基于孟德?tīng)栯S機(jī)化的類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎及其血清抗體水平與子癇前期的因果關(guān)系分析*

繆嘉燕,錢(qián)雅婷,王一梟,薛 璇

(南京醫(yī)科大學(xué)附屬婦產(chǎn)醫(yī)院/南京市婦幼保健院婦產(chǎn)科,南京 210004)

子癇前期(pre-eclampsia,PE)是妊娠20周后出現(xiàn)的新發(fā)高血壓,伴有蛋白尿或終末器官損傷[1]。PE導(dǎo)致3%～5%的妊娠復(fù)雜化,每年全球至少42 000名孕產(chǎn)婦死于PE[2]。目前尚無(wú)針對(duì)PE的治療方法,對(duì)PE的干預(yù)主要集中在預(yù)防、及時(shí)診斷和分層管理上。因此,對(duì)影響PE的危險(xiǎn)因素進(jìn)行探究尤為重要。

類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)是一種進(jìn)行性的慢性、全身炎癥性的自身免疫性疾病,主要影響滑膜關(guān)節(jié)和鄰近組織,包括骨、肌肉和肌腱[3]。現(xiàn)有的證據(jù)表明RA與包括PE在內(nèi)的多種不良妊娠結(jié)局相關(guān)[4]。RA合并妊娠時(shí),孕婦的PE發(fā)生率明顯升高[5-6]。類(lèi)風(fēng)濕因子(rheumatoid factor,RF)和抗瓜氨酸蛋白抗體(anti-citrulline protein antibody,ACPA)存在時(shí)表明 RA 活動(dòng)度更高、關(guān)節(jié)破壞更廣泛,以及具有更顯著的關(guān)節(jié)外表現(xiàn)[7]。有研究表明RA 疾病活動(dòng)度可能與不良妊娠結(jié)局相關(guān)[8],但目前尚缺乏RA疾病活動(dòng)度對(duì)PE影響的證據(jù)。

由于妊娠并發(fā)癥、種族差異、反向因果關(guān)系、選擇偏倚和其他潛在偏倚等研究缺陷,觀察性研究并不能充分、直接地反映RA與PE之間的因果關(guān)系[9]。孟德?tīng)栯S機(jī)化(Mendelian randomization,MR)分析是一種通過(guò)篩選工具變量(instrumental variable,IV)探究暴露因素與結(jié)局因素之間的因果關(guān)系的分析方法[10],被廣泛用于探究臨床因素與疾病之間的因果關(guān)系[11]。遺傳變異具有隨機(jī)性,因而MR分析可以通過(guò)減少潛在的混雜因素的影響,從遺傳角度分析暴露因素與結(jié)果因素之間的相關(guān)性,以提供可靠的分析結(jié)果[12]。因此,本研究進(jìn)行兩樣本MR分析以充分評(píng)估RA及其血清抗體水平與PE之間的因果關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源

納入的全部全基因組關(guān)聯(lián)研究(genome-wide study,GWAS)數(shù)據(jù)的人口學(xué)信息來(lái)源于Risteys R5網(wǎng)站(https://r5.risteys.finngen.fi/)。暴露和結(jié)局的GWAS數(shù)據(jù)集均來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)IEU Open GWAS project (https://gwas.mrcieu.ac.uk/)。RA的診斷符合國(guó)際疾病分類(lèi)-10(international classification of diseases 10,ICD-10):M05/M06;血清抗體陽(yáng)性RA的診斷符合ICD-10:M05;血清抗體陰性RA的診斷符合ICD-10:M060。RA的GWAS ID為finn-b-M13_RHEUMA,本研究納入了6 236例患者和147 221例對(duì)照者(歐洲人群);血清抗體陽(yáng)性RA、血清抗體陰性RA的GWAS ID分別為finn-b-RHEUMA_SEROPOS、finn-b-RHEUMA_SERONEG。PE的診斷符合ICD-10:O14,匯總數(shù)據(jù)來(lái)自芬蘭數(shù)據(jù)庫(kù),包含3 556例患者和114 735例對(duì)照者。

1.2 方法

1.2.1研究設(shè)計(jì)

MR分析設(shè)計(jì)中,分別將RA、血清抗體陽(yáng)性RA和血清抗體陰性RA作為暴露因素,PE作為結(jié)局因素,探究RA與PE的因果關(guān)系。用于MR分析的所有IV都必須滿(mǎn)足3項(xiàng)假設(shè)以保證MR分析結(jié)果的準(zhǔn)確性:IV應(yīng)與RA、血清抗體陽(yáng)性RA和血清抗體陰性RA直接相關(guān);IV與RA、血清抗體陽(yáng)性RA、血清抗體陰性RA及PE相關(guān)的任何混雜因素?zé)o關(guān);IV僅能通過(guò)RA、血清抗體陽(yáng)性RA和血清抗體陰性RA影響PE,見(jiàn)圖1。

圖1 MR分析設(shè)計(jì)的有向無(wú)環(huán)圖

1.2.2IV篩選和MR分析

在篩選IV用于MR分析時(shí),設(shè)置篩選閾值P<5×10-8,連鎖不平衡系數(shù)r2為0.001,區(qū)域?qū)挾葹?0 000 kb。全部IV均需要計(jì)算其F統(tǒng)計(jì)量以評(píng)估其工具強(qiáng)度,F>10表明所選IV的強(qiáng)度能夠在后續(xù)的MR分析中具有足夠的估計(jì)效果,不存在弱工具變量偏倚。不滿(mǎn)足F>10的IV被排除。F統(tǒng)計(jì)量計(jì)算公式為:

F=R2(N-2)/(1-R2)

(1)

R2:IV對(duì)應(yīng)的暴露方差;N:GWAS數(shù)據(jù)樣本量[13]。最后根據(jù)等位基因和等位基因頻率,去除或者調(diào)整具有不一致等位基因的單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism,SNP)來(lái)協(xié)調(diào)暴露和結(jié)局的SNP,以確保具有相應(yīng)的等位基因。

IV與混雜因素的關(guān)系使用PhenoScanner (http://www.phenoscanner.medschl.cam.ac.uk/)[14]檢索,設(shè)置檢索閾值P<5×10-8以評(píng)估IV是否受混雜因素影響,受混雜因素影響的IV被排除。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

以逆方差加權(quán)法(inverse-variance weighting,IVW)作為MR分析的主要評(píng)估方法,聯(lián)合MR-Egger、加權(quán)中位數(shù)、簡(jiǎn)單模型和加權(quán)模型4種MR方法綜合評(píng)估其結(jié)果的穩(wěn)健性[15]。通過(guò)MR-Egger截距法和MR-多效性殘差和異常值(MR-PRESSO)法檢驗(yàn)水平多效性。Cochrane’sQ統(tǒng)計(jì)量用于計(jì)算各IV的異質(zhì)性。留一法用于確定單個(gè)IV是否對(duì)MR結(jié)果產(chǎn)生決定性影響。本研究使用R4.2.0完成,使用“TwoSampleMR”和“MR-PRESSO”包。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 IV篩選情況

IV篩選過(guò)程見(jiàn)表1。

表1 IV篩選情況(n)

2.2 MR分析

基于IVW分析結(jié)果表明,RA(OR=1.098,95%CI:1.036～1.164,P=0.002)和血清抗體陽(yáng)性RA(OR=1.088,95%CI:1.026～1.153,P=0.005)與PE之間有明顯的正向因果關(guān)系,見(jiàn)表2。血清抗體陰性RA(OR=1.036,95%CI:0.971～1.104,P=0.282)與PE之間沒(méi)有明顯的因果關(guān)系。MR-Egger、加權(quán)中位數(shù)、簡(jiǎn)單模型和加權(quán)模型表明,RA和血清抗體陽(yáng)性RA與PE的因果關(guān)系穩(wěn)定,但血清抗體陰性RA和PE的因果關(guān)系不穩(wěn)定。

表2 MR分析結(jié)果

2.3 SNP的水平多效性檢驗(yàn)

MR-Egger截距法和MR-PRESSO分析顯示,3種暴露因素與PE因果關(guān)系的MR分析中不存在明顯的水平多效性,見(jiàn)表3、圖2。

表3 SNP的水平多效性和異質(zhì)性檢驗(yàn)分析

A:RA;B:血清抗體陽(yáng)性RA;C:血清抗體陰性RA。

2.4 異質(zhì)性檢驗(yàn)

Cochrane’sQ檢驗(yàn)表明3種暴露因素的MR分析中未發(fā)現(xiàn)明顯的異質(zhì)性,見(jiàn)表3。留一法顯示,在RA和血清抗體陽(yáng)性RA的MR分析中,rs34434863對(duì)MR分析結(jié)果的影響明顯。但血清抗體陰性RA的MR分析中未見(jiàn)明顯影響MR分析結(jié)果的SNP,見(jiàn)圖3。

A:RA;B:血清抗體陽(yáng)性RA;C:血清抗體陰性RA。

3 討 論

已有MR分析發(fā)現(xiàn)RA和PE之間存在明顯的正向因果關(guān)系(OR=1.05,95%CI:1.01～1.09,P<0.05)[16],但血清抗體水平是否介導(dǎo)RA與PE的因果關(guān)系尚不明確。本研究首次對(duì)RA、血清抗體陽(yáng)性RA及血清抗體陰性RA與PE的因果關(guān)系進(jìn)行了全面探究。結(jié)果表明,RA和血清抗體陽(yáng)性RA與PE之間存在明顯的正向因果關(guān)系,而血清抗體陰性RA和PE之間不存在因果關(guān)系。

一項(xiàng)納入10 951 184名受試者的meta分析表明,患有 RA 的孕婦比未患 RA 的孕婦更容易發(fā)生PE(OR=1.66,95%CI:1.52～1.80,P<0.001)[5]。本研究結(jié)果不僅支持上述結(jié)論,而且發(fā)現(xiàn)血清抗體水平在RA和PE的因果關(guān)系中可能發(fā)揮重要作用。

關(guān)于RA導(dǎo)致PE風(fēng)險(xiǎn)升高的機(jī)制研究較少,腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素(IL)-1、IL-6可能在RA和PE的關(guān)系中發(fā)揮重要作用[16]。在RA患者中,抗體滲透到關(guān)節(jié)間隙,其中RF是一種 IgM 抗體,可攻擊Fc結(jié)構(gòu)域中的轉(zhuǎn)化IgG抗體;ACPA是另一種抗體,可以損傷瓜氨酸蛋白[17]。RF和ACPA產(chǎn)生的免疫復(fù)合物在關(guān)節(jié)腔滑液中堆積,刺激補(bǔ)體系統(tǒng),進(jìn)而通過(guò)酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)促進(jìn)關(guān)節(jié)炎癥和損傷。慢性炎癥引起的血管生成或關(guān)節(jié)內(nèi)新血管發(fā)育會(huì)導(dǎo)致更多炎性細(xì)胞遷移至關(guān)節(jié)腔中[18]。TNF-α、IL-1、IL-6等炎性因子分泌后不僅會(huì)在關(guān)節(jié)腔中發(fā)揮炎癥調(diào)節(jié)作用,而且可進(jìn)入循環(huán)[17,19]。TNF-α、IL-1、IL-6 等炎性因子的升高可能是RA介導(dǎo)PE發(fā)生的關(guān)鍵。

PE發(fā)生的關(guān)鍵機(jī)制包括內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙、螺旋動(dòng)脈重塑受損和滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲力不足等[20]。免疫失調(diào)和炎癥也是導(dǎo)致胎盤(pán)和腎功能障礙的重要因素,與孕產(chǎn)婦的血壓升高相關(guān)[20-21]。炎性因子TNF-α、IL-1、IL-6在PE循環(huán)中顯著升高[22-24]。TNF-α的升高可導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙,增加了血管阻力[25-26]。 此外,TNF-α對(duì)滋養(yǎng)層細(xì)胞凋亡的影響也可能是其介導(dǎo)PE發(fā)生的重要機(jī)制[27]。 TNF-α和IL-6還可通過(guò)減少一氧化氮的產(chǎn)生和增加內(nèi)皮素-1的生成而引起內(nèi)皮功能障礙。妊娠大鼠長(zhǎng)期注射TNF-α或IL-6會(huì)明顯升高血壓,損害腎臟血流動(dòng)力學(xué),并刺激抗血管緊張素Ⅱ 1型受體自身抗體的產(chǎn)生,而TNF-α和IL-6注射未妊娠大鼠時(shí)并不能產(chǎn)生上述病理改變[28]。IL-1的升高會(huì)促進(jìn)輔助性T細(xì)胞(helper T cell 17,Th17)細(xì)胞分化[29],Th17細(xì)胞具有促炎作用,并可分泌包括IL-17內(nèi)的多種細(xì)胞因子[30]。IL-17可破壞內(nèi)皮一氧化氮合酶的生成,引起血管張力增加[31]和血壓升高[32]。基于上述機(jī)制,血清抗體導(dǎo)致的炎性因子分泌增多可能是介導(dǎo)RA和PE因果關(guān)系的關(guān)鍵。

本研究MR分析結(jié)果表明,RA和血清抗體陽(yáng)性RA與PE存在明顯的正向因果關(guān)系,而血清抗體陰性RA與PE之間不存在明顯的因果關(guān)系。對(duì)于RA,尤其是血清抗體陽(yáng)性RA的育齡期女性,應(yīng)警惕其孕期PE的發(fā)生。本研究也存在一定的不足:研究人群均為歐洲人群,其結(jié)論是否適用于亞洲人群尚不可知;MR Egger、加權(quán)中位數(shù)、簡(jiǎn)單模型和加權(quán)模型的分析結(jié)果與IVW結(jié)果并非完全一致,這可能與SNP潛在的水平多效性相關(guān)。