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基于孟德尔随机化探索胃食管反流病与梅尼埃病的因果关联

2025-06-09 83 上传者：管理员

摘要：目的既往研究表明梅尼埃病(Meniere’s disease,MD)常伴发胃食管反流病（gastroesophageal reflux disease,GERD），本研究拟用两样本孟德尔随机化（Mendelian randomization,MR）评估其因果关系。方法 2024年3月通过IEU OpenGWAS平台检索全基因组关联研究的数据，以与GERD强相关的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms,SNP）作为工具变量(instrumental variables,IVs)。用逆方差加权法(inverse variance weighting,IVW)、加权中位数、MR-Egger回归分析、加权模型和简单模型5种回归模型对这两种疾病因果关联进行MR分析。用Cochran Q检验、MR Egger截距测试、“留一法”及绘制漏斗图进行敏感性分析。结果 IVW分析表明GERD可增加MD的患病风险（OR=1.702,95%CI=1.106～2.618,P=0.01）,（OR=2.205,95%CI=1.214～4.006,P=0.009）。Cochran Q检验及漏斗图表明IVs间不存在异质性；MR-Egger截距及“留一法”表明本研究未纳入具有水平多效性及显著影响整体效果的SNP。结论 GERD显著增加MD的风险。这一研究为发现MD的风险因素提供了理论依据。

关键词：
MD
内耳疾病
孟德尔随机化
梅尼埃病
胃食管反流病
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梅尼埃病(Meniere’sdisease,MD)是一种病因尚未完全明确的内耳疾病,以发作性眩晕､耳鸣和听力损失为主要临床表现[1]｡2020年美国耳鼻咽喉头颈外科学会报道该病患病率为(50~200)/100000,常见于40~60岁[2],由于该病具有反复发作的临床特点[3],给患者生活质量带来极大影响｡因此,深入研究其潜在的危险因素以预防其复发成为临床治疗的关键环节｡

近年来,胃食管反流病(gastroesophagealrefluxdisease,GERD)作为一种常见的消化系统疾病,受到广泛关注｡GERD不仅表现为典型的胃内容物反流引起的烧心､反酸等症状,还可能引发一系列食管外表现,如声嘶､咽异感症､咳嗽等[4]｡GERD的全球患病率为15%~20%,并且发病率有上升趋势[5-6]｡既往研究已表明,GERD与多种耳鼻咽喉疾病存在关联,如周围性眩晕患者中GERD合并率达到77.6%[7]｡此外,最新研究表明,39%的MD患者合并有GERD[8],提示GERD可能是MD的潜在危险因素｡考虑到MD的低发病率,传统流行病学方法在评估其危险因素时存在一定局限性｡近年来,孟德尔随机化(Mendelianrandomization,MR)方法因其在因果推断中的优势,成为探讨复杂疾病因果关系的重要工具｡MR是一种通过遗传工具变量(instrumentalvariable,IV)推断暴露因素与结局因果效应的研究方法｡根据孟德尔第一定律,亲代的等位基因在遗传过程中随机分配给子代,故这一过程类似于随机分组过程[9-10]｡本次研究拟运用MR评估GERD是否为MD的风险因素｡从而为MD的预防和治疗提供新的思路和依据｡

1、方法

1.1数据来源

使用全基因组关联研究(genome-wideassociationstudies,GWAS)发布的数据,采用两样本MR以探讨GERD与MD之间是否具有因果关系｡2024年3月通过IEUOpenGWAS项目数据平台(https://gwas.mrcieu.ac.uk/),获得了以下GWAS数据:GERD(ebia-GCST90000514)､MD(ebi-a-GCST90018880)｡其中ebi-a-GCST90000514的数据来源于欧洲人群,包括129080个病例,473524个对照,2320781个单核苷酸多态性(singlenucleotidepolymorphism,SNP)｡ebia-GCST90018880也基于欧洲人群,包括1526个病例,481248个对照,24194682个SNP｡

1.2IV的筛选

以GERD为暴露因素,以P值<5×10-8,r2≤0.001,并且遗传距离<5×10-8为标准)｡最初有76个SNP符合初步筛选条件｡排除睡眠障碍､偏头痛后有35个SNP,进一步排除抑郁后21个SNP｡

1.3MR统计方法

分别采用常用的逆方差加权法(inversevarianceweighted,IVW)､加权中位数(weightedmedian,WM)､加权模型､简单模型和MR-Egger回归这5种方法进行MR｡既往研究表明,在不存在基因多效性的情况下,IVW(固定效应)是最有效的分析方法[14]｡因此,在本研究中,IVW是判断GERD和MD之间联系的主要方法｡P<0.05为差异有统计学意义,证明GERD和MD之间存在因果关系｡

1.4敏感性分析

采用CochranQ统计量检验及绘制漏斗图判断IV之间是否存在异质性[15]｡采用MR-Egger回归截距评估纳入的SNP是否存在水平多效性[16]｡“留一法”,即每次去除单个SNP后评估该遗传变异对整体因果关系的影响[17]｡孟德尔随机多态性残差和离群值(MR-PRESSO)用于检测离群值及水平多效性[18]｡所有分析通过4.2.3版R软件的“TwoSampleMR”､“MRPRESSO”包实现｡

2、结果

2.1MR分析的结果

经过筛选并剔除睡眠障碍､偏头痛相关的SNP后,有35个SNP被纳入MR分析｡IVW表明GERD增加MD的风险(OR=1.711,95%CI=1.234~2.375,P=0.001)｡WM分析的结果类似(OR=2.097,95%CI=1.316~3.343,P=0.002),其他3种模型均无统计学意义(P>0.05)｡

进一步剔除与抑郁显著相关的SNP后,有21个SNP被纳入分析｡IVW表明GERD人群发生MD的风险增加70.2%(OR=1.702,95%CI=1.097~2.639,P=0.018)｡WM分析的结果类似(OR=2.205,95%CI=1.214~4.006,P=0.009),其他3种统计学模型均无统计学意义(P>0.05),5种MR方法的斜率均为正,即GERD促进MD的发生(表1,图1)｡

表1孟德尔随机化分析结果

图1GERD对MD因果关系的散点图

2.2敏感性分析结果

敏感性分析结果:两次分析的两种模型(MREgger,IVW)的CochranQ检验P值均>0.05,结合漏斗图的结果表明纳入的SNP之间不存在异质性(表2,图2)｡MR-Egger截距表明不存在水平多效性[排除睡眠障碍及偏头痛时,截距为-0.036(P=0.287),进一步排除抑郁后,截距为-0.083(P=0.219)]｡在矫正睡眠障碍和偏头痛的情况下,MR-PRESSO分析的原始MR评估结果为OR=1.711(95%CI:1.2872.276,P<0.001)｡在进一步矫正抑郁症后,MR-PRESSO分析的原始MR评估结果为OR=1.702(95%CI:1.0972.639,P=0.0277)｡两次分析均未检测到离群值,因此,未进行异常值矫正后的MR分析｡“留一法”分析未观察到单个SNP显著影响整体结果(图3),这些结果表明MR结果稳定｡

表2异质性检验结果

图2漏斗图展示GERD对MD风险影响的整体异质性

图3GERD对MD影响的“留一法”分析结果

3、讨论

本研究基于初步筛选的与GERD显著相关的SNP,首先排除了与睡眠障碍和偏头痛相关的SNP进行MR分析,结果显示GERD对MD具有促进作用｡鉴于抑郁症是一种常见病且与MD有关,其相关SNP在人群中可能较为普遍,为了进一步提高分析的准确性和可靠性,本研究进一步剔除了与抑郁症高度相关的SNP｡通过这种分组策略,发现在剔除抑郁症相关SNP前后,GERD均显著增加了MD的风险｡

MD的典型病理改变为内淋巴积水[19]｡因此,可以从以下几方面解释本次研究结果｡(1)胃内容物(盐酸和胃蛋白酶)反流至鼻咽部,最终可能经过咽鼓管到达中耳腔｡Nair等[20]和Lieu等[21]均在中耳渗出样本中发现胃蛋白酶原水平增高[20-21]｡当中耳受到持续的盐酸及胃蛋白酶刺激后,可能通过圆窗膜改变耳蜗外淋巴的理化性质,最终引发内淋巴系统积液｡(2)既往的研究在MD患者的内淋巴囊内检测到单纯疱疹病毒､巨细胞病毒､EB病毒和水痘带状疱疹病毒[22],现有证据表明MD患者的内淋巴囊炎症细胞因子基因的表达较对照人群显著增加[23]｡因此,病毒或病毒感染引发的炎症可能促进MD发生｡由于GERD患者胃内容物反流至咽喉部会降低黏膜的屏障功能[24-26],故这类患者病毒感染几率较正常人群增强,进而增加MD的发病可能｡(3)电解质及体液量调节紊乱是内淋巴水肿的另一假说｡抗利尿激素被认为在内耳体液平衡中起关键作用｡水通道蛋白(aquaporins,AQPs),2型抗利尿激素受体(vasopressintype-2receptor,V2R)可能是内淋巴体积的重要调节因子[27]｡基于动物实验及人体的研究均发现MD内淋巴囊的AQP2和V2R表达上调[28-31]｡既往研究表明迷走神经激活可刺激缩宫素释放[32],而热､酸性物质及溃疡均可激活迷走传入神经[33]｡由于缩宫素与抗利尿激素的化学结构相似,因此,其也可能通过刺激内淋巴囊的相应受体促进内淋巴水肿｡

本研究从遗传学角度证明了GERD是MD的潜在病因之一,可能为临床诊疗和后续研究提供新的方向｡首先,在治疗MD的同时应重点关注患者是否患有GERD,以便及时治疗或避免使用加重其病情的药物,避免对患者造成伤害｡特别是MD的阶梯疗法(五阶段)的第二阶段是鼓室注射糖皮质激素[34]｡在这一操作后应特别关注患者的胃部情况｡其次,伴有GERD的MD患者急性症状控制过后,严格管理其GERD的发作,并随访患者MD症状的复发风险,可进一步证实本研究结果｡本研究表明GERD促进MD的发生｡由于MD有致聋风险,本研究结果有望为预防MD发生及复发提供理论依据,进而提升患者的生活质量｡

综上所述,本研究存在一定的局限性｡首先,GWAS数据均来自欧洲人群,在临床应用时需考虑种族差异的影响｡其次,尽管已尽可能控制混杂因素,但仍不能完全排除尚未阐明的混杂因素或IV水平多效性对研究结果的干扰｡最后,MR结果只能评估GERD与MD的方向性,而研究结果中OR值不能代表效应的强弱｡

参考文献:

[19]于金玉,侯博,巩武贤,等.梅尼埃病患者前庭及耳蜗内淋巴积水程度与临床分期之间的相关性研究[J].中国临床医学影像杂志,2023,34(12):841-444.

[23]黄梨,汪芹,黄超,等.梅尼埃病患者内淋巴囊组织中细胞因子的表达[J].中华耳科学杂志,2023,21(6):871-875.

[28]冷辉,刘欣旭,张琦.AQP2,AQP5蛋白在豚鼠膜迷路积水模型中表达及其相关性研究[J].临床军医杂志,2020,48(1):8-11.

[29]蒋丽元,史莹莺,叶恬恬.不同频率电针对内淋巴积水豚鼠耳蜗形态及血浆cAMP,AQP2的影响[J].上海针灸杂志,2022,41(2):191-197.

[34]于慧前,李庆忠,李华伟.多国"梅尼埃病指南/声明/共识"的解读和比较[J].中华耳鼻咽喉头颈外科杂志,2021,56(8):898-902.

基金资助:南充市应用基础研究项目(22YYJCYJ0054);四川省科技厅科技创新基地(平台)和人才计划(2023JDRC0091);

文章来源:鲜印,田洪旭,杨智,等.基于孟德尔随机化探索胃食管反流病与梅尼埃病的因果关联[J].中华耳科学杂志,2025,23(03):379-383.