BMI 介导下不同交通方式与骨关节炎风险的因果关系研究:基于孟德尔随机化与中介分析

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:European Spine Journal 2.6

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  为解决不同交通方式与骨关节炎(OA)风险关系结论不一致的问题,研究人员采用孟德尔随机化(MR)和中介分析,探究 BMI 介导的交通方式与 OA 的因果关系。结果显示步行、骑行、公共交通降低 OA 风险,驾驶增加风险,BMI 中介作用显著,为 OA 防控和出行建议提供依据。

  
骨关节炎(osteoarthritis, OA)作为一种常见的慢性退行性疾病,已成为全球关节疼痛和残疾的主要原因之一。目前全球 OA 患者已超 5.95 亿,过去 30 年患病率上升 132.2%,带来沉重的社会和经济负担。身体质量指数(Body Mass Index, BMI)是 OA 发生发展的重要风险因素,肥胖会增加关节负荷,而减重≥2 kg/m2可使膝关节 OA 风险降低 50%。

运动是控制体重和 OA 管理的一线疗法,但全球超四分之一成年人运动不足,高收入国家达 40%,OA 患者中更是高达 87%。在此背景下,交通相关体力活动(Transport-related Physical Activity, TRPA,即主动通勤)成为日常活动的重要组成,48% 德国成年人仅通过主动通勤就满足 WHO 运动建议。然而,既往不同交通方式与 OA 关系的研究结论不一致,需更科学证据澄清。

北京按摩医院、北京中医药大学东直门医院等机构的 Xiaoming Xie、Kuayue Zhang 等研究人员开展了这项研究,通过孟德尔随机化(Mendelian Randomization, MR)和中介分析,明确不同交通方式与 OA 的因果关系及 BMI 的中介作用,成果发表于《European Spine Journal》。

研究主要采用两样本两阶段孟德尔随机化(two-sample, two-step MR)和中介分析。暴露数据为 IEU openGWAS 数据库中不同交通方式的全基因组关联研究(Genome-wide Association Study, GWAS)数据,中介变量为 BMI 的 GWAS 汇总数据,结局数据为该数据库的 OA GWAS 数据(含 39,427 例髋 / 膝关节 OA 病例和 378,169 例对照)。用逆方差加权(Inverse-Variance Weighted, IVW)法为主,辅以加权中位数法、MR-Egger 回归等,通过 Cochran’s Q 检验评估异质性,MR-Egger 截距检验检测水平多效性。

遗传预测因子强度


四种交通方式、BMI 和 OA 的遗传预测因子强度均较高,F 统计量均超过 10,表明工具变量(instrumental variables, IVs)强度足够,弱工具偏倚可能性低,均纳入 MR 分析。

交通方式与 OA 的两样本 MR 分析


MR 分析显示交通方式与 OA 风险存在显著因果关联:骑行(OR=0.568,95% CI=0.325-0.991,P=0.047)、公共交通(OR=0.584,95% CI=0.426-0.802,P=0.0009)、步行(OR=0.497,95% CI=0.376-0.657,P<0.0001)与 OA 风险呈负相关;驾驶(OR=1.19,95% CI=1.018-1.385,P=0.029)与 OA 风险呈正相关。Cochran’s Q 检验显示存在异质性(均 P<0.0001),故采用随机效应模型;MR-Egger 截距检验表明无水平多效性(P=0.39-0.50)。

BMI 与 OA 及交通方式的关联


BMI 与 OA 风险显著相关(OR=1.102,95% CI=1.075-1.130,P<0.0001),且无显著异质性(Q=6.066,P=0.416)和水平多效性(P=0.097)。交通方式对 BMI 也有影响:骑行(OR=0.017,95% CI=0.002-0.125,P<0.0001)、公共交通(OR=0.757,95% CI=0.583-0.984,P=0.038)、步行(OR=0.165,95% CI=0.062-0.433,P=0.0002)与 BMI 呈负相关;驾驶(OR=2.02,95% CI=1.094-3.739,P=0.025)与 BMI 呈正相关。

BMI 的中介作用


中介分析显示 BMI 在交通方式与 OA 的因果关系中起部分中介作用:骑行的中介比例为 69.6%,公共交通为 31.9%,步行为 25.0%,驾驶为 39.8%。敏感性分析(留一法)表明结果稳健,不受单个 SNP 影响。

研究明确了不同交通方式与 OA 风险的因果关系:步行、骑行和公共交通是 OA 的保护因素,驾驶是风险因素,且 BMI 在其中发挥重要中介作用(中介比例≥25%)。这一发现为理解交通方式与 OA 的复杂交互提供了新视角,证实主动通勤通过控制 BMI 等途径降低 OA 风险,支持将科学选择交通方式作为 OA 防控和健康促进的策略。

从公共卫生角度,该研究为推广绿色低碳出行(如骑行、步行、公共交通)提供了健康依据,既有助于减少 OA 等慢性病负担,也符合环保理念。同时,强调了 BMI 管理在 OA 预防中的核心地位,为临床 OA 管理和公共健康政策制定提供了高质量证据。未来需在更多种族人群中验证,并进一步探究不同交通方式强度对 OA 的影响及具体机制。

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