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在代谢综合征患病率不断上升且吸烟与该综合征因果关系不明的背景下,研究人员开展了 “Relationship between tobacco smoking and metabolic syndrome: a Mendelian randomization analysis” 研究。通过孟德尔随机化(MR)分析,发现遗传预测的吸烟与代谢综合征风险增加有关,这为相关疾病防治提供了依据。
代谢综合征作为一个严重的公共健康问题,近年来在全球范围内的患病率和发病率都在迅速上升。在台湾人群中,其患病率为 13.6% - 25.5%,亚洲人群为 11.9% - 37.1%,欧洲人群为 11.6% - 26.3%,全球人群则在 20% - 25%。代谢综合征会引发炎症反应以及内分泌和神经生物学病变,与 2 型糖尿病、心血管疾病、肾脏疾病、动脉粥样硬化、癌症和过早死亡等多种疾病的风险增加密切相关,给护理人员和医疗系统带来了沉重负担。
以往的流行病学研究表明,吸烟者患代谢综合征、高甘油三酯血症和低高密度脂蛋白胆固醇(HDL - C)的风险比非吸烟者高出两倍甚至更多。然而,由于这些研究大多是观察性的,吸烟与代谢综合征之间的关联可能受到未知或残留混杂因素以及反向因果关系的影响,目前关于吸烟对代谢综合征因果作用的证据缺乏实验依据。因此,明确吸烟与代谢综合征之间的因果关系对于这些疾病的预防和治疗至关重要。
为了解决这一问题,中国医科大学的研究人员开展了一项基于孟德尔随机化(MR)的研究。MR 分析是一种在随机对照试验不可行时,用于防止潜在未知或残留混杂因素以及反向因果关系导致偏差的统计方法。它利用与暴露相关且不受疾病发作或混杂因素影响的遗传变异作为工具变量,来探究暴露与疾病之间的潜在因果关联。
该研究使用了台湾生物银行(Taiwan Biobank)数据集的个体层面遗传和个人数据,包括 80,072 名汉族个体(其中代谢综合征患者 15,773 例,对照组 64,299 例;吸烟者 21,399 名,非吸烟者 58,673 名)。研究人员从文献中搜索与吸烟相关的单核苷酸多态性(SNPs),最终确定了 14 个满足 MR 假设的 SNPs,并将其作为工具变量。基于这些显著的 SNPs,研究人员得出了加权和未加权的遗传风险评分(GRSs),并采用两阶段回归模型进行 MR 分析。
研究结果显示,遗传预测的吸烟与代谢综合征风险增加有关。无论是加权还是未加权的 GRS,每增加 1 个标准差,代谢综合征的优势比(OR)为 1.49(95% 置信区间:1.47 - 1.52)。以 Q1 为参考组,加权 GRS 中 Q2、Q3 和 Q4 的代谢综合征调整 OR 分别为 1.15(1.08, 1.22)、2.17(2.05, 2.30)和 4.23(3.98, 4.49);未加权 GRS 中相应的 OR 分别为 1.16(1.09, 1.24)、2.17(2.05, 2.30)和 4.26(4.02, 4.53)。
研究人员为开展这项研究,主要运用了以下关键技术方法:首先,从台湾生物银行获取样本队列数据;其次,对 DNA 样本进行基因分型,使用 TWB 阵列在 Axiom 全基因组阵列板系统上进行检测,并通过 PLINK 软件评估 SNPs 是否处于哈迪 - 温伯格平衡(HWE),利用 Haploview 软件量化 SNPs 之间的连锁不平衡;最后,进行统计分析,运用逻辑回归模型等方法探究吸烟与代谢综合征之间的关系。
研究结果表明:第一,通过无条件逻辑回归分析发现,吸烟习惯者的代谢综合征患病率显著高于无吸烟习惯者(p<0.001),粗 OR 为 1.90(95% CI:1.83, 1.98),多变量调整后,代谢综合征与吸烟仍存在显著关联(1.16 [95% CI:1.10, 1.22])。第二,对所有 SNPs 进行 MR 假设 1 和 3 的评估,32 个 SNPs 满足 SNP 水平的 MR 假设 1 和 3,经过连锁不平衡(LD)分析后,保留了 14 个 SNPs。加权和未加权的 GRSs 满足 GRS 水平的 MR 假设 1 和 3,且除性别外,所有协变量都满足 MR 假设 2。第三,通过 MR 分析,遗传相关的吸烟可能性与代谢综合征呈正线性相关,即遗传易感性越高的人越容易患代谢综合征。
在研究结论和讨论部分,该研究首次利用 MR 方法,为吸烟与代谢综合征之间的因果关联提供了实验证据。这一发现对于政策制定者和公共卫生专业人员设计健康教育干预措施具有重要意义。同时,研究也指出了一些局限性,如因每日吸烟数量数据缺失较多,仅考虑了吸烟状态的二元变量;研究结果来自汉族人群,外推到其他人群可能存在局限性;研究采用横断面设计,缺乏时间序列,无法控制共病或代谢综合征诊断对吸烟状态的影响等。尽管如此,该研究依然为进一步探索吸烟与代谢综合征之间的关系奠定了基础,后续研究可采用纵向研究设计等方法来解决这些问题。总之,这项发表在《BMC Endocrine Disorders》上的研究成果,在吸烟与代谢综合征的研究领域具有重要的价值,为相关疾病的预防和控制提供了新的思路和依据。