黃 晶,龍俊青

(廣西壯族自治區(qū)婦幼保健院產(chǎn)科,南寧 530003)

妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus,GDM)是孕產(chǎn)婦和圍產(chǎn)期發(fā)病率和死亡率的主要原因,GDM與不良的產(chǎn)科和新生兒結(jié)局有關(guān)[1]。識(shí)別影響GDM發(fā)生發(fā)展的病因并進(jìn)行早期干預(yù),對(duì)預(yù)防和延緩GDM的發(fā)生和發(fā)展有重要意義。在過(guò)去幾十年里,在全球范圍內(nèi)兒童肥胖的發(fā)病率日益上升,對(duì)公共衛(wèi)生構(gòu)成了重大威脅[2]。研究證實(shí),早期超重與高血壓、糖尿病等多種疾病有關(guān),兒童肥胖可能對(duì)人類健康產(chǎn)生重大影響[3-4]。已有研究證實(shí)肥胖是GDM發(fā)病的危險(xiǎn)因素,然而,關(guān)于兒童肥胖對(duì)GDM發(fā)病影響的研究很少,兒童肥胖是否有助于GDM的發(fā)展尚不清楚,對(duì)于兒童肥胖與GDM之間的因果關(guān)系及其調(diào)節(jié)機(jī)制的認(rèn)識(shí)仍然有限[5-6]。此外,性激素結(jié)合球蛋白(sex hormone-binding globulin,SHBG)作為一種重要的生物標(biāo)志物,可能在調(diào)節(jié)兒童肥胖與GDM之間的關(guān)系中發(fā)揮重要作用。本研究進(jìn)行了雙樣本孟德爾隨機(jī)化分析,探討兒童肥胖和GDM發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)之間的因果關(guān)系,并進(jìn)一步探討SHBG在這一關(guān)系中的調(diào)節(jié)作用。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 兒童肥胖的全基因組關(guān)聯(lián)研究(Genome-wide association study,GWAS)薈萃統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)基于早期生長(zhǎng)遺傳學(xué)聯(lián)盟(Early Growth Genetics Consortium,EGG),其中納入肥胖兒童5530例(小于18歲,BMI在相應(yīng)年齡的第95位百分位或以上)和健康對(duì)照兒童8318例(ID:ieu-a-1096)[7]。GDM的薈萃統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)自FinnGen聯(lián)盟的GWAS數(shù)據(jù),其中納入GDM患者5687例(住院診斷代碼ICD-10:O24.4)和健康對(duì)照孕婦117892例(ID:finn-b-GEST_DIABETES)。與SHBG相關(guān)的的薈萃統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)GWAS的薈萃分析納入370125例歐洲白種人(ID:ebi-a-GCST90012109)[8]。所有數(shù)據(jù)均通過(guò)MRCIEU GWAS在線數(shù)據(jù)庫(kù)(https://gwas.mrcieu.ac.uk)獲取。見表1。

表1 孟德爾隨機(jī)化分析中使用的全基因組關(guān)聯(lián)研究數(shù)據(jù)匯總信息

1.2 遺傳性工具變量的選擇 為了獲得可靠的工具變量,必須滿足孟德爾隨機(jī)化的3個(gè)關(guān)鍵假設(shè):(1)工具變量與兒童肥胖特征密切相關(guān);(2)工具變量獨(dú)立于暴露-結(jié)果關(guān)系的混雜因素;(3)工具變量與混雜因素之間相互獨(dú)立?；ビ蓢?yán)格選擇的SNP作為工具變量納入孟德爾隨機(jī)化在10000kb窗口內(nèi)篩選具有全基因組意義(P<5×10-8)和連鎖不平衡(r2<0.001)的遺傳變異,以保證各個(gè)工具變量相互獨(dú)立,排除基因多效性的影響。為了避免微弱的工具變量的偏差,評(píng)估所選工具變量與暴露的相關(guān)強(qiáng)度,F>10時(shí)被認(rèn)為工具變量存在強(qiáng)相關(guān)而不存在弱偏倚。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用逆方差加權(quán)(inverse-variance weighted,IVW)分析作為主要分析方法,采用MR-Egger、加權(quán)中位數(shù)(weighted median)、加權(quán)模式(weighted mode)和簡(jiǎn)單模式(simple mode)方法作為敏感性分析,以評(píng)估IVW法估計(jì)的穩(wěn)健性。采用孟德爾隨機(jī)多效性殘差和離群值(MR-PRESSO)檢測(cè)所選SNPs中具有水平多效性的離群值。使用CochranQ統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)評(píng)估異質(zhì)性,并基于MR-Egger回歸模型截距確定水平多效性。如果滿足以下條件,則認(rèn)為存在中介:(1)暴露因素與研究結(jié)局相關(guān),但未調(diào)整中介(β0);(2)暴露因素與中介之間存在相關(guān)性(β1);(3)中介與研究結(jié)局相關(guān)(β2)。中介比計(jì)算為(β1×β2)/β0[9]。所有統(tǒng)計(jì)分析均使用R4.3.0軟件及“TwoSampleMR”、“Mendelian Randomisation”軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,P<0.05為有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 兒童肥胖對(duì)GDM的因果關(guān)系 IVW法結(jié)果顯示,兒童肥胖增加了GDM的風(fēng)險(xiǎn)(OR=1.329,95%CI為1.200～1.473,P=5.3×10-8)。加權(quán)中位數(shù)、簡(jiǎn)單模式和加權(quán)模式證實(shí)了IVW分析結(jié)果穩(wěn)健性,見圖1。IVW法結(jié)果顯示,SHBG是GDM的保護(hù)因素(OR=0.683,95%CI為0.530～0.880,P=0.003),加權(quán)中位數(shù)和加權(quán)模式與IVW分析結(jié)果一致,見圖1。兒童肥胖對(duì)SHBG表現(xiàn)為負(fù)性調(diào)節(jié)作用(OR=0.978,95%CI為0.964～0.993,P=0.003),見圖1。

圖1 兒童肥胖對(duì)GDM的因果關(guān)系

2.2 異質(zhì)性檢驗(yàn)和水平多效性結(jié)果 Cochran's Q和MR-PRESSO檢驗(yàn)結(jié)果顯示,兒童肥胖與GDM分析的工具變量間無(wú)明顯異質(zhì)性及多效性(P>0.05)。而SHBG與GDM分析的工具變量間存在異質(zhì)性,不存在多效性,可認(rèn)為SHBG與GDM發(fā)生存在因果關(guān)系;兒童肥胖與SHBG分析的工具變量之間存在異質(zhì)性,不存在多效性,可認(rèn)為SHBG與GDM的發(fā)生存在因果關(guān)系。見表2。

表2 孟德爾隨機(jī)化敏感性分析結(jié)果

2.3 多因素孟德爾隨機(jī)化分析結(jié)果 兒童肥胖是GDM的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(OR=1.134,95%CI為1.004～1.280,P=0.043),SHBG不是GDM的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(OR=0.858,95%CI為0.583～1.262,P=0.436),見表3。

表3 多因素孟德爾隨機(jī)化分析結(jié)果

2.4 中介效應(yīng)分析 兒童肥胖在SHBG發(fā)生的效應(yīng)值(β1)為-0.022,SHBG在GDM發(fā)生的效應(yīng)值(β1)為-0.381,兒童肥胖在GDM發(fā)生的效應(yīng)值(β0)為0.285,中介效應(yīng)比為β=(β1×β2)/β0=2.9%。

3 討 論

本研究通過(guò)進(jìn)行孟德爾隨機(jī)化單變量分析及多變量分析探討兒童肥胖與GDM之間的因果關(guān)系,并研究了SHBG在其中的調(diào)節(jié)作用。本研究結(jié)果表明,兒童肥胖與GDM之間存在因果關(guān)系,并且這種關(guān)系可能受到SHBG的調(diào)節(jié)。孟德爾隨機(jī)化分析結(jié)果顯示,兒童肥胖、SHBG與GDM之間存在顯著的因果關(guān)系。通過(guò)使用基因變異作為工具變量,發(fā)現(xiàn)兒童肥胖對(duì)GDM的發(fā)生有促進(jìn)作用。這一結(jié)果與以往的觀察性研究相一致,進(jìn)一步支持了兒童肥胖與GDM之間的因果關(guān)系。進(jìn)一步通過(guò)多變量分析及中介效應(yīng)分析SHBG在兒童肥胖與GDM之間的調(diào)節(jié)作用,結(jié)果表明SHBG對(duì)GDM起較強(qiáng)的保護(hù)作用(OR=0.683),而兒童肥胖則對(duì)SHBG起負(fù)性調(diào)節(jié)作用。本研究結(jié)果表明在兒童肥胖可能通過(guò)負(fù)性調(diào)控SHBG導(dǎo)致GDM的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)顯著增加,其中介效應(yīng)比值僅為2.9%,據(jù)此推測(cè)SHBG可能還存在和其他因素相關(guān)的調(diào)控作用。

本研究證實(shí)兒童肥胖增加了GDM的風(fēng)險(xiǎn)。兒童肥胖與多種慢性疾病發(fā)展有因果關(guān)系,包括高血壓和2型糖尿病[10-11]。然而,很少有研究關(guān)注兒童肥胖與GDM之間的關(guān)系,僅有一些觀察性研究報(bào)道[12]。與傳統(tǒng)的觀察性流行病學(xué)研究相比,孟德爾隨機(jī)化分析可以為兒童肥胖和GDM之間的因果關(guān)系提供最重要的證據(jù),可能克服了未測(cè)量的混雜因素和可能扭曲觀察性研究的反向因果關(guān)系[13]。觀察性研究的結(jié)果得到了使用孟德爾隨機(jī)化分析獲得的兒童肥胖和GDM因果關(guān)系假設(shè)的證實(shí)[14-15]。研究顯示,兒童高體質(zhì)量指數(shù)導(dǎo)致妊娠高血壓和GDM風(fēng)險(xiǎn)增加可能與肥胖相關(guān)的代謝變化(胰島素抵抗、炎癥增加和氧化應(yīng)激)有關(guān)[16-18]。本研究還發(fā)現(xiàn)SHBG可能在兒童肥胖與GDM之間的關(guān)系中起到調(diào)節(jié)作用。SHBG是一種與性激素相關(guān)的蛋白,它在體內(nèi)調(diào)節(jié)著性激素的活性。一項(xiàng)孟德爾隨機(jī)化研究表明,較早的月經(jīng)初潮年齡可能通過(guò)調(diào)控SHBG參與GDM的發(fā)病[19]。本研究結(jié)果顯示,兒童肥胖對(duì)SHBG具有負(fù)性調(diào)控作用,這表明SHBG可能參與了兒童肥胖對(duì)GDM發(fā)病的影響。由此可見,SHBG在GDM發(fā)病中參與多種因素對(duì)GDM發(fā)病的調(diào)控。多因素分析顯示SHBG并不能獨(dú)立發(fā)揮GDM發(fā)病的調(diào)控作用。本研究也有一些局限性,在單因素孟德爾隨機(jī)分析中假設(shè)兒童肥胖、SHBG和GDM的關(guān)系均是線性的,因此,需進(jìn)一步利用個(gè)體水平的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究驗(yàn)證兒童肥胖、SHBG及GDM之間潛在的非線性因果關(guān)系,進(jìn)一步的功能研究有助于理解SHBG在這一過(guò)程中的具體作用機(jī)制。

綜上所述,成人肥胖等潛在混雜因素的影響可能部分解釋了現(xiàn)有研究中相互矛盾的觀察結(jié)果。使用孟德爾隨機(jī)化方法減少潛在的混雜因素,本研究建立在GWAS公共數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,證實(shí)兒童肥胖獨(dú)立于成人肥胖對(duì)GDM有因果關(guān)系和不利影響。兒童肥胖與GDM之間存在因果關(guān)系,并且這種關(guān)系可能通過(guò)SHBG發(fā)揮中介調(diào)節(jié)作用。這些研究結(jié)果表明兒童肥胖作為GDM風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和預(yù)防的關(guān)鍵指標(biāo)有著重要意義。這一結(jié)果為預(yù)防和控制兒童肥胖和GDM提供了重要的理論和實(shí)踐依據(jù),也為預(yù)防和治療GDM提供了新的思路,也為進(jìn)一步探究?jī)和逝峙cGDM之間的機(jī)制提供了重要的線索。然而,兒童肥胖相關(guān)GDM的發(fā)病機(jī)制有待進(jìn)一步研究。