昼夜节律紊乱与循环TGF-β1在工作者中的关系:来自孟德尔随机化与观察性数据的证据

《Frontiers in Immunology》:Circadian disruption and circulating TGF-β1 in workers: evidence from Mendelian randomization and observational data

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月11日 来源:Frontiers in Immunology 7.0

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  背景:昼夜节律紊乱日益被认为是慢性疾病的重要生物应激源,但其直接免疫效应仍不清楚。观察性研究受残余混杂与反向因果限制。方法:研究人员整合了双样本孟德尔随机化(two-sample Mendelian randomization, MR)与一项探索性观察性生物标

  
背景:昼夜节律紊乱日益被认为是慢性疾病的重要生物应激源,但其直接免疫效应仍不清楚。观察性研究受残余混杂与反向因果限制。方法:研究人员整合了双样本孟德尔随机化(two-sample Mendelian randomization, MR)与一项探索性观察性生物标志物研究。遗传工具变量为遗传代理的轮班工作倾向(genetically proxied shift-work propensity),来自UK Biobank GWAS;46种循环蛋白的结局数据来自冰岛AGES–Reykjavik Study。主要估计量为逆方差加权(inverse-variance weighted, IVW),并采用其余4种MR估计量及敏感性分析评估一致性与MR假设违背情况;对46个主要IVW检验应用错误发现率(false discovery rate, FDR)校正。研究人员还在61名韩国工作者中检测8种循环免疫介质,以获得与MR发现互补的观察证据。结果:MR显示,轮班工作遗传易感性可因果升高循环TGF-β1(β=1.15,95% CI 0.28–2.02)与SMAD4(β=1.12,95% CI 0.20–2.05),无异质性、水平多效性(horizontal pleiotropy)或反向因果证据;MR-PRESSO未检出离群变异。观察分析中,轮班工作者血清TGF-β1更高,提供一致支持证据,而EDTA血浆促炎细胞因子无一致差异。结论:循环TGF-β1是遗传代理轮班工作倾向相关的候选免疫信号;但两项关联均未通过FDR校正,SMAD2与SMAD3估计方向不一致,观察性关联在年龄校正后衰减。需进一步纵向研究明确其生物学与机制意义。
《Frontiers in Immunology》刊发的该项研究围绕昼夜节律紊乱、轮班工作与循环免疫蛋白的关系展开。研究背景方面,昼夜节律协调代谢、内分泌信号与免疫功能,其紊乱与心肺代谢、精神及睡眠障碍相关,而这些结局常共享低度炎症与免疫失调通路。夜班和轮班工作是昼夜节律错位的主要来源,但也反映个体从事非标准排班的综合倾向,受职业、行为与耐受性因素影响。流行病学中,暴露评估粗糙,轮班工作者系统性炎症改变的证据不一致。是否轮班工作遗传易感性可作为长期昼夜节律紊乱代理并影响循环免疫介质,此前未确立;且能直接捕获昼夜节律或错位的验证基因组工具仍稀缺,因此研究人员以轮班工作相关变异作为实用代理,采用孟德尔随机化(Mendelian randomization, MR)克服观察性研究残余混杂与反向因果局限。
主要关键技术方法上,研究人员开展双样本MR:暴露为UK Biobank中自我报告轮班工作(UKB-b-1712),结局为冰岛AGES–Reykjavik Study的46个循环蛋白;工具变量经LD聚类、次要等位基因频率过滤、弱工具与混杂相关变异剔除,并放松阈值至P<1×10?6获10个独立SNP;以逆方差加权(inverse-variance weighted, IVW)为主,辅以MR-Egger、加权中位数、简单模式、加权模式,并用Cochran’s Q、MR-Egger截距、MR-PRESSO、留一法、反向MR做敏感性分析,对46个IVW检验做错误发现率(false discovery rate, FDR)校正。观察性部分来自韩国某三级医院61名医务工作者队列,同日上岗前采血,EDTA血浆测7种细胞因子,血清测TGF-β1,线性回归比较轮班与非轮班者并做年龄、性别、周工时校正。
3 Results
3.1 Two-sample MR study
3.1.1 Selection and validation of SNPs
研究人员从轮班工作GWAS中经LD聚类后仅1个SNP达全基因组阈值,按阶梯式放宽至P<1×10?6得11个独立SNP,剔除与代谢综合征可能多效的rs622614后保留10个有效工具变量;这些变异关联核心昼夜钟信号、chrono类型相关神经元功能、应激反应与睡眠调控网络,F统计量均大于10。
3.1.2 Causal effect of shift work
IVW显示遗传代理轮班工作倾向与TGF-β1(β=1.15;95% CI 0.28–2.02;P=0.0096)和SMAD4(β=1.12;95% CI 0.20–2.05;P=0.0173)存在名义显著正相关,但FDR校正后均不显著。TGF-β1仅IVW支持,MR-Egger方向相反;SMAD4各估计量方向较一致但统计支持有限。中间介质SMAD2、SMAD3呈反向IVW估计,SMAD2加权中位数亦显著反向,故SMAD家族结果无方向一致性,不支持经典TGF-β/SMAD通路协调激活。敏感性分析中Cochran’s Q、MR-Egger截距、MR-PRESSO均未提示异质性、水平多效性或离群变异;留一法表明IVW估计非单SNP驱动;反向MR未支持TGF-β1或SMAD4影响轮班工作倾向。
3.2 Observational study
61人中轮班者17人、非轮班者44人,轮班者更年轻、医师占比高、现岗工龄短。粗模型中轮班与较高血清TGF-β1相关(β=41.7780;95% CI 3.5469–80.0131),年龄校正后衰减且不显著;再校正性别与周工时仍不显著。EDTA血浆中IL-1β、IL-6、IL-8、IL-10、IL-18、TNF-α、IFN-γ在粗模型与校正模型中均无显著差异。因样本小且未做多重性校正,观察结果属探索性。
讨论部分指出,该研究提供探索性遗传证据:轮班工作倾向可能伴随循环TGF-β1与SMAD4信号,但FDR未通过、SMAD2/3反向、观察性TGF-β1年龄校正后衰减,不能作确定性因果或经典通路解释。TGF-β1具情境依赖性免疫调节、组织重塑与氧化还原稳态作用;昼夜错位可抑制BMAL1-NRF2抗氧化通路,使活性氧激活潜伏TGF-β1。轮班工作与肥胖、代谢综合征、高血压、心血管疾病及乳腺癌、胃癌等负担相关,TGF-β1升高或是共同机制之一。但观察性炎症证据矛盾,MR虽减少混杂与反向因果,仍受限:欧洲血统数据、工具仅捕获轮班参与倾向而非错位时机/强度/累计暴露、SOMAmer检出的JAK/STAT/SMAD为血清适配体信号而非细胞内丰度、46蛋白为文献策展而非本体学全览。观察队列还受血小板释放影响TGF-β1、横断面无法定时序、缺BMI/吸烟/饮酒/睡眠时长等混杂、单医院医护样本外推有限等限制。
结论部分译为:研究人员通过整合双样本MR与探索性观察数据,将循环TGF-β1鉴定为与轮班工作遗传易感性相关的候选免疫信号。然而,缺乏FDR水平显著性、SMAD2/3估计不一致,以及观察性TGF-β1关联在年龄校正后衰减,排除了确定性因果或经典通路解释。需在更大纵向队列中独立复制,并结合多组学分析与TGF-β/SMAD活性的直接细胞内评估,以明确这些发现的生物学与机制相关性,及其对轮班工作者预防策略的潜在意义。
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