維生素D與妊娠劇吐的因果關(guān)聯(lián):兩樣本孟德爾隨機(jī)化研究*

程 紅

(阜陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)學(xué)護(hù)理學(xué)院,安徽阜陽 236031)

妊娠惡心和嘔吐(nausea and vomiting of pregnancy, NVP)是一種常見的疾病,通常在妊娠約6～8周開始,在孕16～20周消退[1]。一項(xiàng)量化全球NVP發(fā)病率的薈萃分析報告,70%的孕婦經(jīng)歷了NVP,發(fā)病率差異很大[2]。而妊娠劇吐通常被視為嚴(yán)重的NVP,影響0.3%～10.8%的孕婦[3- 4]。妊娠劇吐與不良的孕產(chǎn)婦和胎兒后遺癥有關(guān),并且在極少數(shù)情況下可能是孕產(chǎn)婦和胎兒死亡的原因,主要是NVP嚴(yán)重并發(fā)癥包括韋尼克腦病、電解質(zhì)失衡和維生素K缺乏等導(dǎo)致[5]。孕早期NVP女性的肉制品和蛋白質(zhì)攝入量及其能量比例、維生素B12、鎂和鋅等總攝入量均低于非NVP孕婦,而碳水化合物攝入量比例較高,提示NVP改變飲食攝入[6]。大多數(shù)女性NVP可以通過改變飲食和生活方式進(jìn)行干預(yù),但超過1/3患者經(jīng)歷臨床相關(guān)癥狀,或需要液體和維生素補(bǔ)充和/或止吐治療。一項(xiàng)研究描述1985-2004年的美國、英國、澳大利亞、新西蘭和加拿大在治療妊娠劇吐情況時發(fā)現(xiàn),維生素補(bǔ)充率從10%～33%不等,這意味著多達(dá)67%～90%的妊娠劇吐女性可能長期缺乏維生素[7]。母親營養(yǎng)不良可能導(dǎo)致維生素K缺乏進(jìn)而導(dǎo)致凝血功能障礙[8]。妊娠劇吐(hyperemesis gravidarum, HG)也可以引起維生素B1缺乏從而導(dǎo)致韋尼克腦病發(fā)生。維生素B2缺乏可通過胎盤GDF15的上調(diào)引起孕婦惡心和嘔吐[9]。然而有研究報道,妊娠早期NVP孕婦采用食物頻率量表評估維生素D攝入量與血漿測量25羥維生素D水平之間呈顯著強(qiáng)相關(guān)關(guān)系,提示NVP不太可能影響孕婦維生素D血漿濃度[10]。這可能導(dǎo)致當(dāng)前研究很少關(guān)注NVP孕婦是否要補(bǔ)充維生素D營養(yǎng)素,也很少關(guān)注維生素D在NVP中的作用。

然而,我國孕婦維生素D不足是非常常見的。除了流行病學(xué)研究可以用來分析維生素D與妊娠劇吐之間的關(guān)聯(lián),最近興起的孟德爾隨機(jī)化研究通過利用隨機(jī)化分配的基因型為工具變量,為暴露因素與結(jié)局變量之間的因果關(guān)聯(lián)提供強(qiáng)有力的科學(xué)證據(jù)[11]。因此,本研究依托全基因組關(guān)聯(lián)分析大數(shù)據(jù),以單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism, SNP)作為工具變量,采用孟德爾隨機(jī)化法從基因?qū)用嫜芯烤S生素D與妊娠劇吐之間的因果關(guān)聯(lián)。

1 資料與方法

1.1數(shù)據(jù)提取 2022年10月28日,依托IEU OpenGWAS project平臺,即檢索網(wǎng)址https://gwas.mrcieu.ac.uk/,先找到樣本量最大的維生素D相關(guān)的全基因組關(guān)聯(lián)研究(Genome-Wide Association Studies, GWAS)數(shù)據(jù),ieu-b-4808;進(jìn)一步檢索到妊娠劇吐相關(guān)GWAS數(shù)據(jù),finn-b-O15_EXCESS_VOMIT_PREG。人群來源均屬歐洲人。維生素D的GWAS數(shù)據(jù)集的特征描述是25-羥維生素D水平,樣本量是441 291,SNP數(shù)量是16 668 957;妊娠劇吐GWAS數(shù)據(jù)集的特征描述是二分類變量,妊娠劇吐的病例組樣本量是1 148人,對照組是11 033人,SNP數(shù)量是16 379 549。

1.2SNP工具變量的篩選 以P<5×10-8,且連鎖不平衡系數(shù)0.001和區(qū)域?qū)挾?0 000 kb為設(shè)置條件,從維生素D的ieu-b-4808數(shù)據(jù)集中篩選出與維生素D強(qiáng)相關(guān)且沒有基因多效性的SNP為工具變量。進(jìn)一步與妊娠劇吐的finn-b-O15_EXCESS_VOMIT_PREG數(shù)據(jù)集進(jìn)行合并,分析維生素D與妊娠劇吐之間的因果關(guān)聯(lián)。

1.3因果效應(yīng)估計 使用隨機(jī)效應(yīng)逆方差加權(quán)法、MR-Egger回歸、加權(quán)中值法、加權(quán)模型等4種模型計算兩者關(guān)聯(lián)效應(yīng)估計。如這些模型的結(jié)果比較一致[12-13],意味著兩者之間可能有真正的因果關(guān)系。

1.4敏感性分析 采用leave-one-out法開展敏感性分析,即依次剔除每一個SNP從而分析剩余SNPs對妊娠劇吐的效應(yīng),從而觀察每一個分析結(jié)果是否變化;如果變化不大,說明結(jié)果是比較穩(wěn)健的[14]。

1.5異質(zhì)性檢驗(yàn) 計算Cochran’sQ值,評價遺傳變異的因果估計是否存在異質(zhì)性[13]。

所有統(tǒng)計分析均采用R studio中Two Sample MR包和MR-PRESSO包完成。

2 結(jié)果

2.1維生素D相關(guān)的SNP篩選結(jié)果 在最終的合并數(shù)據(jù)集中共納入174個SNP,本研究摘錄了20個SNP的相關(guān)信息。MR-PRESSO分析未檢出任何SNP離群值。見表1。

表1 維生素D相關(guān)的20個SNP相關(guān)信息

2.2因果關(guān)系驗(yàn)證 MR-Egger回歸截距項(xiàng)為0.005,對應(yīng)P值為0.513,表明納入的SNPs之間沒有基因多效性。隨機(jī)效應(yīng)逆方差加權(quán)法、MR-Egger回歸、加權(quán)中值法、加權(quán)模型等4種模型的效應(yīng)估計值一致表明維生素D水平高是妊娠劇吐的保護(hù)因素,每增加一個降低妊娠劇吐風(fēng)險含量的等位基因,妊娠劇吐風(fēng)險降低109.21%,維生素D水平與妊娠劇吐風(fēng)險呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。見表2、圖1。

圖1 維生素D對妊娠劇吐的MR效應(yīng)散點(diǎn)圖

表2 4種MR回歸統(tǒng)計模型結(jié)果

2.3敏感性分析結(jié)果 經(jīng)過leave-one-out法依次除去每個SNP,余下173個SNP的β效應(yīng)值在-0.781至-0.583之間,所有P值均<0.035。所有l(wèi)eave-one-out法檢驗(yàn)效應(yīng)值及其95%置信區(qū)間都在0的無效線左側(cè),并且與隨機(jī)效應(yīng)逆方差加權(quán)法估計值區(qū)間相近。這些結(jié)果提示無論剔除哪一個SNP均不能對結(jié)果產(chǎn)生較大的影響,說明本孟德爾隨機(jī)化研究結(jié)果是穩(wěn)健的。見圖2。

圖2 維生素D對妊娠劇吐的MR留一法效應(yīng)的森林圖

2.4異質(zhì)性 漏斗圖顯示納入的所有SNP基本對稱。IVW和MR-Egger回歸結(jié)果顯示Cochran’sQ統(tǒng)計量分別是143.733(P=0.893)和143.303(P=0.888),表明SNP之間沒有異質(zhì)性。見圖3。

圖3 維生素D對妊娠劇吐的MR效應(yīng)漏斗圖

3 討論

妊娠劇吐可導(dǎo)致維生素缺乏。一項(xiàng)系統(tǒng)綜述研究通過總結(jié)15項(xiàng)納入妊娠劇吐相關(guān)維生素K缺乏的研究,4份病例報告了孕產(chǎn)婦出現(xiàn)凝血相關(guān)并發(fā)癥,9份病例報告了新生兒并發(fā)癥;而只有30%～50%的婦女在診斷出維生素K缺乏后進(jìn)行了維生素K的補(bǔ)充[15]。另一項(xiàng)納入13項(xiàng)隨機(jī)對照試驗(yàn)的薈萃分析發(fā)現(xiàn),與安慰劑相比較,生姜干預(yù)對于改善NVP的一般癥狀、緩解惡心和減少嘔吐均有顯著作用;而維生素B6干預(yù)與生姜干預(yù)療效相似[16]。然而很少有研究關(guān)注其他維生素包括維生素D對妊娠劇吐的影響。

研究表明,在孕婦中,維生素D缺乏的患病率在0%～27%不等,而維生素D不足的患病率高達(dá)33.9%～70.4%,表明育齡婦女維生素D缺乏和不足的患病率很高[17]。妊娠期母親血漿25-羥基維生素D濃度低與子癇前期、妊娠糖尿病、早產(chǎn)、產(chǎn)后出血等并發(fā)癥有關(guān)[18]。因此補(bǔ)充維生素D作為一種協(xié)同有效的公共衛(wèi)生戰(zhàn)略,可以盡量減少不良的孕產(chǎn)婦健康后果。只要有可能,應(yīng)基于初始維生素D血清水平進(jìn)行補(bǔ)充,以便在整個妊娠期間獲得和保持至少40 ng/mL的最佳水平[18]。

本研究采用4種不同的孟德爾隨機(jī)化研究模型分析結(jié)果均提示維生素D與妊娠劇吐之間有因果關(guān)系。通常認(rèn)為隨機(jī)效應(yīng)逆方差加權(quán)法驗(yàn)證因果關(guān)聯(lián)要比其他孟德爾隨機(jī)化方法好。隨機(jī)效應(yīng)逆方差加權(quán)法的截距項(xiàng)限制為零,擬合基因型與結(jié)局變量的關(guān)聯(lián)對基因型與暴露因素的關(guān)聯(lián)的加權(quán)線性回歸,即匯總了多個遺傳變異的因果效應(yīng)[19- 20]。然而隨機(jī)效應(yīng)逆方差加權(quán)法容易犯I類錯誤率,從而導(dǎo)致與真實(shí)因果效應(yīng)的絕對偏差的平均值即偏倚也有所增加。MR-Egger回歸允許無約束截距項(xiàng),截距項(xiàng)是對基因多效性的檢驗(yàn),而斜率提供了一個解釋多效性偏差的因果效率估計?！癕R-Egger回歸法總能把因果效應(yīng)估計的I類錯誤率控制得很低,還可以較準(zhǔn)確地檢測出是否存在基因多效性效應(yīng)并且能對由基因多效性效應(yīng)導(dǎo)致的因果效應(yīng)估計的偏倚加以校正”;但MR-Egger法依賴InSIDE假設(shè),一旦無法滿足則MR-Egger法的偏倚非常大[21]。并且InSIDE假設(shè)難以進(jìn)行驗(yàn)證。加權(quán)中值法是因果效應(yīng)估計為加權(quán)比率估計的中位數(shù),即便有一半的SNP是無效工具變量。加權(quán)中值法在沒有滿足Inside假設(shè)條件且無效工具變量不多的情況下,要比隨機(jī)效應(yīng)逆方差加權(quán)法和MR-Egger法的效應(yīng)估計更接近真實(shí)[13]。

每種孟德爾隨機(jī)化法的效應(yīng)估計有各自的條件和優(yōu)勢[22],驗(yàn)證因果關(guān)系會有些許差異。因此,本研究結(jié)果的一致性穩(wěn)健地表明了維生素D與妊娠劇吐之間或存在真正的因果關(guān)系。盡管本研究人群均是歐洲人群,且研究數(shù)據(jù)只來自一個數(shù)據(jù)庫,限制了本研究結(jié)果的推廣,但考慮到孕婦維生素D不足或缺乏非常普遍,在孕早期甚至孕前推薦維生素D補(bǔ)充劑的服用,或鼓勵增加戶外活動和陽光接觸,不僅對母嬰身體大有裨益,或許也會降低妊娠嘔吐的發(fā)生風(fēng)險,有助于婦幼衛(wèi)生的基礎(chǔ)保健工作建設(shè)。