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摘要背景：<br>　　胆石症又称胆结石（gallstonedisease，GSD），人群患病率约为10-20%。研究显示：每年超过五分之一的患者会因为出现急性腹痛或发生急性胆囊炎、胆管炎等症状需要开展胆囊切除术治疗。西方国家每年的胆囊切除术手术次数超过70万，造成的直接经济花费高达58亿美元。此外，研究发现约98%胆道系统疾病的发病与GSD有关，而GSD也是结直肠癌、心血管疾病和全死因死亡的重要病因，对患者造成严重的经济和疾病负担。因此，全面地识别GSD发病的风险因素并构建相应的疾病病因模型，这对于GSD发病机制的深入探讨，以及人群疾病的预防和风险分层的管理具有重要意义。<br>　　GSD是一种遗传因素和环境因素共同作用的复杂疾病，遗传因素解释约25%的人群变异，而环境因素在GSD发病中同样具有重要作用。既往研究表明：吸烟、酗酒和缺乏运动等生活方式；摄入高脂、高糖的食物等饮食习惯；肥胖、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝等代谢异常疾病，肝硬化、炎性肠病、消化不良等消化系统疾病；补充雌激素、睾酮水平过高等性激素的作用；以及噻嗪类利尿剂、非甾体抗炎药、减肥术和回肠切除术等临床治疗会显著增加GSD发病的风险。但是由于其研究的设计类型多来自现况调查或病例对照的研究，且样本量相对有限；所以研究的结果可能会受到回忆偏倚和时序倒置的影响，导致病因推断的因果关联易出现假阳性。据此，全面系统的研究设计亟需展开以期符合GSD疾病自然发展的病因模式。由于孟德尔随机化研究（Mendelianrandomizationstudy，MR）病因推断的效果在一定程度上足以媲美临床随机对照试验，而且MR设计便于实施、可以有效地避免混杂偏倚和反向因果影响，因此MR研究是目前应用较广的因果推断方法。然而，目前仍缺乏针对GSD广泛风险因素的探讨和因果关联推断的研究。<br>　　目的：<br>　　本研究旨在利用英国生物银行大型人群队列（UKBB）并且基于前瞻性纵向研究设计的Meta分析，全面梳理GSD发病风险因素；进而通过多种MR研究分析各个风险因素与GSD发病之间的因果关联性。最后，利用两阶段MR研究及中介分析方法探讨GSD风险因素之间的“病因-病因-疾病”作用网络。<br>　　1.UKBB广泛识别与GSD发病相关的潜在风险因素，为系统探索GSD疾病自然发展进程提供病因线索；<br>　　2.Meta分析进一步检验以上的潜在病因与GSD发病风险之间的因果关联，为探讨GSD不同的病因模型提供一组全面的因子集合；<br>　　3.多种方法MR验证病因集合中各风险因素与GSD的因果关联，为构建GSD病因网络提供一组直接且独立的重要病因；<br>　　4.两阶段MR及中介作用分析深入挖掘上述的“病因-病因-疾病”因果关联，为构建本研究中的胆固醇型GSD病因网络模型。<br>　　方法：<br>　　1.研究对象来自UKBB2006年及其前瞻性追踪至2021年的基线资料和随访数据，收集并筛选后总计得到502,417例样本。排除部分非白种人的原始信息，以及结局GSD发生在基线暴露之前的样本信息后最终得到了462,903例研究对象。初步探索经过前期文献综述识别到的一组GSD潜在风险因素（112个，包括体格测量、生活方式、饮食习惯、基础疾病、血清指标和临床治疗），在约46万UKBB队列的研究人群中，利用单因素和多因素COX回归分析方法，全面探讨各相关因素与GSD发病风险之间的关联性。<br>　　2.基于证据等级更高的循证医学Meta分析进一步检验以上潜在病因所致GSD发生的风险，并且挖掘该潜在病因在总人群及不同种族人群中的分布情况。系统检索PubMed，EMBASE和CochranceLibrary数据库截至到2021年12月31日公开发表的研究，并进行NOS量表的质量评价。将该部分研究结果与第一部分UKBB研究结果进行合并，在观察性研究证据中识别得到一组可能与GSD发病关联的病因集合。接下来，利用Meta亚组分析探讨不同地区之间GSD风险因素的分布情况，深入挖掘其GSD病因模型在欧洲、美洲和亚洲人群中的共性和差异。本研究Meta分析使用的专业统计学软件为ComprehensiveMeta-Analysisversion3.0(CMA,Biostat,Englewood,NJ,USA)。<br>　　3.利用多种MR方法验证得出一组能够直接且独立作用于GSD疾病自然进程的重要病因，并对比分析MR的结果与观察性研究证据以期深入探讨GSD致病的机制。为了确保所选择的GSD风险因素的工具变量（Instrumentalvariable，IV）具有足够的代表性，我们综合GWASCatalog和PubMed数据库中可以下载到的最新GWAS数据。以人种一致性、样本量最大、质量控制好和IVs解释度高的标准最终确定遗传数据的来源。(1)在单因素MR中，主要的分析方法采用逆方差加权法（IVW）；其它敏感性分析方法包括MREgger、WeightedMedian、MR-Presso和MR-Steiger；(2)在多因素MR中，经过全面挖掘暴露在既往研究中报道过的相关混杂因素后，基于生物学作用进而对多因素调整需要纳入的变量进行了质控，以期验证得到该组直接病因对GSD风险的独立作用；(3)在两阶段MR中，进一步分析各风险因素之间的中介作用以评估该组暴露因子所致GSD发病的风险。旨在构建一个既符合真实世界研究又具有人群代表性的胆固醇型GSD病因网络模型。<br>　　结果：<br>　　1.UKBB大型队列研究中发现的与GSD潜在相关的风险因素<br>　　基于约46万UKBB队列的研究发现：BMI增加、腰围和腰臀比增加，吸烟行为，妇女多胎次，患有中心性肥胖，非酒精性脂肪肝，病毒性肝炎等肝病，或溃疡性结肠炎，应激性肠炎，以及血清总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、载脂蛋白B和总胆红素、谷丙转氨酶、碱性磷酸酶含量的增加，外加外源性的雌激素补充治疗等，可能是导致GSD发病的独立危险因素；反之，水果的摄入、血清高密度脂蛋白胆固醇的升高和谷草转氨酶增高则可能是降低GSD发生风险的保护因素。<br>　　2.Meta分析中得到的一组可能与GSD发病相关的病因集合<br>　　Meta分析中系统检索得到22,509篇有关GSD风险因素的研究，在排除不相关的文献后剩余191项研究，并通过进一步删除重复数据库的项目后，保留168项与GSD发病相关的原始研究数据。接下来，将UKBB队列人群数据和Meta亚组分析欧洲数据合并得到67个可信度更高且代表性更好的与GSD发病关联的病因集合。两部分结果系统性总结为(1)体格测量：BMI增加（一般性肥胖），WC和WHR增加（中心性肥胖）；(2)生活方式：吸烟，饮酒，喝咖啡和茶，体力运动，体重变化，妇女多胎次，母乳喂养；(3)饮食习惯：低热量的摄入，素食主义膳食，补充水果或蔬菜，爱吃红肉或白肉；(4)基线疾病：2型糖尿病、血脂异常等代谢综合征，高血压、冠心病、缺血性心脏病等心血管疾病，肝硬化、非酒精性脂肪肝、HCV感染等肝脏病变，胃幽门螺杆菌感染、消化性溃疡、炎性肠病（溃疡性结肠炎和克罗恩病）、应激性肠炎等胃肠道病变和慢性胰腺炎、胃反流性食管炎等常见的消化系统疾病，以及肾结石、甲减或甲亢、溶血性贫血、囊性纤维化、脊髓损伤、骨质疏松和睡眠呼吸障碍等其它病因；(5)血清指标：TC、HDL-C、LDL-C、TG和脂蛋白，血糖，尿酸，总胆红素、AST、ALT和ALP，内源性性激素（雌二醇和睾酮），胱抑素C和炎性C反应蛋白；(6)临床治疗：外源性激素补充，口服避孕药，减肥术和胃部切除术，阑尾或结肠切除术，口服他汀，利尿剂（噻嗪类），非甾体抗炎药（阿司匹林）和熊去氧胆酸等在观察性研究证据中可能具有GSD致病性的风险因子。<br>　　3.单因素MR分析识别的与GSD发病直接因果关联的病因<br>　　在单因素MR分析中进一步利用全部的IVs信息，以及分别排除具有回文结构的IVs和可能有基因多效性的IVs后，重复性得到28个可能与GSD发生风险之间存在直接因果关联的病因包括：(1)BMI、WC和WHR体格测量；(2)吸烟、喝茶、体力活动和久坐行为；(3)水果摄入的饮食习惯；(4)2型糖尿病、非酒精性脂肪肝、应激性肠炎和胃反流性食管炎的基础疾病；(5)血脂指标如TC、HDL-C、LDL-C、TG、APOA和APOB，空腹胰岛素，2小时餐后血糖，尿酸，肝功指标如总胆红素、ALT和ALP，炎性因子C反应蛋白，以及雄性激素的睾酮水平；(6)外源性激素补充疗法和口服阿司匹林的临床治疗。<br>　　4.多因素MR和两阶段MR分析得出病因的独立性及中介作用<br>　　通过多因素MR和两阶段MR分析结果提示：①BMI增加（一般性肥胖），WC和WHR升高（中心性肥胖），非酒精性脂肪肝是显著性升高GSD发生风险的主要病因之一；②BMI是可以经过2型糖尿病，HDL-C或ALT中介效应进一步导致GSD的发病，WHR则可能通过吸烟或胃反流性食管炎进而升高GSD的致病风险；③非酒精性脂肪肝在所致GSD发病的过程中很可能需要吸烟这一因子的中介作用；④TC、LDL-C、APOB和总胆红素血清学指标在与GSD发病之间的独立关联性上，比较容易受到其它混杂因素的影响。<br>　　结论：<br>　　本研究按照证据等级逐渐升高的设计最终系统而全面识别出可能与GSD发病风险直接关联的暴露因素，具体为BMI、WC和WHR的增加；吸烟、加强锻炼、久坐的行为方式；多吃水果的饮食习惯；2型糖尿病、非酒精性脂肪肝、应激性肠炎、胃反流性食管炎的基线疾病；TC、HDL-C、LDL-C、TG、APOB、空腹胰岛素、总胆红素、ALT、ALP和C反应蛋白的血清指标；外源性激素补充的临床治疗。其中的吸烟，加强锻炼，久坐行为，多吃水果，2型糖尿病，胃反流性食管炎，HDL-C，TG，空腹胰岛素，ALT，ALP和C反应蛋白可能是与其GSD发生风险直接且独立的近端一级病因；而BMI，WC，WHR，非酒精性脂肪肝，应激性肠炎，TC，LDL-C，APOB，总胆红素和外源性激素的补充治疗则可能是造成GSD风险改变的远端二级病因。据此，本研究构建出远端病因—近端病因—GSD疾病的网络模型，为未来实现制定胆固醇型GSD三级预防措施和临床诊断指南奠基科学理论。