引用本文： 宿罡, 刘钊, 蔡善君. 血压升高增加增生型糖尿病视网膜病变发生风险的孟德尔随机化分析. 中华眼底病杂志, 2024, 40(2): 142-147. doi: 10.3760/cma.j.cn511434-20230707-00301 复制
版权信息： ©四川大学华西医院华西期刊社《中华眼底病杂志》版权所有，未经授权不得转载、改编
糖尿病视网膜病变（DR）是糖尿病常见微血管并发症[1]，随疾病发展最终可能进展为增生型DR（PDR）并严重影响患者视力。探索和控制PDR的危险因素对于延缓糖尿病患者视力下降具有重要价值。既往研究发现，血压[收缩压（SBP）、舒张压（DBP）]与PDR的发生、发展密切相关[2-4]。然而，Perais等[5]系统分析了PDR的危险因素，并未发现实质性证据支持血压的变化与PDR之间存在联系。此外，国内目前尚无一项大型随机对照研究系统分析和证明血压变化与PDR之间的关系。孟德尔随机化（MR）分析是一种通过遗传工具变量（IV）作为可能混淆或受反向因果关系影响暴露的工具，以评估暴露对于结局的效应[6-7]。既往已有国内外学者使用该方法对疾病及可能的危险因素进行分析，如较高的体重指数、腰臀比和吸烟与DR之间存在因果关系[8]。本研究采用MR分析全基因组关联研究（GWAS）数据，初步探索血压变化与PDR发生之间的潜在联系。现将结果报道如下。
1 对象和方法
1.1 数据来源
采用GWAS的汇总统计数据，进行双样本MR分析。MR设计须满足以下3个条件：（1）IV可预测目标暴露（P＜5×10−8）；（2）IV与潜在的混杂因素无关；（3）IV仅通过目标暴露影响结果[6]（图1）。选择SBP（ukb-b-20175）、DBP（ukb-a-359）作为暴露；PDR（finn-b-DM_RETINA_PROLIF）作为结局。SBP、DBP的IV来自英国医学研究委员会综合流行病学单位（MRC-IEU）和Neale实验室（Neale Lab）的公开可用数据；结局数据（病例组8 681例，对照组204 208例，欧洲人群）来自FinnGen数据库（
图1
孟德尔随机化设计框架
工具变量与暴露相关（相关性假设）、独立于混杂因素（独立性假设）、仅通过暴露影响结局（排除限制假设）
表1
数据来源
1.2 IV
IV筛查条件：P<5×10-8，连锁不平衡（LD，r2≤0.001），满足Hardy-Weinberg平衡（H-W），遗传距离＜10 000 kb。收集每个单核苷酸多态性（SNP）的主要等位基因、等位基因频率、β值、P值和标准误差[8]。计算IV的F值，确保F＞10的IV被纳入研究，以避免弱IV所引起的偏差[9]。为避免提取SNP时相关协变量干扰最终结果，通过Phenoscanner平台对所有暴露SNP进行筛查，发现rs1229984、rs13107325、rs1940735、rs2977334、rs4639796、rs13107325、rs1872167、rs2524080、rs507666以及rs6565192与结局（PDR）相关，予以排除。
排除rs11592442、rs12779675、rs1290790、rs2246832、rs28667801、rs10195405、rs10260816、rs11718573、rs2238435、rs2274224、rs28667801、rs9834975等12个具有中等等位基因频率的SNP以及不相容等位基因rs17811915。最终纳入231个SBP相关SNP以及168个DBP相关SNP，分析方式采用比值比（OR）及95%可信区间（CI），分析软件为R（版本4.1.0）[10]。
1.3 统计学方法
采用逆方差加权（IVW）、加权中位数（WM）、MR-Egger回归并结合森林图分析血压（SBP、DBP）与PDR之间的潜在关系[11-12]。由于研究包含了2个暴露，存在多重对比，因此进行了Bonferroni分析，P＜0.025（0.05/2）时证明暴露（血压）与结局（PDR）之间存在因果关系[11, 13]。
采用Q统计量的P值判断分析结果是否存在异质性，当异质性检验结果P≥0.05时，认为因果分析不存在异质性[14]。绘制漏斗图检测异质性，当SNP分布对称时表示结果不存在异质性[15]。多效性评估通过散点图中MR-Egger回归截距确定，当截距为0时提示研究存在多效性[14-15]。此外，为评估每个SNP的影响，使用留一分析计算每个SNP的综合影响[8]。
2 结果
MR分析发现，IVW、WM结果显示，SBP、DBP升高均增加PDR的发病风险（P＜0.05）；MR-Egger结果显示，SBP、DBP升高与PDR发病风险无相关性（P＞0.05）（表2，图2）。
表2
MR分析结果
图2
血压与增生型糖尿病视网膜病变发病风险的森林图
MR：孟德尔随机化；IVW：逆方差加权；WM：加权中位数；
敏感性分析结果显示，MR分析结果存在异质性（P＜0.05），但未出现多效性（表3）。散点图显示，异质性未对MR分析结果产生多效性偏差（图3）。漏斗图表明可能的干扰因素对因果联系产生影响的可能性较小（图4）。留一敏感性分析表明，在依次剔除暴露的每个SNP后，剩余的SNP对分析结果未产生显著影响（图5）。
表3
孟德尔随机化敏感性分析
图3
血压与PDR发病风险的散点图分析
3A示收缩压；3B示舒张压 SNP：单核苷酸多肽性；PDR：增生型糖尿病视网膜病变；MR：孟德尔随机化
图4
血压与增生型糖尿病视网膜病变发病风险的漏斗图分析
4A示收缩压；4B示舒张压 MR：孟德尔随机化
图5
血压与增生型糖尿病视网膜病变发病风险的留一分析
5A示收缩压；5B示舒张压
3 讨论
PDR是糖尿病患者视力严重受损的主要原因[16-17]。因此，分析PDR的危险因素并采取进一步预防措施，一直是眼科临床工作者关注的重点。尽管既往研究已经发现血压与PDR发生之间存在联系[2-5]，但其结论一直存在争议，且缺乏大型随机对照试验进行验证。本研究采用MR探索并分析血压与PDR之间的潜在联系，结果提示血压可能是促进PDR发生的因素之一。由于所选用数据集中并未提及具体血压范围，因此本研究结论仅适用于广义的血压升高[SBP＞140 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）和（或）DBP＞90 mm Hg]，具体的血压阈值尚需要进一步研究确定。
本研究应用IVW和WM作为主要分析方法。根据IVW分析，SBP、DBP升高均可能促进PDR的发生和发展，与WM分析结果相同。虽然MR-Egger结果显示，SBP、DBP升高与PDR发病风险无相关性，但计算结果的方向与上述两种分析方法的方向一致。同时，由于IVW的结果最有价值，与森林图一致，也可以认为SBP和DBP的升高增加了PDR的风险[18]。虽然分析结果存在异质性，但是由于MR分析的加权中位数结果同样具有统计学意义。因此，出现异质性并不会影响MR分析结果的可靠性。然而，需要强调的是，这并不代表血压是促进PDR发生的唯一因素，不能忽视其他潜在的影响因素。
尽管高血压及其并发症已引起广泛关注，但高血压与PDR的关系尚未得到系统深入分析，其具体发病机制也不完全清楚。根据本研究结果以及既往研究，我们推测血压变化引起PDR的原因可能如下：（1）当视网膜血管的血压升高时，首先会出现血管痉挛和血管张力增加，导致血管狭窄，这是局部血管通过肌源性和代谢机制改变调整血流的结果[19-20]。视网膜中央动脉、静脉直径是评估系统性视网膜血管收缩最常用方法[21]。Kawasaki等[22]研究表明，视网膜中央动脉直径缩小和视网膜中央静脉直径扩大与平均动脉压升高相关，这表明高血压患者视网膜血管管腔狭窄，导致视网膜缺血并进一步促进PDR的发生。（2）血压持续升高导致动脉硬化，从而引起血流阻力增加、血液灌注量减少和视网膜缺血[23]，进而促进PDR的发生。（3）高血压引起的动脉收缩也会加剧DR进展，增加PDR的发生率[2, 24-25]。需要注意的是，本研究结果着重强调的是血压升高与PDR发病之间的关系，并不涉及PDR的疾病进展。
临床中对于糖尿病患者，早期血压监测以及干预仍具有重要意义。通过早期发现和干预糖尿病患者的血压变化，可能有助于延缓PDR的发生，提高糖尿病患者的生活质量。但也需要更大规模、长期临床研究得到验证。
本研究结果证明了血压（SBP、DBP）和PDR之间的联系。考虑到PDR的高致盲率，对糖尿病患者进行早期血压监测和及时干预可有效延缓DR的进展和PDR的发生。这一结论为后续的临床工作提供了有益的参考。
糖尿病视网膜病变（DR）是糖尿病常见微血管并发症[1]，随疾病发展最终可能进展为增生型DR（PDR）并严重影响患者视力。探索和控制PDR的危险因素对于延缓糖尿病患者视力下降具有重要价值。既往研究发现，血压[收缩压（SBP）、舒张压（DBP）]与PDR的发生、发展密切相关[2-4]。然而，Perais等[5]系统分析了PDR的危险因素，并未发现实质性证据支持血压的变化与PDR之间存在联系。此外，国内目前尚无一项大型随机对照研究系统分析和证明血压变化与PDR之间的关系。孟德尔随机化（MR）分析是一种通过遗传工具变量（IV）作为可能混淆或受反向因果关系影响暴露的工具，以评估暴露对于结局的效应[6-7]。既往已有国内外学者使用该方法对疾病及可能的危险因素进行分析，如较高的体重指数、腰臀比和吸烟与DR之间存在因果关系[8]。本研究采用MR分析全基因组关联研究（GWAS）数据，初步探索血压变化与PDR发生之间的潜在联系。现将结果报道如下。
1 对象和方法
1.1 数据来源
采用GWAS的汇总统计数据，进行双样本MR分析。MR设计须满足以下3个条件：（1）IV可预测目标暴露（P＜5×10−8）；（2）IV与潜在的混杂因素无关；（3）IV仅通过目标暴露影响结果[6]（图1）。选择SBP（ukb-b-20175）、DBP（ukb-a-359）作为暴露；PDR（finn-b-DM_RETINA_PROLIF）作为结局。SBP、DBP的IV来自英国医学研究委员会综合流行病学单位（MRC-IEU）和Neale实验室（Neale Lab）的公开可用数据；结局数据（病例组8 681例，对照组204 208例，欧洲人群）来自FinnGen数据库（
图1
孟德尔随机化设计框架
工具变量与暴露相关（相关性假设）、独立于混杂因素（独立性假设）、仅通过暴露影响结局（排除限制假设）
表1
数据来源
1.2 IV
IV筛查条件：P<5×10-8，连锁不平衡（LD，r2≤0.001），满足Hardy-Weinberg平衡（H-W），遗传距离＜10 000 kb。收集每个单核苷酸多态性（SNP）的主要等位基因、等位基因频率、β值、P值和标准误差[8]。计算IV的F值，确保F＞10的IV被纳入研究，以避免弱IV所引起的偏差[9]。为避免提取SNP时相关协变量干扰最终结果，通过Phenoscanner平台对所有暴露SNP进行筛查，发现rs1229984、rs13107325、rs1940735、rs2977334、rs4639796、rs13107325、rs1872167、rs2524080、rs507666以及rs6565192与结局（PDR）相关，予以排除。
排除rs11592442、rs12779675、rs1290790、rs2246832、rs28667801、rs10195405、rs10260816、rs11718573、rs2238435、rs2274224、rs28667801、rs9834975等12个具有中等等位基因频率的SNP以及不相容等位基因rs17811915。最终纳入231个SBP相关SNP以及168个DBP相关SNP，分析方式采用比值比（OR）及95%可信区间（CI），分析软件为R（版本4.1.0）[10]。
1.3 统计学方法
采用逆方差加权（IVW）、加权中位数（WM）、MR-Egger回归并结合森林图分析血压（SBP、DBP）与PDR之间的潜在关系[11-12]。由于研究包含了2个暴露，存在多重对比，因此进行了Bonferroni分析，P＜0.025（0.05/2）时证明暴露（血压）与结局（PDR）之间存在因果关系[11, 13]。
采用Q统计量的P值判断分析结果是否存在异质性，当异质性检验结果P≥0.05时，认为因果分析不存在异质性[14]。绘制漏斗图检测异质性，当SNP分布对称时表示结果不存在异质性[15]。多效性评估通过散点图中MR-Egger回归截距确定，当截距为0时提示研究存在多效性[14-15]。此外，为评估每个SNP的影响，使用留一分析计算每个SNP的综合影响[8]。
2 结果
MR分析发现，IVW、WM结果显示，SBP、DBP升高均增加PDR的发病风险（P＜0.05）；MR-Egger结果显示，SBP、DBP升高与PDR发病风险无相关性（P＞0.05）（表2，图2）。
表2
MR分析结果
图2
血压与增生型糖尿病视网膜病变发病风险的森林图
MR：孟德尔随机化；IVW：逆方差加权；WM：加权中位数；
敏感性分析结果显示，MR分析结果存在异质性（P＜0.05），但未出现多效性（表3）。散点图显示，异质性未对MR分析结果产生多效性偏差（图3）。漏斗图表明可能的干扰因素对因果联系产生影响的可能性较小（图4）。留一敏感性分析表明，在依次剔除暴露的每个SNP后，剩余的SNP对分析结果未产生显著影响（图5）。
表3
孟德尔随机化敏感性分析
图3
血压与PDR发病风险的散点图分析
3A示收缩压；3B示舒张压 SNP：单核苷酸多肽性；PDR：增生型糖尿病视网膜病变；MR：孟德尔随机化
图4
血压与增生型糖尿病视网膜病变发病风险的漏斗图分析
4A示收缩压；4B示舒张压 MR：孟德尔随机化
图5
血压与增生型糖尿病视网膜病变发病风险的留一分析
5A示收缩压；5B示舒张压
3 讨论
PDR是糖尿病患者视力严重受损的主要原因[16-17]。因此，分析PDR的危险因素并采取进一步预防措施，一直是眼科临床工作者关注的重点。尽管既往研究已经发现血压与PDR发生之间存在联系[2-5]，但其结论一直存在争议，且缺乏大型随机对照试验进行验证。本研究采用MR探索并分析血压与PDR之间的潜在联系，结果提示血压可能是促进PDR发生的因素之一。由于所选用数据集中并未提及具体血压范围，因此本研究结论仅适用于广义的血压升高[SBP＞140 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）和（或）DBP＞90 mm Hg]，具体的血压阈值尚需要进一步研究确定。
本研究应用IVW和WM作为主要分析方法。根据IVW分析，SBP、DBP升高均可能促进PDR的发生和发展，与WM分析结果相同。虽然MR-Egger结果显示，SBP、DBP升高与PDR发病风险无相关性，但计算结果的方向与上述两种分析方法的方向一致。同时，由于IVW的结果最有价值，与森林图一致，也可以认为SBP和DBP的升高增加了PDR的风险[18]。虽然分析结果存在异质性，但是由于MR分析的加权中位数结果同样具有统计学意义。因此，出现异质性并不会影响MR分析结果的可靠性。然而，需要强调的是，这并不代表血压是促进PDR发生的唯一因素，不能忽视其他潜在的影响因素。
尽管高血压及其并发症已引起广泛关注，但高血压与PDR的关系尚未得到系统深入分析，其具体发病机制也不完全清楚。根据本研究结果以及既往研究，我们推测血压变化引起PDR的原因可能如下：（1）当视网膜血管的血压升高时，首先会出现血管痉挛和血管张力增加，导致血管狭窄，这是局部血管通过肌源性和代谢机制改变调整血流的结果[19-20]。视网膜中央动脉、静脉直径是评估系统性视网膜血管收缩最常用方法[21]。Kawasaki等[22]研究表明，视网膜中央动脉直径缩小和视网膜中央静脉直径扩大与平均动脉压升高相关，这表明高血压患者视网膜血管管腔狭窄，导致视网膜缺血并进一步促进PDR的发生。（2）血压持续升高导致动脉硬化，从而引起血流阻力增加、血液灌注量减少和视网膜缺血[23]，进而促进PDR的发生。（3）高血压引起的动脉收缩也会加剧DR进展，增加PDR的发生率[2, 24-25]。需要注意的是，本研究结果着重强调的是血压升高与PDR发病之间的关系，并不涉及PDR的疾病进展。
临床中对于糖尿病患者，早期血压监测以及干预仍具有重要意义。通过早期发现和干预糖尿病患者的血压变化，可能有助于延缓PDR的发生，提高糖尿病患者的生活质量。但也需要更大规模、长期临床研究得到验证。
本研究结果证明了血压（SBP、DBP）和PDR之间的联系。考虑到PDR的高致盲率，对糖尿病患者进行早期血压监测和及时干预可有效延缓DR的进展和PDR的发生。这一结论为后续的临床工作提供了有益的参考。
