張美金 郭慶輝 許昌聲, 彭峰 林金秀

目的：應(yīng)用兩樣本孟德?tīng)栯S機(jī)化（MR）方法探討兒童期體重指數(shù)及出生體重與未來(lái)妊娠期高血壓及子癇前期-子癇之間的因果聯(lián)系。

方法：以單核苷酸多態(tài)性（SNP）為工具變量，從全基因組關(guān)聯(lián)分析數(shù)據(jù)中篩出與兒童期體重指數(shù)及出生體重相關(guān)的SNP，用MR Egger 回歸法、逆方差加權(quán)法（IVW）和加權(quán)中位數(shù)法3 種兩樣本MR 方法分析兒童期體重指數(shù)及出生體重與未來(lái)妊娠期高血壓及子癇前期-子癇之間的因果關(guān)聯(lián)。

結(jié)果：隨著兒童體重指數(shù)增加，未來(lái)妊娠期高血壓（IVW 的隨機(jī)效應(yīng)模型：OR=1.417，95%CI：1.144～1.755，P=0.001；加權(quán)中位數(shù)法：OR=1.277，95%CI：1.028～1.587，P=0.027）和子癇前期-子癇（IVW：OR=1.399，95%CI：1.130～1.733，P=0.002）發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)均增加。出生體重與未來(lái)妊娠期高血壓及子癇前期-子癇之間的因果關(guān)聯(lián)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P 均＞0.05）。敏感性分析支持上述因果關(guān)聯(lián)的穩(wěn)健性。

結(jié)論：兒童期體重指數(shù)與未來(lái)妊娠期高血壓及子癇前期-子癇之間存在正向因果關(guān)聯(lián)。出生體重與未來(lái)妊娠期高血壓及子癇前期-子癇之間的因果關(guān)聯(lián)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

妊娠期高血壓疾病是妊娠期常見(jiàn)并發(fā)癥，嚴(yán)重威脅母嬰健康[1]，是孕產(chǎn)婦死亡的第二大原因[2]，也是死產(chǎn)的重要原因[3]。針對(duì)妊娠期高血壓疾病的預(yù)防干預(yù)具有重要意義。妊娠前體重指數(shù)≥28 kg/m2是妊娠期高血壓疾病的重要危險(xiǎn)因素之一[1]，研究提示兒童期肥胖和低出生體重可以引發(fā)多種心血管疾病，增加高血壓風(fēng)險(xiǎn)[4-6]，同時(shí)多項(xiàng)觀察性研究發(fā)現(xiàn)兒童期超重和肥胖、低出生體重與未來(lái)妊娠期高血壓和子癇前期的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)[7-9]，但是兒童期肥胖及出生體重與未來(lái)妊娠期高血壓疾病之間是否存在因果關(guān)聯(lián)尚未見(jiàn)研究證實(shí)。

孟德?tīng)栯S機(jī)化（MR）是利用遺傳變異做為工具變量進(jìn)行因果推斷的流行病學(xué)研究方法，因遺傳變異在配子形成時(shí)隨機(jī)分配且早于疾病表型，MR 研究可以排除反向因果及混雜因素干擾，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)觀察性研究的不足[10]。本研究擬采用暴露與結(jié)局來(lái)自于不同樣本的兩樣本MR 方法，對(duì)兒童期肥胖、出生體重與未來(lái)妊娠期高血壓疾病之間的關(guān)系進(jìn)行因果推斷。

1 資料與方法

1.1 研究設(shè)計(jì)

妊娠期高血壓疾病包括妊娠期高血壓、子癇前期-子癇、慢性高血壓伴發(fā)子癇前期、妊娠合并慢性高血壓。由于前兩者與后兩者發(fā)病機(jī)制及治療方案差異較大，本文主要研究前兩者。

兩樣本MR 研究需要滿(mǎn)足3 個(gè)基本假設(shè)：（1）工具變量與暴露強(qiáng)相關(guān)；（2）工具變量與暴露或結(jié)局的混雜因素相互獨(dú)立；（3）工具變量只能通過(guò)暴露作用于結(jié)局[11]。本研究中工具變量為單核苷酸多態(tài)性（SNP），暴露因素為兒童期肥胖和出生體重，結(jié)局變量為妊娠期高血壓和子癇前期-子癇?；谝陨霞僭O(shè)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，探討因果聯(lián)系。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

兒童期肥胖的暴露文件來(lái)自于早期生長(zhǎng)遺傳學(xué)聯(lián)盟的最新全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）匯總數(shù)據(jù)（http://www.egg-consortium.org），該研究納入來(lái)自于26 項(xiàng)研究共39 620 名6～10 歲歐洲血統(tǒng)兒童，研究指標(biāo)為年齡、性別校正的體重指數(shù)[12]。出生體重的GWAS 數(shù)據(jù)源于英國(guó)生物樣本庫(kù)（http://www.nealelab.is/uk-biobank），該研究總樣本量為205 475 例，共納入13 791 467 個(gè)SNP。妊娠期高血壓、子癇前期-子癇的GWAS 數(shù)據(jù)取自FinnGen 聯(lián)盟發(fā)布的第九版GWAS 匯總數(shù)據(jù)（https://www.finngen.fi/fi），前者包含8 502 例病例和194 266 例對(duì)照，后者包含7 212 例病例和194 266 例對(duì)照。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

1.3.1 工具變量篩選

GWAS 數(shù)據(jù)中與暴露相關(guān)的工具變量SNP 需達(dá)到全基因組顯著性水平：P＜5×10-8。為避免連鎖不平衡，設(shè)置r2＜0.001，遺傳距離為10 000 kb。獲得的暴露相關(guān)SNP 與結(jié)局GWAS 數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，剔除回文SNP、不存于結(jié)局?jǐn)?shù)據(jù)中的SNP（不尋找代理）。MR-PRESSO 方法用于篩選離群值，若存在離群值則予剔除。

F統(tǒng)計(jì)量用于評(píng)估工具變量SNP 的效力，F(xiàn)=（N-k-1）/k×R2/（1-R2），R2=β2/（β2+N×SE2），N為總樣本量，k為工具變量數(shù)，R2為工具變量解釋暴露的程度，β為效應(yīng)大小，SE為β的標(biāo)準(zhǔn)誤[13]。F＞10 提示不存在弱工具變量偏倚。應(yīng)用Steiger Filtering 分析評(píng)估是否存在反向因果[14]。

1.3.2 統(tǒng)計(jì)方法

本研究采用MR Egger 回歸法、逆方差加權(quán)法（IVW）、加權(quán)中位數(shù)法3 種兩樣本MR 分析方法，IVW 為主要分析方法。IVW 假設(shè)所有工具變量均為有效工具變量，加權(quán)中位數(shù)法假設(shè)超過(guò)一半工具變量為有效工具變量，MR Egger 回歸法考慮截距項(xiàng)的存在。結(jié)果用OR和95%CI表示。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α設(shè)為0.05。

1.3.3 敏感性分析

異質(zhì)性分析：計(jì)算Cochran'sQ統(tǒng)計(jì)量評(píng)估工具變量的異質(zhì)性，若存在顯著異質(zhì)性，則采用IVW 的隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行MR 分析。進(jìn)行逐個(gè)剔除檢驗(yàn)評(píng)估逐一剔除單個(gè)SNP 后剩余SNP 對(duì)結(jié)局的效應(yīng)。多效性分析：使用MR Egger 截距項(xiàng)評(píng)估工具變量的多效性，P＜0.05 提示存在多效性。以上分析使用R-4.3.0及RStudio-2023.03.0-386 軟件實(shí)現(xiàn)。

2 結(jié)果

2.1 SNP 相關(guān)信息

本研究篩選出的4 組SNP 相關(guān)信息如表1 所示，應(yīng)用MR-PRESSO 方法分別剔除0、1、4、1 個(gè)離群值后，各確定16、15、79、82 個(gè)SNP 作為工具變量，F(xiàn)統(tǒng)計(jì)量均大于10，提示不易發(fā)生弱工具變量偏倚。根據(jù)Cochran'sQ統(tǒng)計(jì)量及其P值，兒童期體重指數(shù)與妊娠期高血壓的因果分析工具變量、出生體重與子癇前期-子癇的因果分析工具變量均存在異質(zhì)性（P均＜0.05），后續(xù)MR 分析采用IVW 的隨機(jī)效應(yīng)模型為主要分析方法。

表1 SNP 相關(guān)信息及MR 分析相關(guān)統(tǒng)計(jì)量

我們使用Steiger Filtering 分析來(lái)識(shí)別正確的推理方向，4 次MR 分析均顯示不存在反向因果（P均＜0.05）。

2.2 MR 分析結(jié)果（圖1）

圖1 MR 分析散點(diǎn)圖

兒童期體重指數(shù)與妊娠期高血壓存在正向因果關(guān)聯(lián)：隨著兒童體重指數(shù)增加未來(lái)妊娠期高血壓風(fēng)險(xiǎn)增加（IVW 的隨機(jī)效應(yīng)模型：OR=1.417，95%CI：1.144～1.755，P=0.001；加權(quán)中位數(shù)法：OR=1.277，95%CI：1.028～1.587，P=0.027）。

IVW 分析結(jié)果提示兒童期體重指數(shù)與子癇前期-子癇之間也存在正向因果關(guān)聯(lián)：隨著兒童體重指數(shù)增加，未來(lái)子癇前期-子癇風(fēng)險(xiǎn)增加（IVW：OR=1.399，95%CI：1.130～1.733，P=0.002），MR Egger 回歸法及加權(quán)中位數(shù)法分析顯示差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05），但3 種分析方法因果效應(yīng)方向一致（圖1B）。

MR 分析顯示遺傳代理的出生體重與未來(lái)妊娠期高血壓、子癇前期-子癇之間的因果關(guān)聯(lián)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）。

2.3 敏感性分析

應(yīng)用逐個(gè)剔除檢驗(yàn)進(jìn)一步評(píng)價(jià)因果關(guān)聯(lián)的穩(wěn)健性，逐一剔除單個(gè)SNP 后檢測(cè)剩余SNP 對(duì)結(jié)局的效應(yīng)，結(jié)果如圖2 所示，未發(fā)現(xiàn)明顯異質(zhì)性。

MR Egger 截距項(xiàng)分析顯示，兒童期體重指數(shù)與妊娠期高血壓（P=0.244）、子癇前期-子癇（P=0.279），出生體重與妊娠期高血壓（P=0.530）、子癇前期-子癇（P=0.492）的因果關(guān)聯(lián)不受工具變量的水平多效性影響。

3 討論

本研究應(yīng)用兩樣本MR 分析兒童期體重指數(shù)及出生體重與未來(lái)妊娠期高血壓、子癇前期-子癇之間的因果聯(lián)系，結(jié)果顯示，隨著兒童體重指數(shù)增加，未來(lái)妊娠期高血壓與子癇前期-子癇發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加，但出生體重與未來(lái)妊娠期高血壓、子癇前期-子癇之間不存在因果關(guān)聯(lián)。進(jìn)一步進(jìn)行敏感性分析未見(jiàn)強(qiáng)影響的SNP 工具變量和水平多效性，因果關(guān)聯(lián)具有穩(wěn)健性。

對(duì)妊娠期高血壓疾病危險(xiǎn)因素的早期識(shí)別干預(yù)，有助于減少孕產(chǎn)婦及胎兒死亡率。妊娠前肥胖狀態(tài)是妊娠期高血壓疾病的重要危險(xiǎn)因素，兒童期肥胖常延續(xù)至成年期肥胖及妊娠前肥胖[15]。一項(xiàng)包含49 600 名女性的觀察性研究發(fā)現(xiàn)，高于平均水平的兒童體重指數(shù)值和從兒童到成年的持續(xù)性超重與日后妊娠期高血壓和子癇前期的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)，而受孕前體重指數(shù)正常化可降低風(fēng)險(xiǎn)[7]。Li 等[16]亦通過(guò)對(duì)Bogalusa 心臟研究數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到相似結(jié)論。以上研究結(jié)果與本研究應(yīng)用MR 方法得到的兒童期體重指數(shù)與未來(lái)妊娠期高血壓、子癇前期-子癇之間的因果聯(lián)系是一致的。這些關(guān)聯(lián)的確切機(jī)制尚不清楚，可能與兩者共有的代謝異常、危險(xiǎn)因素、內(nèi)皮損傷相關(guān)。Hoffman 等[17]在綜合分析大量研究的基礎(chǔ)上，提出假設(shè)：生長(zhǎng)不良會(huì)導(dǎo)致許多生理適應(yīng)，包括表觀遺傳學(xué)、能量代謝率及底物代謝等的變化，這些適應(yīng)性改變可能會(huì)在環(huán)境改善后促進(jìn)慢性病，這種假設(shè)與健康和疾病的發(fā)展起源學(xué)說(shuō)相符。雖目前流行病學(xué)研究已為因果關(guān)聯(lián)提供了確鑿證據(jù)，但生物學(xué)機(jī)制未完全明確，仍需進(jìn)一步探索。

研究發(fā)現(xiàn)低出生體重的足月兒較正常出生體重的足月兒患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)更高[18]，也更容易出現(xiàn)兒童期肥胖和成年期肥胖[19]。Wagata 等[20]及Dempsey 等[21]通過(guò)一系列觀察性研究也發(fā)現(xiàn)相同現(xiàn)象。但本研究未發(fā)現(xiàn)出生體重與未來(lái)妊娠期高血壓及子癇前期-子癇之間之間的聯(lián)系。本研究旨在利用遺傳學(xué)工具來(lái)判斷因果聯(lián)系，MR 的證據(jù)等級(jí)介于觀察性研究和隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)之間，本研究與既往觀察性研究之間結(jié)果的差異可能與觀察性研究易受社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境混雜因素干擾有關(guān)。種族特異性可能是研究結(jié)果差異的另一種原因，Innes 等[22]研究發(fā)現(xiàn)低出生體重和未來(lái)妊娠期高血壓之間的關(guān)聯(lián)在非西班牙裔紐約白人女性中顯著，但在黑種人女性中不顯著。另外本研究使用混合性別人群的出生體重GWAS 數(shù)據(jù)亦可能稀釋因果關(guān)聯(lián)，后續(xù)需要女性特異性的多種族GWAS 數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)本研究進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。

本研究的優(yōu)勢(shì)：（1）基于MR 的研究假設(shè)，MR可有效規(guī)避混雜因素和反向因果對(duì)本研究因果關(guān)聯(lián)的影響，MR 的證據(jù)等級(jí)高于觀察性研究；（2）本研究數(shù)據(jù)源于公共獲取數(shù)據(jù)庫(kù)，樣本總量大，具有良好的統(tǒng)計(jì)效能。

本研究的劣勢(shì)：（1）本研究納入歐洲人群，但未包含東亞人群，人群特異性限制了研究結(jié)果的外推性，目前包含東亞人群的GWAS 公共數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)量較少，期待后續(xù)相關(guān)人群GWAS 數(shù)據(jù)公開(kāi)以進(jìn)一步分析；（2）本研究主要研究妊娠期高血壓疾病，但兒童期體重指數(shù)及出生體重?cái)?shù)據(jù)源于混合性別人群，這可能稀釋本研究的因果關(guān)聯(lián)，目前尚無(wú)女性特異性?xún)和隗w重指數(shù)或兒童期肥胖GWAS 數(shù)據(jù)，未來(lái)需要進(jìn)一步用性別特異性GWAS 數(shù)據(jù)驗(yàn)證本文結(jié)論。

綜上所述，通過(guò)兩樣本MR 分析方法，本研究提示隨著兒童期體重指數(shù)的增加，未來(lái)妊娠期高血壓及子癇前期-子癇發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加，加強(qiáng)兒童期肥胖的篩查干預(yù)，減少兒童期肥胖對(duì)于守護(hù)母嬰健康具有重要臨床意義，防治高血壓應(yīng)從兒童做起。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突