存在關(guān)聯(lián)。來(lái)自中國(guó)臺(tái)灣的一項(xiàng)隊(duì)列研究表明，抑郁癥是心肌梗死患者最常見(jiàn)的心理癥狀,心肌梗死會(huì)增加抑郁癥的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[16]。一項(xiàng)包含3 482例心肌梗死患者的隨訪研究顯示，心肌梗死患者發(fā)生抑郁癥的風(fēng)險(xiǎn)明顯增加，但抑郁癥患者發(fā)生心肌梗死的風(fēng)險(xiǎn)并未顯著增加[17]。Meijer等[18]發(fā)表的一項(xiàng)Meta分析顯示，心肌梗死后發(fā)生的抑郁癥與心肌梗死患者全因死亡風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)（OR=2.25，95%CI：1.73～2.93，P＜0.001）。Zuidersma等[19]開(kāi)展的一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)顯示，在心肌梗死后發(fā)生抑郁癥的患者中，與未接受治療者相比，接受抑郁癥治療的患者死亡風(fēng)險(xiǎn)明顯降低（HR=0.52，95%CI：0.28～0.97）。

本研究對(duì)公開(kāi)的GWAS數(shù)據(jù)集進(jìn)行MR分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，心肌梗死與抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)增加存在因果關(guān)系（IVW：OR=1.022，95%CI：1.008～1.037，P=0.002），抑郁癥與心肌梗死風(fēng)險(xiǎn)增加不存在因果關(guān)系（IVW：OR=1.434，95%CI：0.931～2.209，P=0.102）。這與Chi等[17]的研究結(jié)果一致。

心肌梗死患者抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)增加的原因尚不清楚，可能與以下幾個(gè)原因有關(guān)。首先，炎癥可能起到一定作用。有證據(jù)表明，促炎細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子α （TNF-α）、白細(xì)胞介素-6 （IL-6）等在心肌梗死發(fā)作后升高[20-21]。抑郁癥患者的促炎細(xì)胞因子水平也升高，包括白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、IL-6、TNF-α等[22-23]。IL-1β由巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生，穿過(guò)血腦屏障，改變下丘腦-垂體-腎上腺（HPA）軸，減少5-羥色胺從突觸間隙的再攝取，導(dǎo)致抑郁[24-25]。IL-6是一種多效性細(xì)胞因子,其濃度與身體疲憊感、抑郁和苦惱等社會(huì)心理風(fēng)險(xiǎn)因素呈正相關(guān)[26]。研究發(fā)現(xiàn)，抑郁的軀體癥狀（如睡眠障礙、乏力、食欲減退）與高IL-6水平相關(guān)[27]。TNF-α主要與免疫功能和炎癥相關(guān)，可增加血腦屏障的通透性，導(dǎo)致抑郁發(fā)生[28]。其次，疾病帶來(lái)的心理負(fù)擔(dān)。心肌梗死發(fā)作會(huì)給患者帶來(lái)創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙，由于面臨死亡風(fēng)險(xiǎn)而產(chǎn)生心理負(fù)擔(dān)，引發(fā)緊張的感覺(jué)和反應(yīng)，包括抑郁癥和焦慮癥[29]。第三，遺傳因素也起到一定作用。NFKBIA基因通過(guò)調(diào)節(jié)促炎癥基因的表達(dá)在動(dòng)脈粥樣硬化性疾病中發(fā)揮作用，也與抑郁癥患者的自殺行為有關(guān)，可能參與急性心肌梗死誘發(fā)抑郁癥的過(guò)程[30]。Sun等[31]的研究表明，S100A9是S100家族中的一種小型鈣結(jié)合蛋白，通過(guò)介導(dǎo)巨噬細(xì)胞或小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥在急性心肌梗死后抑郁癥發(fā)生過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

對(duì)于抑郁癥與心肌梗死風(fēng)險(xiǎn)增加的因果關(guān)系，既往的觀察性研究和MR分析結(jié)論并不一致。Huang等[32]的一項(xiàng)隊(duì)列研究顯示，抑郁癥患者發(fā)生冠狀動(dòng)脈疾?。ò募」Ｋ溃┑娘L(fēng)險(xiǎn)明顯高于對(duì)照組（HR=1.32，95%CI：1.14～1.53，P＜0.001）。Lu 等[33]的MR研究發(fā)現(xiàn)，抑郁癥與心肌梗死風(fēng)險(xiǎn)增加存在因果關(guān)系；本MR分析結(jié)果與之不一致，原因可能是GWAS數(shù)據(jù)集的不同，未來(lái)更新GWAS是必要的。一些潛在因素可能影響抑郁癥與心肌梗死之間的關(guān)聯(lián)，如糖尿病。Semenkovich 等[34]發(fā)現(xiàn)，抑郁癥會(huì)增加2型糖尿病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。研究表明，糖尿病是心肌梗死的危險(xiǎn)因素[35]，糖尿病患者餐后血糖高峰導(dǎo)致的血糖波動(dòng)與動(dòng)脈粥樣硬化密切相關(guān)[36]。Lu 等[33]的MR研究雖然發(fā)現(xiàn)抑郁癥與心肌梗死風(fēng)險(xiǎn)增加存在因果關(guān)系，但2型糖尿病的中介效應(yīng)占24.1%，當(dāng)調(diào)整2型糖尿病后，兩者之間的因果關(guān)系消失（P=0.08）?？梢?jiàn)，相對(duì)于遺傳因素而言，心肌梗死的風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)自環(huán)境因素。一項(xiàng)病例對(duì)照研究也得出了相似的觀點(diǎn)，即外部環(huán)境因素占心肌梗死風(fēng)險(xiǎn)的絕大部分[37]。

MR研究以與潛在風(fēng)險(xiǎn)因素密切相關(guān)的遺傳變異作為工具變量，來(lái)確定風(fēng)險(xiǎn)因素是否是疾病的病因[38]。與傳統(tǒng)的觀察性研究相比，MR研究不易受反向因果關(guān)聯(lián)和潛在混雜因素的影響。本研究的不足之處如下：首先，MR分析結(jié)果基于歐洲人群，獲得的因果關(guān)系可能存在種族偏差，結(jié)果的外推性受限；其次，用于分析的SNP可能由于遺傳多態(tài)性而與其他性狀相關(guān)，并產(chǎn)生混雜偏倚，這可能影響因果推斷；最后，工具變量的強(qiáng)度依賴(lài)于GWAS的樣本量，需要開(kāi)展更大規(guī)模的GWAS，以確定更多的遺傳變異用于MR研究。

總之，本研究發(fā)現(xiàn)，心肌梗死與抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)增加存在因果關(guān)系，但抑郁癥與心肌梗死風(fēng)險(xiǎn)增加不存在因果關(guān)系。本研究結(jié)果提示，應(yīng)關(guān)注心肌梗死患者的早期心理變化，早期評(píng)估，并給予抑郁癥患者有效的抗抑郁治療。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突