空气污染与突发性感音神经性耳聋风险的孟德尔随机化研究:揭示环境因素与耳科疾病的因果关联

【字体: 时间:2025年08月08日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对空气污染与突发性感音神经性耳聋(SSNHL)的争议性关联,采用双样本孟德尔随机化(MR)方法,分析PM2.5、NO2等5种污染物与SSNHL的因果关系。通过GWAS数据库筛选工具变量(IVs),结合IVW、MR-Egger等多重验证,发现欧洲人群无显著因果证据。该研究为环境耳科疾病机制研究提供新范式,对公共卫生政策制定具有参考价值。

  

突发性感音神经性耳聋(SSNHL)作为72小时内发生的30dB以上听力骤降,全球发病率逐年攀升,美国、日本和德国的流行病学数据显示其发病率从5/10万至400/10万不等。尽管炎症、血管病变等被列为潜在诱因,但约90%病例无法确定明确病因。更令人困惑的是,空气污染与SSNHL的关联性研究长期存在矛盾——韩国队列显示PM2.5与SSNHL负相关,而台湾数据却表明PM2.5高暴露组风险显著增加。这种分歧可能源于传统观察性研究难以规避的选择偏倚和混杂因素干扰。

为解决这一科学争议,重庆医科大学附属第一医院耳鼻咽喉科的研究团队创新性地采用孟德尔随机化(MR)这一"自然随机试验"方法,通过分析英国生物银行(UK Biobank)中456,380例欧洲人群的GWAS数据,以及芬兰FinnGen项目中1,491例SSNHL病例的遗传信息,系统评估了氮氧化物(NOx)、PM2.5-10等5类空气污染物与耳聋风险的因果关系。研究团队运用逆方差加权(IVW)作为核心分析方法,辅以加权中位数、MR-Egger回归等5种补充方法,并进行了严格的异质性检验和水平多效性评估。

关键技术方法包括:1)从UK Biobank获取PM2.5等污染物GWAS数据;2)采用连锁不平衡分析(r2<0.001)筛选工具变量;3)通过PhenoScanner排除混杂SNP;4)应用Cochran's Q检验评估异质性;5)采用留一法验证单个SNP影响。

主要研究结果

  1. 阴性因果关联:IVW分析显示所有污染物P值均>0.05(NO2:P=0.488,PM2.5:P=0.480),加权中位数等4种方法结论一致。

  2. 工具变量可靠性:F统计量均>10(PM10的R2=0.08%),MR-Egger截距检验P>0.05,排除水平多效性干扰。

  3. 敏感性验证:留一法分析显示

    ,漏斗图呈现对称分布。

讨论与意义

该研究首次通过遗传学证据否定了空气污染直接导致SSNHL的假说,为三类争议现象提供解释:1)动物实验中污染物诱导的氧化应激和血管内皮损伤可能被人类遗传背景缓冲;2)既往流行病学发现的阳性关联可能源于吸烟等混杂因素;3)地域差异或反映PM2.5成分差异而非浓度效应。值得注意的是,MR分析虽否定直接因果关系,但未排除污染物通过诱发心血管疾病等间接途径影响听力的可能性,这为后续研究指明方向。

发表于《Scientific Reports》的这项研究具有双重价值:方法学上,为环境致聋研究建立MR分析范式;临床上,提示耳科医生应更审慎解读污染与SSNHL的关联。未来需在非欧人群中进行验证,并考虑SSNHL亚型分层,以更全面揭示环境-遗传互作机制。

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