孟德尔随机化之脂蛋白(a)与心肌梗死的因果关系

今天和大家分享一篇研究脂蛋白（a）和心肌梗死因果关联的孟德尔随机化研究，原文标题如下：

”Genetically elevated lipoprotein(a)and increased risk of myocardial infarction”

该研究主要检验脂蛋白(a)[英文简写为Lp(a)]对心肌梗死(MI)风险的因果影响。脂蛋白(a)是一种脂质(本质上是一种低密度脂蛋白(LDL)颗粒)和一种蛋白质(称为载脂蛋白(a))的组合。Lp(a)的浓度在个体之间差异很大，具有很高的遗传性。

研究设计

该研究分析了三项丹麦参与者的研究数据:

第一项是随访16年的前瞻性研究，该研究名称为哥本哈根城市心脏研究（the Copenhagen City Heart Study）。此研究包括9867名有遗传数据的参与者，其中4514人进行了血浆Lp(a)水平测量，有599人在随访期间发生心肌梗死。

第二项是一个横断面研究，主要针对的是哥本哈根的一般人口。该研究由29 388名具有遗传数据的参与者组成，其中5543人进行了Lp(a)血浆水平测量，994人在进入研究前的确定时间内发生了心肌梗死。

第三项是一个病例对照研究，该研究称为哥本哈根缺血性心脏病研究（theCopenhagen Ischemic Heart Disease Study)。该研究的病例组由1231名参与者组成，他们都有基因数据和心肌梗死资料，对照组由1230对应的哥本哈根城市心脏研究（the Copenhagen City HeartStudy）的 对照组成。因此，该病例-对照研究将哥本哈根城市心脏研究的有效人数减少到8637人（原始研究有9867人-1230个对照）。

通过结合来自前瞻性、横断面和病例-对照研究的证据，该研究可以充分利用了每种方法的优点。这项前瞻性研究测量了一定时间点的Lp(a)水平，从而能够评估遗传变异的长期关联。横断面研究是最简单的研究设计，可以评估大量人群中暴露的遗传关系。虽然已知病例对照研究设计存在潜在的弱点，包括选择偏倚，但可以在病例丰富的样本中更精确地估计遗传与结果的关系。虽然没有在所有参与者中测量Lp(a)水平，但这并不否定孟德尔随机化实验的结果，而且，如果暴露量难以测量或测量费用昂贵，这甚至可能是一个非常有价值的设计策略。

遗传工具

值得注意的是，本研究中的遗传变异不是SNP，而是LPA基因中的拷贝数变异（copy number variant，CNV），也即kringle IV型2(KIV-2)的多态性。个体的DNA重复部分数量是可变的，称为kringle重复，这个数量与Lp(a)浓度成反比。在这里我们应该清楚：将拷贝数变异的多态性作为IV使用在生物学上有很好的合理性(kringle IV中的IV是罗马数字4，而不是工具变量的缩写)。上一期内容中，与BMI相关的两个变异解释了不到1%的BMI变异，而这里的KIV-2多态性解释了超过20%的Lp(a)变异。

统计方法

该研究采用两种方法来估计Lp(a)对心肌梗死风险的因果影响。首先，在每个数据集中评估IV和MI风险之间的关联。为了解决潜在的非线性问题，IV的定义是根据kringle重复的数量将总体划分为四分位。在前瞻性研究中，使用Cox比例风险回归对一系列协变量进行调整来评估这种关联。在横断面研究和病例对照研究中，使用了logistic回归和匹配logistic回归。对一组有限的协变量进行了调整，这些协变量被认为不会受到潜在的反向原因(如年龄、性别和糖尿病状态)的影响。其次，仅在前瞻性研究中采用正式的IV方法，也即利用IV的上四分位数和下四分位数中Lp(a)的平均水平和MI的风险构造一个比率估计，置信区间用Fieller’s定理求值。

结果

研究结果表明，Lp(a)对心肌梗死风险有正向的因果关系。在哥本哈根城市心脏研究（the Copenhagen City Heart Study）中，以第四分位组为参照组，MI的优势比（OR）在第一分位组为1.3(95% 置信区间为1.1 ~ 1.5)，第二分位组OR为1.1 (95% 置信区间：0.9 ~ 1.3)，第三分位组为0.9 (95%置信区间为0.8~1.1)，该趋势的P值=0.005。与此同时，哥本哈根缺血性心脏病研究（the Copenhagen Ischemic Heart Disease Study)的结果对应的是，第一分位组OR=1.4 (95%置信区间为1.1~1.7)、第二分位组OR=1.2 (95%置信区间为1.0~1.6)和第三分位组OR=1.3 (95%置信区间为1.0~1.6)。在哥本哈根城市心脏研究中，Lp(a)含量每增加一倍，心肌梗死的危险比(HR)的IV估计值(HR=1.22, 95%置信区间为1.09~1.37)比观察性研究的估计结果(HR=1.08, 95%置信区间为1.03到1.12)大得多。这一发现在一项类似的研究中得到了重复，它可能反映了长期Lp(a)水平差异导致的加性效应，类似于观察到的低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)的结果一般。这也可能是KIV-2多态性与Lp(a)浓度和Lp(a)颗粒大小的关联，它们也涉及作为心肌梗死的潜在危险因素，在缺乏进一步证据的情况下，我们很难将这两个变量分离。

注解

IV估计值的解释受限于kringle重复的数量与Lp(A)水平是非线性关联的。IV估计应解释为一种种群的平均效应，比较具有不同平均接触水平的遗传亚群。在非线性关系下，IV估计值不一定代表干预对个体Lp(a)的影响