Health Protection and Promotion
油性、非油性鱼类摄入与前列腺癌的因果关联:两样本孟德尔随机化研究
【摘要】 目的 采用两样本孟德尔随机化（mendelian randomization，mr）分析方法，探讨油性、非油性鱼类摄入与前列腺癌之间的因果关联。方法 英国生物银行提供了油性和非油性鱼摄入量的全基因组关联研究（GWAS）数据。芬兰数据库提供了前列腺癌GWAS 数据。采用了反方差加权（IVW）作为两样本孟德尔随机化分析的主要方法。同时进行异质性和水平多效性检验以确保结果的稳健性。结果 当油性鱼类摄入作为暴露时，IVW分析显示存在显著的相关性（P =0.004，B =0.72），且 IVW的方向性和其余三个分析相一致。当非油性鱼类摄入为暴露时， IVW未发现与前列腺癌具有相关性（P =0.09，B =1.29），且使用 MR Egger、weighted Median 和 Weighted mode方法进行了进一步的分析，仍未发现明显相关性。结论 研究结果表明，摄入油性鱼类可能增加患前列腺癌的风险，非油性鱼类摄入与前列腺癌无相关性。
【关键词】 油性鱼类；前列腺癌；全基因组关联研究；因果推断；孟德尔随机化
中图分类号 R737.25 文献标识码 A 文章编号 1671-0223(2024)04-274-05
Causal association of oiled and non-oiled fish intake with prostate cancer: a two-sample Mendelian randomization study
Gao Weixing. North China University of Science and Technology Affiliated Hospital, Tangshan 063000, China
【Abstract】 2bmective To investigate the causal association between oiled and non-oiled fish intake and prostate cancer using two-sample mendelian randomization (MR) analysis. Methods Genome-wide association study (GWAS) data on the intake of oily and non-oily fish were obtained from the UK Biobank. Prostate cancer GWAS data for this study were provided by the Finnish database. Inverse variance weighting (IVW) was employed as the primary method for the two-sample Mendelian randomization analysis. Concurrent heterogeneity and horizontal pleiotropy analyses were conducted to ensure the robustness of the results. Results When oily fish intake was used as exposure, the IVW analysis showed a significant correlation (P=0.004, B=0.72), and the directionality of the IVW was consistent with the remaining three analyses. When non-oily fish intake was exposure, IVW showed no association with prostate cancer (P=0.09, B=1.29), and further analysis using MR Egger, Weighted Median, and Weighted mode methods still revealed no significant association. Conclusion The study findings suggest that consuming oily fish may increase the risk of prostate cancer, whereas the intake of non-oily fish is not correlated with prostate cancer.
【.ey words】oily fish; Prostate cancer; Genome-wide association study; Causal inference; Two-sample mendelian randomization analysis
前列腺癌是男性中常见的恶性肿瘤，其发病率和死亡率居前五位之列 [1-2]。目前，前列腺癌的发病率每年仍不断上升 [1-2]。许多因素影响前列腺癌的发生和进展，其中饮食就被认为与前列腺癌存在密切相关性[3-4]。流行病学数据分析显示，从低风险国家移民到高风险国家的人群中，前列腺癌的发病率显著增加，这一结果暗示其发病机制和病因可能受到饮食和生活方式的影响 [5]。
在前列腺癌的研究领域，食用鱼作为主要蛋白质来源，富含多不饱和脂肪酸和各种生物活性化合物，引起了广泛关注[6]。多项研究表明，摄入多不饱和脂肪酸与前列腺癌的发生发展可能相关[7-9]。多不饱和脂肪酸的主要来源是鱼类，其具有抑制炎症、减少细胞增殖和促进细胞凋亡等潜在抗癌效应 [10-11]。此外，鱼类富含维生素 D、维生素E、硒、锌和其他微量矿物质，这有助于预防和治疗前列腺癌[12-13]。但是有一些研究表明，摄入鱼类与增加前列腺癌患病风险相关，数据表明与一般人群相比，那些大量摄入鱼类的人患前列腺癌的机会显著增加 [14-15]。这些研究的不一致可能源于研究设计、样本大小、地理位置和各种混杂因素等。
孟德尔随机化（MR）是强大的因果推断工具。主要是通过利用单核苷酸多态性（SNPS）来确定暴露与疾病之间是否存在因果关系 [16]。在 MR中，遗传变异被用作推断暴露与结局之间因果关系的工具。遗传变异是基因传递中等位基因的
随机分离的结果，由于其结果不太容易受到混杂因素的影响，这意味着其结果比传统观察性研究更可靠[17]。目前这种方法已广泛用于研究人们日常生活习惯与疾病风险之间的因果关系 [18-20]。本研究通过对芬兰数据库和英国生物银行数据库两个数据库来源的人群进行MR分析，以评估油性、非油性鱼类摄入与前列腺癌之间是否存在潜在的因果关系。研究对象
从英国生物银行中分别获取了具有欧洲血统的460443 名油性鱼类摄入个体和 460880名非油性鱼类摄入个体，及来自芬兰数据库前列腺癌全基因组关联研究（GWAS）数据被用作结局，其中前列腺癌的样本包括6311 例病例和 88902 例对照。
所有使用的数据均是来源于已发表的研究或公开可获得的GWAS数据，所有数据都可从 [https://gwas.mrcieu.ac.uk/] 中下载。1.2统计分析
MR分析使用 Mendelr R软件包进行，该分析从不同的队列中获取与暴露（油性鱼摄入）相关的SNPS，以估计暴露对结果的效应。总共使用了四种MR方法来评估暴露对癌症的影响，即主要分析方法反方差加权（IVW）和其他三种附加分析（MR Egger、weighted Median 和 Weighted mode 方法）。对于IVW方法，在结果存在异质性时我们使用随机效应模型，在结果无异质性时使用固定效应模型。IVW方法可以在没有水平多效性（horizontal pleiotropy）的情况下实现无偏的因果估计。1.1
作者单位：063000 河北省唐山市，华北理工大学附属医院*通讯作者
MR Egger方法允许在存在水平多效性的情况下进行估计，但容易受到工具变量的影响。此外，Weighted Median 方法允许考虑每个工具变量的分布，从而减小由于某些工具变量引起的影响。Weighted Mode 类似于 Weighted Median，但通过考虑众数而不是中位数来估计因果效应。P<0.05为差异有统计学意义。通过限制P<5×10-8获得了与暴露具有相关性的SNPS，
表 1 MR分析部分 SNPS 信息表
SNPS rs11680516 rs1260326 rs16822430 rs17317920 rs35287743 rs3799077 rs4318925 rs56094641 rs6957745 rs7148387 rs838133 rs10061973 rs10076975 rs10510554 rs10513136 rs10828250 rs114497213 rs11767283 rs11859365 rs1201289 rs12663865 rs12855717 rs12896749 rs12983532 rs13070166 rs1361016 rs1421085 rs16891727 rs17050031 rs1876245 rs1951286 rs2374424
暴露状态非油性鱼摄入非油性鱼摄入非油性鱼摄入非油性鱼摄入非油性鱼摄入非油性鱼摄入非油性鱼摄入非油性鱼摄入非油性鱼摄入非油性鱼摄入非油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入
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Beta 0.0123 -0.0096 0.0116 0.0091 -0.0177 -0.0107 -0.015 0.0126 -0.0122 -0.0093 0.0162 -0.0109 0.0112 0.011 -0.0233 -0.0201 0.0273 0.0177 0.0226 -0.0107 0.0128 -0.0122 -0.011 -0.0134 0.0142 0.015 0.0185 -0.0237 -0.012 0.0151 -0.0146 -0.0114 0.002 0.0017 0.0019 0.0016 0.0026 0.0018 0.0021 0.0017 0.002 0.0017 0.0017 0.0019 0.002 0.0019 0.0039 0.0021 0.0042 0.0023 0.0022 0.002 0.0022 0.0019 0.002 0.0022 0.0023 0.0027 0.0019 0.0028 0.0019 0.0019 0.002 0.002 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 22.5 20.1 22.3 18.9 29.7 22.7 30.4 35.2 22.1 19.3 59.8 27.1 27.4 27.5 30.6 79.9 35.6 49.6 88.8 25.3 27.5 34.3 26.2 31.1 32.8 27 75.7 58.5 33.4 51.6 44.9 28.9
rs275160 rs2827161 rs28533540 rs28623270 rs2952140 rs303817 rs3124402 rs34555420 rs35287743 rs4002471 rs4510068 rs45501495 rs4869859 rs4982738 rs510161 rs552234 rs55930451 rs55985303 rs59355765 rs6033437 rs6059844 rs6089753 rs61882686 rs631490 rs6465487 rs703987 rs7243428 rs7254235 rs75887709 rs7683782 rs790564 rs905575 rs9301837 rs9597870 rs9606833 rs973526 rs9841174 rs9889161 rs9958909油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入油性鱼摄入
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Ea：效应等位基因（effect allele）；oa：其他等位基因（other allele）；eaf：效应等位基因频率（effect allele frequency）；beta：回归系数； Se：标准误差（standard error）
当油性鱼类摄入作为暴露时，IVW分析显示与前列腺癌存在显著的相关性（P =0.004，B =0.72），且 IVW的方向性和其余三个分析相一致。通过 IVW（Q=83.4，P=0.02）和 Mregger（q =83.0，P =0.02）分析发现存在轻度异质性，因此IVW选择随机效应模型。根据 MR-PRESSO（P >0.05）和 Mregger（intercept=-0.008，p =0.58）分析，未检测到水平多效性，表明结果具有稳定性。见图2。图 2
目前尚未出现利用MR分析探讨鱼类摄入量与前列腺癌患病风险之间因果关系的研究。本研究MR分析显示，摄入油性鱼类与前列腺癌患病风险呈正相关，而非油性鱼的MR分析未显示与前列腺癌存在因果关联。
对于油性和非油性鱼的不同结果可能归因于它们不同的脂肪含量。油性鱼含有更多的脂肪，尤其富含多不饱和脂肪酸。因为这些多不饱和脂肪酸人体无法产生，所以人类的多不饱和脂肪酸主要来源是通过体外摄入，而油性鱼类是目前主要的多不饱和脂肪酸来源之一。多不饱和脂肪酸的主要分子组成部分包括二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳五烯酸（DPA）和二十二碳六烯酸（DHA）。在先前的一项大型前瞻性试验中，
[21]
Brasky 等 报告称，高血浆磷脂浓度中长链多不饱和脂肪酸，包括 EPA、DPA 和DHA，与前列腺癌的风险增加相关。对于EPA，患病风险仅在高级别癌症中显著，但并不具有统计学意义。对于DHA，患病风险在总体、低级别和高级别癌症中均为正值且具有统计学意义。这与我们的研究结果相一致。在
[14]另一项前瞻性调查中，Crowe 等 通过分析 5000 多例病例和6000多名对照发现，如果男性的血液中循环硬脂酸浓度较低，而 EPA 和 DPA浓度较高时，他们患前列腺的概率略高。此外， Outzen[22] 等人发现，高脂鱼的摄入与前列腺癌特异性死亡的风险增高相关。这可能表明鱼脂肪参与了前列腺癌的发生发展。在一项关于多不饱和脂肪酸与前列腺癌关系的独立研究中，
[23]
Fu 等 也得到了类似的结果，即随着DHA摄入的增加前列腺癌患病的风险也同步增加。在通过对癌症分级后，进一步分析发现血液中EPA浓度与侵袭性前列腺癌呈正相关，而血液中 DHA浓度与非侵袭性前列腺癌呈正相关[23]。正如经典的流行病学调查一样，上述大多数研究只能展示暴露与疾病风险之间的线性相关，不能建立明确的因果关系，并且容易受到混杂变量的影响。本研究通过对鱼类摄入和前列腺癌进行MR分析，表明摄入油性鱼类可能增加患前列腺癌的风险。
MR的优势在于可以发现并明确因果关系和减少未测量的混杂因素引起的偏倚[24-25]。尽管在本次研究中最大程度上减轻了混杂因素和逆向因果发生，但仍然存在一些限制。首先，数据基于多个研究的汇总，由于患者原始数据的缺乏，无法进行更全面的分析。其次，与所有MR研究一样，水平多效性
当非油性鱼类摄入为暴露时，IVW未发现与前列腺癌具有相关性（P=0.09，B=1.29），且使用 MR Egger、weighted Median 和 Weighted mode方法进行了进一步的分析，仍未发现明显相关性。Mr-egger（q =15.1，P =0.09）和 IVW（Q =17.1， P =0.07）分析结果显示没有异质性，IVW采用固定效应模型。根据 MR-PRESSO（P >0.05）和 Mr-egger（intercept=-0.045， P =0.712）检测，未检测到水平多效性。见图2。
鱼类摄入量与前列腺癌因果关联的孟德尔随机化分析结果
和异质性是一个经常遇到的难题，且难以避免。尽管已经采用了一些方法来评估结果并确保其不受多效性的影响，但仍有存在偏倚的可能。最后，由于在此研究中使用的是具有欧洲血统的样本人群来评估鱼类摄入与前列腺癌之间的因果关系，虽然这种人群选择会减少人口分层所带来的偏倚，但也导致出现不适用于其他非欧洲血统人群的可能。
总之，我们通过MR分析揭示了油性鱼摄入与前列腺癌之间存在潜在的因果关系，与一些先前的观察性研究相一致。而限制油性鱼的摄入量可能是一种预防前列腺癌的有效策略。[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11]
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