孟德爾隨機(jī)化+腸道菌群聯(lián)合
強(qiáng)直性脊柱炎（AS）與多種腸道微生物有關(guān)。作者旨在從基因?qū)用娣治鰞烧咧g的因果關(guān)系。研究方法孟德爾隨機(jī)化（Mendelian randomization，MR）是工具變量（IVs）分析的一種；MR遵循 "親代等位基因隨機(jī)分配給子代 "的孟德爾遺傳規(guī)則，以遺傳變異為IVs，推斷觀察性研究中暴露因素與研究結(jié)果之間的因果關(guān)系。
1. IV 選擇
通過篩選與暴露相關(guān)的 SNPs 并剔除 LD，作者得到了與 Bacteroides 相關(guān)的 12 個(gè) SNPs、與鏈球菌相關(guān)的 17 個(gè) SNPs、與變形菌相關(guān)的 14 個(gè) SNPs 和與 Lachnospiraceae 相關(guān)的 19 個(gè) SNPs。作者進(jìn)一步確定了 12 個(gè)乳酸菌和強(qiáng)直性脊柱炎共有的 SNPs，并排除了一個(gè)與強(qiáng)直性脊柱炎相關(guān)的 SNPs（rs28757219），沒有混雜 SNPs，11 個(gè) SNPs 被用作 IV（F 統(tǒng)計(jì)量大于 10），并且有兩個(gè) palindromic SNPs（rs2366421、rs495004）。作者進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了鏈球菌和強(qiáng)直性脊柱炎共有的 16 個(gè) SNPs，其中沒有與強(qiáng)直性脊柱炎或混雜因素相關(guān)的 SNPs，這 16 個(gè) SNPs 被用作 IV（F 統(tǒng)計(jì)量大于 10），并且有兩個(gè) palindromic SNPs（rs395407、rs6563952）。作者進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了 14 個(gè)蛋白細(xì)菌和強(qiáng)直性脊柱炎共有的 SNPs，沒有 SNPs 與強(qiáng)直性脊柱炎或混雜因素相關(guān)，這 14 個(gè) SNPs 被用作 IV（F 統(tǒng)計(jì)量 > 10），有兩個(gè) palindromic SNPs（rs312757、rs74757828）。作者還發(fā)現(xiàn)了 17 個(gè)拉克諾斯皮拉科和強(qiáng)直性脊柱炎共有的 SNPs，其中沒有與強(qiáng)直性脊柱炎或混雜因素相關(guān)的 SNPs，這 17 個(gè) SNPs 被用作 IV（F 統(tǒng)計(jì)量 > 10），有 1 個(gè) palindromic SNPs（rs11755180）。
2. MR 分析
隨機(jī)效應(yīng) IVW 結(jié)果顯示，乳桿菌（p = 0.965，OR 95% 置信區(qū)間 [CI] = 0.990 [0.621-1.579]）、鏈球菌（p = 0.591，OR 95% CI = 1.120 [0.741-1.692]）、蛋白菌（p = 0.877，OR 95% CI = 0.954 [0.525-1.733]）和漆樹菌（p = 0.717，OR 95% CI = 1.073 [0.732-1.574]）與強(qiáng)直性脊柱炎沒有遺傳因果關(guān)系。MR Egger、加權(quán)中位數(shù)、簡(jiǎn)單模式和加權(quán)模式的分析結(jié)果與隨機(jī)效應(yīng) IVW 一致（圖 1 和圖 2）。
圖1 腸道微生物群（乳酸桿菌、鏈球菌、變形桿菌和漆螺菌）與強(qiáng)直性脊柱炎之間的孟德爾隨機(jī)化分析
圖2 孟德爾隨機(jī)化分析散點(diǎn)圖
Cochran's Q 統(tǒng)計(jì)量（MR-IVW）和 Rucker's Q 統(tǒng)計(jì)量（MR Egger）顯示，桿菌科、鏈球菌科和拉氏螺旋體科與 AS 的 MR 分析沒有異質(zhì)性（p > 0.05），而變形菌科與 AS 的 MR 分析有異質(zhì)性（p< 0.05) (Table 1). The intercept test of MR Egger analysis showed that the MR analyses of Bacteroides, Streptococcus, Proteobacteria and Lachnospiraceae and AS had no horizontal pleiotropy (p > 0.05）。排除一個(gè) "分析表明，作者的 MR 分析不是由單個(gè) SNP 驅(qū)動(dòng)的（圖 3）。MR-PRESSO的全局檢驗(yàn)表明，乳桿菌科、鏈球菌科和拉氏螺旋體科與AS的MR分析沒有水平多向性（p > 0.05），而變形菌科與AS的MR分析具有水平多向性（p< 0.05)。MR-PRESSO分析的畸變?cè)囼?yàn)表明，擬桿菌、鏈球菌和鉤端螺旋菌科和AS的MR分析沒有異常值，變形桿菌和AS的MR分析有一個(gè)異常值（rs11715072）（表1）。此外，IVW和MR Egger放射狀MR方法顯示，擬桿菌、鏈球菌、鉤端螺旋菌科和AS之間的MR分析中沒有異常值，變形桿菌和AS之間有一個(gè)異常值（圖4）。MR-RAPS分析顯示，擬桿菌（p=0.765，OR=0.931）、鏈球菌（p=0.232，OR=1.273）、變形桿菌（p=0.502，OR=1.195）和鉤吻螺科（p=0.668，OR=1.093）與AS沒有遺傳因果關(guān)系。此外，MR-RAPS顯示，擬桿菌、鏈球菌、變形桿菌、鉤端螺旋菌科和AS之間的MR分析呈正態(tài)分布（p>0.05）（圖5）。
圖3 "漏掉一個(gè) "分析。紅線為隨機(jī)效應(yīng) IVW 的分析結(jié)果
圖4 MR 估計(jì)值直觀顯示了單個(gè)離群 SNP 的徑向圖，曲線顯示了每個(gè) SNP 的比率估計(jì)值
圖5 腸道微生物群與強(qiáng)直性脊柱炎的 MR 分析正態(tài)分布圖
最大似然法、懲罰性加權(quán)中位數(shù)和 IVW（固定效應(yīng)）結(jié)果表明，乳桿菌、鏈球菌、變形菌和漆螺菌與強(qiáng)直性脊柱炎沒有遺傳因果關(guān)系（p > 0.05）（圖 6）。
圖6 腸道微生物群（乳酸桿菌、鏈球菌、變形菌和漆螺菌）與強(qiáng)直性脊柱炎之間的 MR 分析
3. 剔除異常值后的孟德爾隨機(jī)化分析
由于蛋白細(xì)菌和強(qiáng)直性脊柱炎的 MR 分析存在異質(zhì)性和水平多效性，而且 MR-PRESSO 發(fā)現(xiàn)了一個(gè)異常值（rs11715072），因此在剔除異常值后，作者進(jìn)行了第二輪 MR 分析。
剔除rs11715072后，隨機(jī)效應(yīng)IVW結(jié)果顯示，蛋白細(xì)菌與強(qiáng)直性脊柱炎之間不存在遺傳因果關(guān)系（p = 0.522，OR 95% CI = 1.160 [0.737-1.826]）（圖7A和圖8）。Cochran's Q 統(tǒng)計(jì)量（MR-IVW）和 Rucker's Q 統(tǒng)計(jì)量（MR Egger）顯示，蛋白質(zhì)細(xì)菌和強(qiáng)直性脊柱炎的 MR 分析沒有異質(zhì)性（p > 0.05）。MR Egger 的截距檢驗(yàn)表明，蛋白質(zhì)細(xì)菌和 AS 的 MR 分析沒有水平多向性（p > 0.05）。剔除一個(gè) "分析表明，蛋白細(xì)菌和 AS 的 MR 分析結(jié)果不是由單個(gè) SNP 驅(qū)動(dòng)的（圖 7B）。MR-PRESSO分析的全局檢驗(yàn)表明，蛋白細(xì)菌和AS的MR分析結(jié)果沒有水平多效性（p > 0.05），MR-PRESSO分析的扭曲檢驗(yàn)表明，蛋白細(xì)菌和AS的MR分析結(jié)果沒有異常值。此外，IVW 和 MR Egger 徑向 MR 法劃分結(jié)果顯示，蛋白細(xì)菌和 AS 之間的 MR 分析沒有異常值（圖 7C）。MR-RAPS 分析表明，蛋白細(xì)菌和 AS 之間的 MR 分析呈正態(tài)分布（p > 0.05）（圖 7D）。
圖7 排除一個(gè)離群 SNP（rs11715072）后，對(duì)蛋白細(xì)菌和強(qiáng)直性脊柱炎的 MR 分析
圖8 在排除一個(gè)異常 SNP（rs11715072）后，對(duì)蛋白細(xì)菌和強(qiáng)直性脊柱炎進(jìn)行 MR 分析
MR Egger、加權(quán)中位數(shù)、wimple 模式、加權(quán)模式、MR-RAPS、最大似然法、懲罰加權(quán)中位數(shù)和 IVW（固定效應(yīng)）的 MR 分析結(jié)果與隨機(jī)效應(yīng) IVW 一致（圖 8）。
總結(jié)
作者的研究結(jié)果表明，在基因水平上，乳酸菌、鏈球菌、變形菌和漆螺菌與強(qiáng)直性脊柱炎之間沒有因果關(guān)系。不過，這并不排除它們?cè)谶z傳以外的層面上存在關(guān)聯(lián)的可能性。要研究這些可能的聯(lián)系，還需要進(jìn)行更深入、更廣泛的研究。
