油性、非油性魚類攝入與前列腺癌的因果關(guān)聯(lián):兩樣本孟德爾隨機(jī)化研究

【摘要】" 目的" 采用兩樣本孟德爾隨機(jī)化（mendelian randomization，MR）分析方法，探討油性、非油性魚類攝入與前列腺癌之間的因果關(guān)聯(lián)。方法" 英國(guó)生物銀行提供了油性和非油性魚攝入量的全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）數(shù)據(jù)。芬蘭數(shù)據(jù)庫(kù)提供了前列腺癌GWAS數(shù)據(jù)。采用了反方差加權(quán)（IVW）作為兩樣本孟德爾隨機(jī)化分析的主要方法。同時(shí)進(jìn)行異質(zhì)性和水平多效性檢驗(yàn)以確保結(jié)果的穩(wěn)健性。結(jié)果" 當(dāng)油性魚類攝入作為暴露時(shí)，IVW分析顯示存在顯著的相關(guān)性（P=0.004，B=0.72），且IVW的方向性和其余三個(gè)分析相一致。當(dāng)非油性魚類攝入為暴露時(shí)，IVW未發(fā)現(xiàn)與前列腺癌具有相關(guān)性（P=0.09，B=1.29），且使用MR Egger、Weighted Median和Weighted mode方法進(jìn)行了進(jìn)一步的分析，仍未發(fā)現(xiàn)明顯相關(guān)性。結(jié)論" 研究結(jié)果表明，攝入油性魚類可能增加患前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)，非油性魚類攝入與前列腺癌無相關(guān)性。

【關(guān)鍵詞】" 油性魚類；前列腺癌；全基因組關(guān)聯(lián)研究；因果推斷；孟德爾隨機(jī)化

中圖分類號(hào)" R737.25" "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼" A" " 文章編號(hào)" 1671-0223（2024）04--05

Causal association of oiled and non-oiled fish intake with prostate cancer： a two-sample Mendelian randomization study Chen Kang， Zhang Jiayi， Gao Weixing. North China University of Science and Technology Affiliated Hospital， Tangshan 063000， China

【Abstract】" Objective To investigate the causal association between oiled and non-oiled fish intake and prostate cancer using two-sample mendelian randomization （MR） analysis. Methods Genome-wide association study （GWAS） data on the intake of oily and non-oily fish were obtained from the UK Biobank. Prostate cancer GWAS data for this study were provided by the Finnish database. Inverse variance weighting （IVW） was employed as the primary method for the two-sample Mendelian randomization analysis. Concurrent heterogeneity and horizontal pleiotropy analyses were conducted to ensure the robustness of the results. Results When oily fish intake was used as exposure， the IVW analysis showed a significant correlation （P=0.004， B=0.72）， and the directionality of the IVW was consistent with the remaining three analyses. When non-oily fish intake was exposure， IVW showed no association with prostate cancer （P=0.09， B=1.29）， and further analysis using MR Egger， Weighted Median， and Weighted mode methods still revealed no significant association. Conclusion The study findings suggest that consuming oily fish may increase the risk of prostate cancer， whereas the intake of non-oily fish is not correlated with prostate cancer.

【Key words】" Oily fish; Prostate cancer; Genome-wide association study; Causal inference; Two-sample mendelian randomization analysis

前列腺癌是男性中常見的惡性腫瘤，其發(fā)病率和死亡率居前五位之列[1-2]。目前，前列腺癌的發(fā)病率每年仍不斷上升[1-2]。許多因素影響前列腺癌的發(fā)生和進(jìn)展，其中飲食就被認(rèn)為與前列腺癌存在密切相關(guān)性[3-4]。流行病學(xué)數(shù)據(jù)分析顯示，從低風(fēng)險(xiǎn)國(guó)家移民到高風(fēng)險(xiǎn)國(guó)家的人群中，前列腺癌的發(fā)病率顯著增加，這一結(jié)果暗示其發(fā)病機(jī)制和病因可能受到飲食和生活方式的影響[5]。

在前列腺癌的研究領(lǐng)域，食用魚作為主要蛋白質(zhì)來源，富含多不飽和脂肪酸和各種生物活性化合物，引起了廣泛關(guān)注[6]。多項(xiàng)研究表明，攝入多不飽和脂肪酸與前列腺癌的發(fā)生發(fā)展可能相關(guān)[7-9]。多不飽和脂肪酸的主要來源是魚類，其具有抑制炎癥、減少細(xì)胞增殖和促進(jìn)細(xì)胞凋亡等潛在抗癌效應(yīng)[10-11]。此外，魚類富含維生素D、維生素E、硒、鋅和其他微量礦物質(zhì)，這有助于預(yù)防和治療前列腺癌[12-13]。但是有一些研究表明，攝入魚類與增加前列腺癌患病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，數(shù)據(jù)表明與一般人群相比，那些大量攝入魚類的人患前列腺癌的機(jī)會(huì)顯著增加[14-15]。這些研究的不一致可能源于研究設(shè)計(jì)、樣本大小、地理位置和各種混雜因素等。

孟德爾隨機(jī)化（MR）是強(qiáng)大的因果推斷工具。主要是通過利用單核苷酸多態(tài)性（SNPs）來確定暴露與疾病之間是否存在因果關(guān)系[16]。在MR中，遺傳變異被用作推斷暴露與結(jié)局之間因果關(guān)系的工具。遺傳變異是基因傳遞中等位基因的隨機(jī)分離的結(jié)果，由于其結(jié)果不太容易受到混雜因素的影響，這意味著其結(jié)果比傳統(tǒng)觀察性研究更可靠[17]。目前這種方法已廣泛用于研究人們?nèi)粘Ｉ盍?xí)慣與疾病風(fēng)險(xiǎn)之間的因果關(guān)系[18-20]。本研究通過對(duì)芬蘭數(shù)據(jù)庫(kù)和英國(guó)生物銀行數(shù)據(jù)庫(kù)兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)來源的人群進(jìn)行MR分析，以評(píng)估油性、非油性魚類攝入與前列腺癌之間是否存在潛在的因果關(guān)系。

1" 對(duì)象與方法

1.1" 研究對(duì)象

從英國(guó)生物銀行中分別獲取了具有歐洲血統(tǒng)的460443名油性魚類攝入個(gè)體和460880名非油性魚類攝入個(gè)體，及來自芬蘭數(shù)據(jù)庫(kù)前列腺癌全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）數(shù)據(jù)被用作結(jié)局，其中前列腺癌的樣本包括6311例病例和88902例對(duì)照。

所有使用的數(shù)據(jù)均是來源于已發(fā)表的研究或公開可獲得的GWAS數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)都可從[https：//gwas.mrcieu.ac.uk/]中下載。

1.2" 統(tǒng)計(jì)分析

MR分析使用MendelR R軟件包進(jìn)行，該分析從不同的隊(duì)列中獲取與暴露（油性魚攝入）相關(guān)的SNPs，以估計(jì)暴露對(duì)結(jié)果的效應(yīng)?？偣彩褂昧怂姆NMR方法來評(píng)估暴露對(duì)癌癥的影響，即主要分析方法反方差加權(quán)（IVW）和其他三種附加分析（MR Egger、Weighted Median和Weighted mode方法）。對(duì)于IVW方法，在結(jié)果存在異質(zhì)性時(shí)我們使用隨機(jī)效應(yīng)模型，在結(jié)果無異質(zhì)性時(shí)使用固定效應(yīng)模型。IVW方法可以在沒有水平多效性（horizontal pleiotropy）的情況下實(shí)現(xiàn)無偏的因果估計(jì)。MR Egger方法允許在存在水平多效性的情況下進(jìn)行估計(jì)，但容易受到工具變量的影響。此外，Weighted Median方法允許考慮每個(gè)工具變量的分布，從而減小由于某些工具變量引起的影響。Weighted Mode類似于Weighted Median，但通過考慮眾數(shù)而不是中位數(shù)來估計(jì)因果效應(yīng)。Plt;0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2" 結(jié)果

通過限制Plt;5×10-8獲得了與暴露具有相關(guān)性的SNPs，同時(shí)去除了SNPs間的連鎖不平衡（R2gt;0.001，10000bp）并計(jì)算F值來評(píng)價(jià)SNPs的統(tǒng)計(jì)效能（Fgt;10時(shí)，具有統(tǒng)計(jì)效能），共獲得了63個(gè)SNPs。通過分析這63個(gè)SNPs與結(jié)局的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)其中61個(gè)SNPs與結(jié)果無相關(guān)性（Pgt;5×10-5）。然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了harmonise，消除了rs11986122。同時(shí)，通過使用PhenoScanner V2數(shù)據(jù)庫(kù)未查找到與已知混雜因素相關(guān)的SNPs。最終獲得了60個(gè)SNPs。以相同的方法對(duì)非油性魚類攝入進(jìn)行了選擇，同樣獲取了11個(gè)SNPs。見表1。

當(dāng)油性魚類攝入作為暴露時(shí)，IVW分析顯示與前列腺癌存在顯著的相關(guān)性（P=0.004，B=0.72），且IVW的方向性和其余三個(gè)分析相一致。通過IVW（Q=83.4，P=0.02）和MR-Egger（Q=83.0，P=0.02）分析發(fā)現(xiàn)存在輕度異質(zhì)性，因此IVW選擇隨機(jī)效應(yīng)模型。根據(jù)MR-PRESSO（Pgt;0.05）和MR-Egger（intercept=-0.008，P=0.58）分析，未檢測(cè)到水平多效性，表明結(jié)果具有穩(wěn)定性。見圖2。

當(dāng)非油性魚類攝入為暴露時(shí)，IVW未發(fā)現(xiàn)與前列腺癌具有相關(guān)性（P=0.09，B=1.29），且使用MR Egger、Weighted Median和Weighted mode方法進(jìn)行了進(jìn)一步的分析，仍未發(fā)現(xiàn)明顯相關(guān)性。MR-Egger（Q=15.1，P=0.09）和IVW（Q=17.1，P=0.07）分析結(jié)果顯示沒有異質(zhì)性，IVW采用固定效應(yīng)模型。根據(jù)MR-PRESSO（Pgt;0.05）和MR-Egger（intercept=-0.045，P=0.712）檢測(cè)，未檢測(cè)到水平多效性。見圖2。

3" 討論

目前尚未出現(xiàn)利用MR分析探討魚類攝入量與前列腺癌患病風(fēng)險(xiǎn)之間因果關(guān)系的研究。本研究MR分析顯示，攝入油性魚類與前列腺癌患病風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)，而非油性魚的MR分析未顯示與前列腺癌存在因果關(guān)聯(lián)。

對(duì)于油性和非油性魚的不同結(jié)果可能歸因于它們不同的脂肪含量。油性魚含有更多的脂肪，尤其富含多不飽和脂肪酸。因?yàn)檫@些多不飽和脂肪酸人體無法產(chǎn)生，所以人類的多不飽和脂肪酸主要來源是通過體外攝入，而油性魚類是目前主要的多不飽和脂肪酸來源之一。多不飽和脂肪酸的主要分子組成部分包括二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳五烯酸（DPA）和二十二碳六烯酸（DHA）。在先前的一項(xiàng)大型前瞻性試驗(yàn)中，Brasky等[21]報(bào)告稱，高血漿磷脂濃度中長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸，包括EPA、DPA和DHA，與前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)。對(duì)于EPA，患病風(fēng)險(xiǎn)僅在高級(jí)別癌癥中顯著，但并不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。對(duì)于DHA，患病風(fēng)險(xiǎn)在總體、低級(jí)別和高級(jí)別癌癥中均為正值且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這與我們的研究結(jié)果相一致。在另一項(xiàng)前瞻性調(diào)查中，Crowe等[14]通過分析5000多例病例和6000多名對(duì)照發(fā)現(xiàn)，如果男性的血液中循環(huán)硬脂酸濃度較低，而EPA和DPA濃度較高時(shí)，他們患前列腺的概率略高。此外，Outzen[22]等人發(fā)現(xiàn)，高脂魚的攝入與前列腺癌特異性死亡的風(fēng)險(xiǎn)增高相關(guān)。這可能表明魚脂肪參與了前列腺癌的發(fā)生發(fā)展。在一項(xiàng)關(guān)于多不飽和脂肪酸與前列腺癌關(guān)系的獨(dú)立研究中，F(xiàn)u等[23]也得到了類似的結(jié)果，即隨著DHA攝入的增加前列腺癌患病的風(fēng)險(xiǎn)也同步增加。在通過對(duì)癌癥分級(jí)后，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)血液中EPA濃度與侵襲性前列腺癌呈正相關(guān)，而血液中DHA濃度與非侵襲性前列腺癌呈正相關(guān)[23]。正如經(jīng)典的流行病學(xué)調(diào)查一樣，上述大多數(shù)研究只能展示暴露與疾病風(fēng)險(xiǎn)之間的線性相關(guān)，不能建立明確的因果關(guān)系，并且容易受到混雜變量的影響。本研究通過對(duì)魚類攝入和前列腺癌進(jìn)行MR分析，表明攝入油性魚類可能增加患前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。

MR的優(yōu)勢(shì)在于可以發(fā)現(xiàn)并明確因果關(guān)系和減少未測(cè)量的混雜因素引起的偏倚[24-25]。盡管在本次研究中最大程度上減輕了混雜因素和逆向因果發(fā)生，但仍然存在一些限制。首先，數(shù)據(jù)基于多個(gè)研究的匯總，由于患者原始數(shù)據(jù)的缺乏，無法進(jìn)行更全面的分析。其次，與所有MR研究一樣，水平多效性和異質(zhì)性是一個(gè)經(jīng)常遇到的難題，且難以避免。盡管已經(jīng)采用了一些方法來評(píng)估結(jié)果并確保其不受多效性的影響，但仍有存在偏倚的可能。最后，由于在此研究中使用的是具有歐洲血統(tǒng)的樣本人群來評(píng)估魚類攝入與前列腺癌之間的因果關(guān)系，雖然這種人群選擇會(huì)減少人口分層所帶來的偏倚，但也導(dǎo)致出現(xiàn)不適用于其他非歐洲血統(tǒng)人群的可能。

總之，我們通過MR分析揭示了油性魚攝入與前列腺癌之間存在潛在的因果關(guān)系，與一些先前的觀察性研究相一致。而限制油性魚的攝入量可能是一種預(yù)防前列腺癌的有效策略。

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[2024-01-07收稿]