摘要與主要研究

觀察性研究表明，幾種藥物對(duì)帕金森病 （PD） 的潛在益處及其重新利用的潛力。然而，從這些研究中得出的結(jié)論并不完全一致。為了解決這種不一致，我們使用雙樣本孟德爾隨機(jī)化 （MR） 方法來探索 23 種藥物與 PD 風(fēng)險(xiǎn)和進(jìn)展之間的假定因果關(guān)系。我們應(yīng)用逆方差加權(quán)薈萃分析 （IVW） 來合并 MR 估計(jì)。此外，還進(jìn)行了敏感性分析以評(píng)估結(jié)果的穩(wěn)健性。我們的遺傳證據(jù)表明，甲狀腺制劑和鈣通道阻滯劑可降低 PD 的風(fēng)險(xiǎn)，而水楊酸及其衍生物可減緩 PD 運(yùn)動(dòng)癥狀的進(jìn)展。此外，遺傳證據(jù)還表明，四種藥物與 PD 風(fēng)險(xiǎn)或進(jìn)展相關(guān)，但敏感性分析顯示，其中三種藥物可能受到反向因果關(guān)系的干擾。我們的研究結(jié)果表明，幾種藥物與 PD 的風(fēng)險(xiǎn)或進(jìn)展之間存在微弱的因果關(guān)系。盡管需要進(jìn)一步的重復(fù)研究來驗(yàn)證這些發(fā)現(xiàn)，但這些新的見解可能有助于了解疾病的病因，產(chǎn)生與藥物發(fā)現(xiàn)相關(guān)的新線索，并量化未來藥物攝入的風(fēng)險(xiǎn)。

使用 IVW 估計(jì)的主要 MR 分析表明幾種藥物與 PD 衍生表型之間存在潛在的因果關(guān)系（如圖所示）。

具體而言，遺傳預(yù)測(cè)的甲狀腺制劑與 PD 風(fēng)險(xiǎn)降低的名義上顯著相關(guān) （IVW： OR = 0.95;95% CI 0.91， 1.00;P = 0.032）（. 水楊酸及其衍生物顯示與 PD 運(yùn)動(dòng)癥狀的改善名義上顯著相關(guān)（如 UPDRS3 評(píng)分所示）。（IVW：β = ? 0.42;95% CI ? 0.78，? 0.06;P = 0.023）。此外，鈣通道阻滯劑傾向于降低 PD 的風(fēng)險(xiǎn) （IVW： OR = 0.92;95% CI 0.85， 1.00;P = 0.055）. 進(jìn)行了敏感性分析，排除了具有潛在多效性的 SNP（血清尿酸鹽的 rs3184504，吸煙的 rs215619 和撲熱息痛的 rs2471960），并表明甲狀腺制劑的估計(jì)效果與初步結(jié)果一致（IVW：OR = 0.94;95% CI 0.90,0.99;p = 0.020）。同樣，在去除 SNP 后，例如（血清尿酸鹽和吸煙的 rs3184504，以及阿司匹林的 rs7412），鈣通道阻滯劑對(duì)降低 PD 風(fēng)險(xiǎn)的估計(jì)效果與原始研究結(jié)果基本一致（IVW：OR = 0.92;95% CI 0.85,1.00;P = 0.046）。未鑒定出水楊酸及其衍生物與混雜因素相關(guān)的 SNP。MR-Egger 截距分析未顯示任何水平多效性，Cochran Q 檢驗(yàn)未檢測(cè)到任何異質(zhì)性效應(yīng)。Steiger 分析的方向性檢查未表明存在顯著的因果關(guān)系。此外，由于在 MR-PRESSO 分析中檢測(cè)到異常值后刪除并重復(fù) MR 分析，因此未檢測(cè)到最終分析中包含的 SNP 的潛在工具異常值。此外，使用 leave-one-out 分析未鑒定出具有高影響力的 SNP。最后，MR Steiger 檢驗(yàn)未檢測(cè)到反向因果關(guān)系的證據(jù)。

此外，已發(fā)現(xiàn)一些藥物可能會(huì)增加 PD 的風(fēng)險(xiǎn)或加速其進(jìn)展。這些藥物包括抗抑郁藥 （IVW： OR = 1.26;95% CI 1.04， 1.52;P = 0.018;PD 風(fēng)險(xiǎn)）、利尿劑 （IVW： β = 0.15;95% CI 0.01， 0.29;P = 0.040;UPDRS3）、抗偏頭痛制劑（IVW：β = 0.15;95% CI 0.02、0.29;P = 0.027;UPDRS3）和影響骨骼結(jié)構(gòu)和礦化的藥物（IVW：β = ? 1.22;95% CI ? 2.25，? 0.18;P = 0.021;UPDRS3） 的本研究中的分析使用上述敏感性測(cè)試方法未檢測(cè)到分析中包含的 SNP 的異質(zhì)性、多效性或異常值。然而，Steiger 的分析發(fā)現(xiàn)，利尿劑和藥物對(duì)骨骼結(jié)構(gòu)和礦化的影響可能會(huì)受到反向因果干擾的影響。

為了進(jìn)一步解決對(duì)反向因果關(guān)系的擔(dān)憂并驗(yàn)證本研究結(jié)果的穩(wěn)定性，對(duì)正向 MR 分析的結(jié)果進(jìn)行了雙向 MR 分析 （P體外編織< 0.05） 檢查不同 PD 表型對(duì)藥物使用的因果影響。具體來說，PD 和各種藥物的 MR 估計(jì)值如下：PD 風(fēng)險(xiǎn)（IVW：OR = 0.97;95% CI 0.93,1.00;P = 0.074;甲狀腺制劑）;PD 風(fēng)險(xiǎn) （IVW： OR = 0.97;95% CI 0.95， 1.00;P = 0.091，抗抑郁藥）;PD 風(fēng)險(xiǎn) （IVW： OR = 1.00;95% CI 0.97， 1.03;P = 0.918，鈣通道阻滯劑）;UPDRS3 （IVW： OR = 1.00;95% CI 0.95， 1.04;P = 0.848，利尿劑）;UPDRS3 （IVW： OR = 0.97;95% CI 0.92， 1.02;P = 0.248，水楊酸及其衍生物）;UPDRS3 （IVW： OR = 0.99;95% CI 0.84， 1.17;P = 0.904，抗偏頭痛制劑）。值得注意的是，PD 風(fēng)險(xiǎn)和抗抑郁藥使用量呈顯著趨勢(shì)。

敏感性和 Steiger 分析未發(fā)現(xiàn)任何異質(zhì)性、多重效應(yīng)或反向因果關(guān)系的證據(jù)。

在多變量 MR 分析中，在校正已知的藥物相關(guān)疾病后，只有鈣通道阻滯劑 （IVW： OR = 0.90;95% CI 0.85， 0.96;P = 0.002，心絞痛）在 3 種潛在的 PD 保護(hù)藥物中保持顯著性。相比之下，其余結(jié)果顯示其他藥物與 PD 相關(guān)表型之間沒有顯著關(guān)系。在潛在的 PD 風(fēng)險(xiǎn)藥物中，觀察到與利尿劑 （IVW： β = 0.99;95% CI 0.89， 1.08;P = 0.001，心力衰竭）、利尿劑（IVW：β = 0.17;95% CI 0.16、0.18;P = 0.001，高血壓）、抗偏頭痛制劑（IVW：β = 0.03;95% CI 0.02、0.03;P = 0.001，偏頭痛）和影響骨結(jié)構(gòu)和礦化的藥物 （IVW： β = 0.02;95% CI 0.02， 0.03;P = 0.001，骨質(zhì)疏松癥）。值得注意的是，骨質(zhì)疏松癥的糾正將影響骨骼結(jié)構(gòu)和礦化的藥物的作用從風(fēng)險(xiǎn)因素轉(zhuǎn)變?yōu)楸Ｗo(hù)因素。一種可能的解釋是研究中存在多重共線性問題。盡管某些分析存在異質(zhì)性，但 IVW 方法被用作主要分析方法，受異質(zhì)性的影響最小。

統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

本研究進(jìn)行了一項(xiàng) MR 研究，以調(diào)查 23 種藥物之間的假定因果效應(yīng)以及 PD 的風(fēng)險(xiǎn)和進(jìn)展。MR 基于三個(gè)關(guān)鍵假設(shè)：（I） 被選為工具變量的遺傳變異表現(xiàn)出與暴露的牢固關(guān)聯(lián);（II） 遺傳變異獨(dú)立于混雜因素;（III） 遺傳變異僅通過暴露影響結(jié)果.機(jī)構(gòu)審查委員會(huì)的倫理批準(zhǔn)是不必要的，因?yàn)楸狙芯恐械乃蟹治龆际腔诠_可用的摘要級(jí)全基因組關(guān)聯(lián)研究 （GWAS） 數(shù)據(jù)。

為了分析數(shù)據(jù)，本研究使用了 R 軟件（版本 4.2.2）中的 TwoSampleMR 包（版本 0.5.6）和 MendelianRandomization 包（版本 0.8.0）。

23 種藥物的摘要級(jí) GWAS 數(shù)據(jù)來自涉及英國生物樣本庫參與者的 GWAS 薈萃分析26.具體來說，Wu， Y. 等人通過 GWAS 估計(jì)了來自英國生物樣本庫的大約 320,000 人中 23 種藥物之間的遺傳相關(guān)性26.大約 54% 的英國生物樣本庫研究參與者是女性，首次評(píng)估訪問時(shí)的平均 （SD） 年齡為 56.5 （8.1） 歲。根據(jù)原始 GWAS 參與者的自我報(bào)告，僅包括每周、每月或每 3 個(gè)月服用的常規(guī)藥物。藥物信息是通過護(hù)士進(jìn)行的訪談獲得的。

來自三項(xiàng)大型 GWAS 薈萃分析的與 PD 風(fēng)險(xiǎn)和進(jìn)展相關(guān)的匯總數(shù)據(jù)，重點(diǎn)關(guān)注 PD 診斷、發(fā)病年齡 （AAO）、統(tǒng)一帕金森病評(píng)定量表、運(yùn)動(dòng)細(xì)分 （UPDRS3）、蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估 （MoCA） 和簡(jiǎn)易精神狀態(tài)檢查 （MMSE）.具體來說，我們從國際帕金森病基因組學(xué)聯(lián)盟 （IPDGC） 和 23andMe 的16個(gè)隊(duì)列的最新 GWAS 薈萃分析中獲得了有關(guān) PD 風(fēng)險(xiǎn)的遺傳數(shù)據(jù)，其中包括 33,674 例病例和 449,056 例對(duì)照.PD 患者的識(shí)別基于常用的門診標(biāo)準(zhǔn)和英國腦庫標(biāo)準(zhǔn)，并針對(duì)有 PD 家族史的患者進(jìn)行了修改。每項(xiàng)納入的研究都采用具有特定協(xié)變量的統(tǒng)計(jì)模型來解釋其特殊性，從而生成一致的匯總統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。通常，年齡、性別和人口分層作為協(xié)變量包括在內(nèi)。我們從 IPDGC 和 23andMe 進(jìn)行的 PD AAO 的最大 GWAS 中提取關(guān)聯(lián)估計(jì)，涉及 28,568 例 PD 病例.AAO 的定義基于患者對(duì) PD 首發(fā)運(yùn)動(dòng)癥狀的自我報(bào)告;如果缺乏具體信息，則使用診斷時(shí)的年齡代替。從 12 個(gè)縱向 PD 隊(duì)列 （N = 4093） 中臨床生物標(biāo)志物 （UPDRS3/MoCA/MMSE） 的大型 GWAS 中獲得有關(guān)疾病進(jìn)展或嚴(yán)重程度的數(shù)據(jù).較高的 UPDRS3 分?jǐn)?shù)表示運(yùn)動(dòng)能力較差，而較高的 MMSE 和 MoCA 分?jǐn)?shù)表示較好的認(rèn)知能力。由于數(shù)據(jù)訪問限制，本研究不包括 23andMe 數(shù)據(jù)集的 GWAS 統(tǒng)計(jì)摘要。

此外，還納入了來自 IEU Open GWAS 項(xiàng)目的匯總統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以探索已知藥物相關(guān)疾病的潛在混雜因素。

本研究使用幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從 GWAS 的匯總統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中提取獨(dú)立的遺傳工具變異 （IV）。首先，將 P 值與全基因組顯著性閾值 （p < 5 × 10 一起使用?8).當(dāng)滿足全基因組顯著性的單核苷酸多態(tài)性 （SNP） 的數(shù)量有限時(shí)，更寬松的閾值 （p < 5 × 10?6） 被使用，它以前用于 MR 研究。其次，使用 r 進(jìn)行聚類分析2的 0.001 和窗口大小為 10000 KB。第三，僅保留 F 統(tǒng)計(jì)量> 10 的 IV，因?yàn)樗鼈儽徽J(rèn)為與表型密切相關(guān)。第四，統(tǒng)一暴露和結(jié)果 GWAS 數(shù)據(jù)集，以確保遺傳變異關(guān)聯(lián)估計(jì)與等位基因的確切效應(yīng)相對(duì)應(yīng)。最后，與結(jié)果密切相關(guān)的 SNP （p < 5 × 10?8）被刪除以滿足第三個(gè)假設(shè)。

IVW 隨機(jī)效應(yīng)回歸被用作研究中的主要 MR 方法，以估計(jì)23種藥物與PD風(fēng)險(xiǎn)和進(jìn)展之間的潛在因果關(guān)系。此外，采用其他 MR 分析方法來確保結(jié)果的穩(wěn)健性并評(píng)估潛在的水平多效性。MR-Egger 方法通過其截距試驗(yàn)檢測(cè)水平多效性并校正多效性。加權(quán)中位數(shù)方法依賴于貢獻(xiàn)超過 50% 權(quán)重的有效 SNP，提供了有效的MR估計(jì)值。此外，MR-PRESSO 方法還用于檢測(cè)和糾正可能的異常值，并且 MR-PRESSO 全局測(cè)試允許評(píng)估由 SNP 估計(jì)之間的異質(zhì)性引起的水平多效性。本研究認(rèn)為 P 值小于 0.0004 （0.05/115，Bonferroni 法） 具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，同時(shí) P < 0.05 被認(rèn)為具有顯著意義。

此外，還進(jìn)行了一系列敏感性分析，以評(píng)估因果估計(jì)的穩(wěn)健性。首先，使用 Cochran 的 Q 統(tǒng)計(jì)量來評(píng)估變量特異性因果效應(yīng)估計(jì)之間的異質(zhì)性。進(jìn)行 MR-Egger 截距試驗(yàn)以檢查方向多效性，偏離零 （P < 0.05） 表明存在方向多效性32.還進(jìn)行了留一法分析，以評(píng)估單個(gè)變異對(duì)觀察到的關(guān)聯(lián)的影響。漏斗圖用于評(píng)估可能存在的定向多效性。最后，本研究采用 Steiger 方向檢驗(yàn)來確定暴露和結(jié)果終點(diǎn)之間的因果關(guān)系方向。此外，對(duì)于顯著估計(jì) （P < 0.05），我們進(jìn)一步進(jìn)行了雙向 MR 分析以確認(rèn)結(jié)果的穩(wěn)健性

我們還在 PhenoScanner （www.phenoscanner.medschl.cam.ac.uk） 中檢查了這些 SNP，以確定它們是否與潛在風(fēng)險(xiǎn)因素有關(guān)，包括神經(jīng)毒素（如魚藤酮或百草枯）、吸煙、喝咖啡、使用抗炎藥和高血漿尿素4.我們?cè)谌蚪M水平上排除了與這些潛在混雜因素相關(guān)的 SNP，隨后重復(fù) MR 分析以滿足第二個(gè) MR 假設(shè).本研究還使用 http://cnsgenomics.com/shiny/mRnd/ 的在線工具計(jì)算了統(tǒng)計(jì)功效。

由于已知的藥物相關(guān)疾病會(huì)增加藥物使用，因此治療后的緩解可能會(huì)介導(dǎo)藥物與 PD 相關(guān)表型之間的關(guān)聯(lián)。因此，有必要進(jìn)一步探索這五種表型之間的關(guān)系。采用多變量 MR （MVMR） 方法，該方法使用與各種測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)因素相關(guān)的多個(gè)遺傳變異來估計(jì)每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素與結(jié)果之間的因果關(guān)系.鑒于 MVMR 模型適用于同時(shí)探索已知藥物相關(guān)疾病、藥物使用和 PD 相關(guān)表型之間的關(guān)聯(lián)，并通過建立藥物相關(guān)疾病起中介作用，本研究設(shè)計(jì)了 MVMR 分析來糾正已知的藥物相關(guān)表型，這在其他文獻(xiàn)中已有報(bào)道.具體來說，本研究將與藥物使用相關(guān)的 SNP 與來自相關(guān) GWAS 的已知藥物相關(guān)疾病相結(jié)合。為確保數(shù)據(jù)質(zhì)量，復(fù)制和相關(guān)的 SNP（在10,000個(gè)堿基對(duì)內(nèi)；R2排除≥ 0.001），并從暴露和結(jié)果 GWAS 中提取 SNP 效應(yīng)和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)誤差。

小結(jié)

研究結(jié)果表明，甲狀腺制劑和鈣通道阻滯劑可能降低PD的風(fēng)險(xiǎn)，而水楊酸及其衍生物則可能減緩PD運(yùn)動(dòng)癥狀的進(jìn)展。此外，研究還發(fā)現(xiàn)抗抑郁藥、利尿劑和抗偏頭痛藥可能增加PD的風(fēng)險(xiǎn)或加速其進(jìn)展。盡管這些結(jié)果需要進(jìn)一步驗(yàn)證，但它們?yōu)槔斫釶D的潛在病因提供了新的見解。

研究還進(jìn)行了多變量孟德爾隨機(jī)化分析，發(fā)現(xiàn)鈣通道阻滯劑在校正已知藥物相關(guān)疾病后仍保持顯著性。這表明，藥物的影響可能受到其他健康因素的調(diào)節(jié)，強(qiáng)調(diào)了在藥物再利用研究中考慮多重共線性的必要性。

總的來說，這項(xiàng)研究為帕金森病的藥物再利用提供了重要的初步證據(jù)，盡管需要更多的重復(fù)研究來確認(rèn)這些發(fā)現(xiàn)，但它們?yōu)槲磥淼呐R床研究和藥物開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。