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缺血性脑卒中作为脑卒中常见的一种类型,占所有脑卒中病例的60%~70%。缺血性脑卒中是世界范围内导致脑卒中病人死亡和致残的主要原因之一,而且缺血性脑卒中后很大可能出现的认知功能障碍(post-stroke cognitive impairment,PSCI) 严重影响卒中病人的生活质量,卒中后PSCI已成为当前国际卒中研究和干预的热点[1]。缺血性脑卒中的流行是遗传易感性和众多血管危险因素协同作用的结果[2],但是对于缺血性脑卒中后PSCI,近年来相关性研究较少。孟德尔随机化方法(Mendelian randomisation,MR)是运用孟德尔独立分配定律,将不同基因型导致不同的中间表型(即待研究的相关暴露因素),用基因-疾病的因果链来推导暴露因素对疾病的作用,计算出暴露因素对疾病或其他结局的真实效应值。近30年来,MR在心脑血管疾病领域的病因预测开发中发挥了举足轻重的作用[3]。
线粒体乙醛脱氢酶2(ALDH2)是代谢乙醛和多种有毒醛的重要酶。在ALDH2 rs671位点G突变为A的基因突变个体中,ALDH2酶活性严重降低,在东亚人中尤为明显[4]。越来越多的流行病学调查[5]显示,ALDH2基因多态性与心血管危险因素和脑卒中发病率的增加密切相关。来自实验研究的证据也表明,ALDH2有助于活性醛的清除,并缩小脑梗死的范围,改善卒中后神经功能损伤状态,有利于病人预后[6]。因此,本研究拟通过工具变量如饮酒代谢强相关基因ALDH2 rs671的改变探究饮酒相关暴露因素如饮酒史和饮酒是否脸红等变量对缺血性脑卒中PSCI影响的因果关系,为缺血性脑卒中后PSCI的预防和治疗提供参考依据。
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将131例病人按照MoCA量表 26分划分标准分为PSCI组94例和非PSCI组37例,文化程度、饮酒后是否脸红和是否有饮酒史对病人PSCI的影响具有统计学意义(P < 0.05)。缺血性脑卒中有部分前循环梗死24例(18.32%)、腔隙性脑梗死71例(54.20%)、后循环梗死36例(27.48%),PSCI分组中梗死类型分布的差异无统计学意义(P>0.05)(见表 1)。
分组 n 男 女 年龄/岁 受教育程度 ≤60 >60 未接受教育 小学未毕业 小学毕业 初中毕业 高中中专技校 大专及以上 PSCI组 94 55 39 32 62 32 13 19 17 10 3 非PSCI组 37 21 16 19 18 2 1 8 13 9 4 χ2 — 0.03 3.35 23.82 P — >0.05 >0.05 < 0.05 分组 n 脑梗死类型 饮酒史 饮酒是否脸红 饮酒种类 部分前循环梗死 腔隙性脑梗死 后循环梗死 不饮酒 曾经饮酒 现在饮酒 经常 偶尔 不脸红 白酒 红酒 啤酒 PSCI组 94 17 49 28 56 19 19 19 26 49 35 1 1 非PSCI组 37 7 22 8 15 7 15 22 5 10 21 1 1 χ2 — 0.92 6.02 19.03 0.25 P — >0.05 < 0.05 < 0.05 >0.05 表 1 缺血性脑卒中PSCI的一般人群特征(n)
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从病人全血中提取DNA浓度为(54.88±20.59)ng/μL,纯度(OD260/OD280)均在1.7~1.9之间,通过ALDH2 rs671位点的多态性决定其基因型,其中G突变为A,野生GG型76例,突变杂合AG型52例和突变纯和AA型3例,该基因位点经过Hardy-Weinberg遗传平衡定量分析显示具有恒定性(P>0.05)(见表 2)。
基因型 n 构成比/% Hardy-Weinberg平衡分析检验 P AA型 3 2.29 AG型 52 39.69 GG型 76 58.02 合计 131 100.00 等位基因 1.63 >0.05 A等位基因 58 22.14 G等位基因 204 77.86 合计 262 100.00 表 2 ALDH2 rs671基因的Hardy-Weinberg遗传平衡分析结果
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ALDH2各基因型MoCA得分差异经过单因素方差分析发现不具有统计学意义(P>0.05),根据ALDH2基因型分组分析病人调查问卷中相关变量,发现相关协变量(如性别,年龄和梗死类型等)中ALDH2基因型的分布差异不具有统计学意义(P>0.05),说明该工具变量ALDH2基因与一些协变量无关,而对于各ALDH2基因型分组的血清4-HNE浓度的差异经过单因素方差分析发现具有统计学意义(P < 0.05),饮酒暴露相关变量如饮酒史情况和饮酒后是否脸红等变量,对ALDH2基因型野生型和突变型分布的影响具有统计学意义(P < 0.05)(见表 3)。
分组 MoCA得分/分 4-HNE/(ng/μL) 男 女 年龄 脑梗死类型 饮酒史 饮酒是否脸红 ≤60岁 >60岁 部分前循环梗死 腔隙性脑梗死 后循环梗死 不饮酒 曾经饮酒 现在饮酒 经常 偶尔 不脸红 AA型 19.67±5.31 71.17±37.01 1 2 2 1 0 1 2 3 0 0 2 1 0 AG型 20.52±6.67 40.28±12.29# 31 21 15 37 5 30 17 31 13 8 22 18 12 GG型 20.78±6.77 39.90±9.74# 44 32 34 42 19 40 17 37 13 26 35 13 28 F 0.06 10.36 0.80* 4.32* 7.32* 9.77* 8.08* P >0.05 < 0.05 >0.05 >0.05 >0.05 < 0.05 < 0.05 MS组内 2.522 421.241 — — — — — *示χ2值;q检验:与AA比较#P < 0.05 表 3 ALDH2不同基因型相关变量的比较(x±s)
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将上述符合MR假设的ALDH2基因型与饮酒后是否脸红及饮酒史纳入MR,进一步利用ALDH2基因型作为工具变量分析饮酒相关暴露因素与缺血性脑卒中PSCI之间的效应值(见表 4)。因此有饮酒史与PSCI之间的因果关系值βIVW有饮酒史=βXY有饮酒史=0.606(OR=3.334,95%CI:3.038~3.653);饮酒后脸红与PSCI之间的因果关系值为βIVW脸红=βXY脸红=0.320(OR=4.908,95%CI:4.739~6.475)。
工具变量 B SE Waldχ2 P OR(95%CI) PSCI GG野生型 — — — — 1 AA+AG突变型 0.563 0.408 1.91 0.167 1.757(0.790~3.905) 饮酒史 GG野生型 — — — — 1 AA+AG突变型 -0.640 0.361 3.15 0.076 0.527(0.260~1.069) 饮酒脸红 GG野生型 — — — — 1 AA+AG突变型 -1.037 0.421 5.97 0.023 0.358(0.122~0.824) 注:以GG野生型为参照的回归分析结果 表 4 ALDH2基因对PSCI和饮酒相关暴露因素的多因素分析结果
基于孟德尔随机化分析的饮酒与缺血性脑卒中PSCI因果关联研究
Causal association between alcohol consumption and post-stroke cognitive impairment based on Mendelian randomization study
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摘要:
目的采用孟德尔随机化分析方法探讨饮酒与缺血性脑卒中认知功能障碍(post-stroke cognitive impairment,PSCI)之间因果关联。 方法基于孟德尔随机化逆方差加权法(inverse-variance weighted,IVW),利用工具变量如酒精代谢强相关基因ALDH2不同基因型评估饮酒相关暴露因素和PSCI的因果关系,采用二分类logistic分析方法检验相关显著性。 结果文化程度、饮酒后是否脸红和是否有饮酒史对病人PSCI的影响具有统计学意义(P < 0.05)。从病人全血中提取DNA浓度为(54.88±20.59)ng/μL,纯度均在1.7~1.9之间,通过ALDH2 rs671位点的多态性决定其基因型,其中G突变为A,野生GG型76例,突变杂合AG型52例和突变纯和AA型3例,该基因位点经过Hardy-Weinberg遗传平衡定量分析显示具有恒定性(P>0.05)。有饮酒史与PSCI之间的因果关系值为βIVW有饮酒史=0.606(OR=3.334,95%CI:3.038~3.653),饮酒后脸红与PSCI之间的因果关系值为βIVW脸红=0.320(OR=4.908,95%CI:4.739~6.475)。 结论缺血性脑卒中病人入院前有饮酒史和饮酒后脸红与其PSCI存在正向因果关联。 Abstract:ObjectiveTo explore the causal relationship between alcohol consumption and post-stroke cognitive impairment(PSCI) based on Mendelian. MethodsBased on Mendelian randomization inverse-variance weighted(IVW), the causal relationship between drinking-related exposure factors and PSCI was evaluated using instrumental variables such as ALDH2 genotypes, and two-classification logistics analysis was used to test the significance of correlation. ResultsThe differences of the effects of the education level, flush after drinking and history of alcohol consumption on PSCI were statistically significant(P < 0.05).The concentration and purity of DNA in whole blood of patients were(54.88±20.59)ng/μL and(1.7-1.9), respectively.The genotype was determined by the polymorphism of ALDH2 rs671 site, and the G mutated to A.There were 76 cases of wild GG type, 52 cases of mutant heterozygous AG type and 3 cases of mutant pure and AA type, the results of quantitative analysis of Hardy-Weinberg genetic balance showed that this gene locus was stable(P>0.05).The causality between PSCI and history of alcohol consumption was βIVW alcohol consumption history=0.606(OR=3.334, 95%CI: 3.038-3.653), and the causality between PSCI and blush after alcohol consumption was βIVW blush after drinking=0.320(OR=4.908, 95%CI: 4.739-6.475). ConclusionsThere is a positive causality between PSCI, and history of alcohol consumption and blush after drinking in patients with ischemic stroke before admission. -
表 1 缺血性脑卒中PSCI的一般人群特征(n)
分组 n 男 女 年龄/岁 受教育程度 ≤60 >60 未接受教育 小学未毕业 小学毕业 初中毕业 高中中专技校 大专及以上 PSCI组 94 55 39 32 62 32 13 19 17 10 3 非PSCI组 37 21 16 19 18 2 1 8 13 9 4 χ2 — 0.03 3.35 23.82 P — >0.05 >0.05 < 0.05 分组 n 脑梗死类型 饮酒史 饮酒是否脸红 饮酒种类 部分前循环梗死 腔隙性脑梗死 后循环梗死 不饮酒 曾经饮酒 现在饮酒 经常 偶尔 不脸红 白酒 红酒 啤酒 PSCI组 94 17 49 28 56 19 19 19 26 49 35 1 1 非PSCI组 37 7 22 8 15 7 15 22 5 10 21 1 1 χ2 — 0.92 6.02 19.03 0.25 P — >0.05 < 0.05 < 0.05 >0.05 表 2 ALDH2 rs671基因的Hardy-Weinberg遗传平衡分析结果
基因型 n 构成比/% Hardy-Weinberg平衡分析检验 P AA型 3 2.29 AG型 52 39.69 GG型 76 58.02 合计 131 100.00 等位基因 1.63 >0.05 A等位基因 58 22.14 G等位基因 204 77.86 合计 262 100.00 表 3 ALDH2不同基因型相关变量的比较(x±s)
分组 MoCA得分/分 4-HNE/(ng/μL) 男 女 年龄 脑梗死类型 饮酒史 饮酒是否脸红 ≤60岁 >60岁 部分前循环梗死 腔隙性脑梗死 后循环梗死 不饮酒 曾经饮酒 现在饮酒 经常 偶尔 不脸红 AA型 19.67±5.31 71.17±37.01 1 2 2 1 0 1 2 3 0 0 2 1 0 AG型 20.52±6.67 40.28±12.29# 31 21 15 37 5 30 17 31 13 8 22 18 12 GG型 20.78±6.77 39.90±9.74# 44 32 34 42 19 40 17 37 13 26 35 13 28 F 0.06 10.36 0.80* 4.32* 7.32* 9.77* 8.08* P >0.05 < 0.05 >0.05 >0.05 >0.05 < 0.05 < 0.05 MS组内 2.522 421.241 — — — — — *示χ2值;q检验:与AA比较#P < 0.05 表 4 ALDH2基因对PSCI和饮酒相关暴露因素的多因素分析结果
工具变量 B SE Waldχ2 P OR(95%CI) PSCI GG野生型 — — — — 1 AA+AG突变型 0.563 0.408 1.91 0.167 1.757(0.790~3.905) 饮酒史 GG野生型 — — — — 1 AA+AG突变型 -0.640 0.361 3.15 0.076 0.527(0.260~1.069) 饮酒脸红 GG野生型 — — — — 1 AA+AG突变型 -1.037 0.421 5.97 0.023 0.358(0.122~0.824) 注:以GG野生型为参照的回归分析结果 -
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