【摘 要】目的：通過孟德爾隨機化（MR）算法，探究甲狀腺功能減退癥與系統(tǒng)性紅斑狼瘡、皮肌炎、類風濕關節(jié)炎、混合性結締組織病之間的因果關系。方法：根據(jù)相應的閾值從全基因組關聯(lián)研究數(shù)據(jù)（GWAS）中選取與甲狀腺功能減退癥有關的單核苷酸多態(tài)性位點（SNPs），并采用逆方差加權法（IVW）、MR-Egger回歸、加權中位數(shù)法、簡單模式和加權模式進行評估，以探究甲狀腺功能減退癥與多種結締組織疾病之間風險關聯(lián)性。同時利用Cochran Q檢驗評估SNPs的異質性，使用MR-Egger截距檢驗SNPss的水平多效性，以“留一法”敏感性分析驗證MR結果是否受單個SNP的影響。結果：甲狀腺功能減退癥是多種結締組織疾病發(fā)生的危險因素。IVW模型顯示，甲狀腺功能減退癥是系統(tǒng)性紅斑狼瘡（OR = 1.612）、皮肌炎（OR = 2.410）、類風濕關節(jié)炎（OR = 1.004）、混合性結締組織疾?。∣R = 1.078）的危險因素。MR-Egger回歸截距項的P值均 > 0.05，表明所用的SNPs不存在基因多效性，說明本研究的結果可靠；異質性檢驗結果的P值均 > 0.05，提示所篩SNPs之間無異質性；“留一法”敏感性分析顯示因果關聯(lián)不受單一SNP效應的影響。結論：遺傳學研究表明，甲狀腺功能減退癥增加系統(tǒng)性紅斑狼瘡、皮肌炎、類風濕關節(jié)炎、混合性結締組織疾病的發(fā)生風險。

【關鍵詞】 甲狀腺功能減退癥；結締組織疾病；孟德爾隨機化；因果關系

Exploring the Causal Relationship Between Hypothyroidism and Various Connective Tissue Diseases Based on Mendelian Randomization

CHEN Bing-kun，CHENG Bin，CHEN An-ming，LIU Hong-wei，HUANG Yan-feng，TANG Hao-xi，LI Lin-hai

【ABSTRACT】Objective：To explore the causal relationship between hypothyroidism and systemic lupus erythematosus，dermatomyositis，rheumatoid arthritis，and mixed connective tissue diseases using Mendelian randomization（MR）algorithm.Methods：Single nucleotide polymorphisms（SNPs）associated with hypothyroidism were selected from genome-wide association study data（GWAS）based on corresponding thresholds，and evaluated using inverse variance weighted（IVW），MR-Egger regression，weighted median，simple mode，and weighted mode to explore the risk association between hypothyroidism and various connective tissue diseases.At the same time，Cochran Q method was used to evaluate the heterogeneity of SNPs，and MR-Egger intercept was used to test the horizontal pleiotropy of SNPs.The "Leave-One-Out" sensitivity analysis was used to verify whether the MR results were affected by a single SNP.Results：Hypothyroidism is a risk factor for various connective tissue diseases.The IVW model shows that hypothyroidism is a risk factor for systemic lupus erythematosus（OR = 1.612），dermatomyositis（OR = 2.410），rheumatoid arthritis（OR = 1.004），and mixed connectivetissue diseases（OR = 1.078）.The P-valuesof the intercept term in MR-Egger regression are all greater than 0.05，indicating that the SNPs used do not have gene pleiotropy，and the results of this study are reliable;the P-values of the heterogeneity test results are all greater than 0.05，indicating that there is no heterogeneity among the screened SNPs;the sensitivity analysis of the "Leave-One-Out" shows that causal associations are not affected by the effects of a single SNP.Conclusion：Genetic studies have shown that hypothyroidism increases the risk of systemic lupus erythematosus，dermatomyositis，rheumatoid arthritis，and mixed connective tissue diseases.

【Keywords】 hypothyroidism;connective tissue diseases;Mendelian randomization;causal relationship

結締組織?。╟onnective tissue disease，CTD）是一類以結締組織的炎癥、纖維化和免疫系統(tǒng)異常為特征的疾病，主要包括類風濕關節(jié)炎（rheumatoid arthritis，RA）、系統(tǒng)性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）、皮肌炎（dermatomyositis，DM）、混合性結締組織?。╩ixed connective tissue disease，MCTD）等［1］，這些疾病可以影響全身的多個器官和組織，包括皮膚、關節(jié)、肌肉、心臟、肺部和血管等［2-4］。它們是常見的自身免疫失衡引起的慢性炎癥性疾病，其病因尚不清楚，并且全球發(fā)病率日漸上升［5］。據(jù)報道，CTD不僅與免疫系統(tǒng)異常反應和遺傳物質改變有關，同時環(huán)境因素在CTD發(fā)病中也扮演重要角色［6］。目前，SONG等［7］研究發(fā)現(xiàn)，CTD患者發(fā)生惡性腫瘤的風險升高，包括肺癌、乳腺癌等。因此，研究CTD的相關危險因素以及預防疾病的發(fā)生和發(fā)展尤為重要。

甲狀腺功能減退癥是一種甲狀腺激素相對缺乏的自身性免疫疾病，女性比男性患病率更高［8］，且與多種疾病發(fā)生有關［9］。HEZARKHANI等［10］指出，甲狀腺功能減退癥與CTD在臨床和病因學上有共性，且兩者臨床表現(xiàn)相似，這可能增加甲狀腺功能減退癥患者發(fā)生CTD的風險。然而，MCCOY等［11］研究發(fā)現(xiàn)，伴有甲狀腺功能減退癥的患者與發(fā)生CTD的風險之間并無明顯差異。因此，甲狀腺功能減退癥與CTD之間的確切關聯(lián)尚需進一步闡明。

由于混雜因素的干擾，以至于觀察性研究的結果易引起爭議［12］，從而使得甲狀腺功能障礙與CTD發(fā)生風險理解存在不足。孟德爾隨機化（MR）法是將遺傳變異作為工具變量（IV）反映暴露因素與結局之間是否存在因果效應［13］。本研究基于全基因組關聯(lián)研究（GWAS）數(shù)據(jù)庫，通過MR分析探究甲狀腺功能減退癥是否與CTD風險增加存在因果關系。

1 資料與方法

1.1 研究設計 采用MR研究甲狀腺功能減退癥與多種CTD風險的因果關聯(lián)。首先，從GWSA數(shù)據(jù)庫獲得與甲狀腺功能減退癥有關的暴露因素數(shù)據(jù)集，并獲取相關的單核苷酸多態(tài)性位點（SNPs）作為IV。其次，通過GWSA獲取SLE、DM、RA、MCTD的關聯(lián)數(shù)據(jù)集，確定與IV的相應SNPs，通過統(tǒng)計學方法綜合評價甲狀腺功能減退癥與多種CTD的風險因果關聯(lián)。MR分析應滿足3個假設：①IV應與暴露因素具有顯著相關性；②IV與“暴露-結局”的混雜因素應被排除；③ IV僅通過暴露因素而非其他因素影響結局。見圖1。

1.2 資料來源 本研究數(shù)據(jù)來源于GWAS數(shù)據(jù)庫（https：//gwas.mrcieu.ac.uk/），收集了歐洲相關SNPs數(shù)據(jù)集，包括甲狀腺功能減退癥（樣本量

22 687例，9 851 867個SNPs）、SLE（樣本量482 911例，24 198 877個SNPs），DM（樣本量213 353例，16 380 451個SNPs），RA（樣本量484 598例，9 587 836個SNPs）和MCTD（樣本量115 768例，16 380 466個SNPs）。見表1。

1.3 相關SNPs篩選 首先，以P < 5×10-8篩出與甲狀腺功能減退癥的SNPs位點，并設置連鎖不平衡參數(shù)（LD）R2 < 0.001，遺傳距離為10 MB，選擇具有最小P值的SNPs，并使用Phenoscanner排除混雜因素，從而篩選出適當?shù)腎V。其次，提取數(shù)據(jù)集SNPs的相應編號、效應等位基因和非效應的等位基因，并對其進行整理和合并，確保暴露因素和結局的效應值相對于同一等位基因。再次，采用多種統(tǒng)計學方法推斷甲狀腺功能減退癥和多種CTD的因果關聯(lián)。

1.4 統(tǒng)計學方法 將暴露和結局數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)合并以保證結局變量SNPs與暴露因素SNPs的等位基因一致。使用MR-Egger回歸法、加權中位數(shù)法、逆差加權法（IVW）、加權模式和簡單模式等統(tǒng)計方法驗證MR的結果，以評價因果關聯(lián)的真實性，其中，IVW法是主要的MR分析方法。在IV滿足MR的條件時，IVW將每個單獨的SNPs因果效應比值結合起來，以反映暴露對結局的因果關系；當SNPs為有效的IV時，加權中位數(shù)法可獲得對因果效應的一致估計［14］；同時，MR-Egger回歸法用于檢驗IV是否存在多效性，其截距代表水平多效性的效應估計值［15］。統(tǒng)計分析采用R 4.1.0進行，并將檢驗水準設定為α = 0.05。

2 結 果

2.1 IV的篩選 IV的篩選需要滿足MR的條件，通過刪除弱IV及混雜因素相關的SNPs。共篩選出85個與甲狀腺功能減退癥有關的SNPs作為最終的IV，然后將甲狀腺功能減退癥SNPs數(shù)據(jù)集分別與CTD相關SNPs數(shù)據(jù)集合并，最終分別篩選出SNPSLE53個、SNPDM72個、SNPRA74個、SNPMCTD72個IV。見圖2。通過MR-Egger回歸可檢驗IV的水平多效性，結果顯示，截距項bSLE = -0.017（P = 0.548）、bDM = 0.019 （P = 0.694）、bRA = 0.0001（P = 0.115）、bMCTD = 0.004 （P = 0.165），表明所篩選的SNP與結局變量不存在基因多效性，因此不影響MR分析的結果。見表2。

2.2 MR結果分析 為了推斷甲狀腺功能減退癥與CTD是否存在因果關聯(lián)性，使用5種MR的相關分析方法，根據(jù)表3顯示，在IVW模型中，甲狀腺功能減退癥與SLE、DM、RA及MCTD的P值均 < 0.05，差異有統(tǒng)計學意義，其中ORSLE = 1.612、

ORDM = 2.410、ORRA = 1.004、ORMCTD = 1.078。此外，其他4種模型與IVW模型趨勢大體保持一致，提示甲狀腺功能減退癥增加了SLE、DM、RA及MCTD的發(fā)生風險，見圖3。

2.3 MR性能驗證 為了排除IV間的異質性，筆者采用了Cochran's檢驗，結果顯示，MR-Egger和IVW兩種方法的Cochran's Q檢驗P值均> 0.05，表明IV間不存在異質性，提示IV之間差異不影響甲狀腺功能減退癥和多種CTD的因果關聯(lián)。見表4。另外，從圖4可知，IV中的SNPs基本呈對稱分布，進一步提示IV間的異質性較小。為了排除單個SNP對因果關聯(lián)性的影響，使用“留一法”逐個去除SNPs，以檢驗其余SNPs因果效應與全部SNPs的MR分析結果，結果顯示，逐一排除單個SNP均在“0”的右側且偏倚較小，表明去除任意一個SNP均不影響因果關聯(lián)性的判斷，提示MR分析結果可靠。見圖5。

3 討 論

本研究使用GWAS數(shù)據(jù)集，運用MR分析，IVW結果支持甲狀腺功能減退癥與SLE（OR = 1.612）、DM（OR = 2.410）、RA（OR = 1.004），及MCTD（OR = 1.078）風險增加存在因果相關。

流行病學研究顯示，甲狀腺功能減退癥與CTD之間存在一定的關聯(lián)和相互影響［16］。甲狀腺功能減退癥通常是由于甲狀腺激素分泌不足引起代謝率下降［17］，而CTD是一種自身免疫性疾病，可影響多個器官，治療復雜及病情反復［18］。多項研究結果顯示，甲狀腺功能減退癥患者更容易合并患有CTD。HAMPL等［19］研究發(fā)現(xiàn)，患有甲狀腺功能減退癥的婦女患RA的風險增加。此外，一項回顧性研究顯示，甲狀腺功能減退癥患者合并患有SLE的比例明顯增加［20-21］。報道還指出，甲狀腺功能減退癥患者可能會出現(xiàn)關節(jié)疼痛、肌肉無力、皮膚干燥和炎癥性黏膜等癥狀，增加發(fā)生DM和RA等CTD風險［22-25］。然而，由于混雜因素和反向因果的影響，僅依靠觀察性研究很難明確甲狀腺功能減退癥與CTD之間的因果關系。

MR分析是一種相對新穎的流行病學研究方法，利用遺傳變異推斷疾病與健康結果的影響［26］。本研究采用MR方法，最大程度地避免混雜和反向因果的影響，從基因層面確定了甲狀腺功能減退癥是多種CTD的風險因素，其中包括SLE、RA、DM、MCTD等，為觀察性研究提供了更確切的依據(jù)。然而，本研究的不足之處在于結果僅基于歐洲人群，可能存在種族間的差異，因此需要在其他人群中進一步驗證。

綜上所述，本研究從遺傳學層面推斷甲狀腺功能減退癥與CTD的相關性，采用了IVW、加權中位數(shù)法等算法分析甲狀腺功能減退癥與SLE、DM、RA、MCTD的因果關系，且結果保持一致。因此，支持甲狀腺功能減退癥與多種CTD風險增加存在因果關聯(lián)性。

參考文獻

［1］ XU YC，WANG JX，CHU YR，et al.Diseases of the musculoskeletal system and connective tissue and risk of breast cancer：mendelian randomization study in European and East Asian populations［J］.Front Oncol，2023，26（13）：1170119-1170127.

［2］ GE X，F(xiàn)RANK-BERTONCELJ M，KLEIN K，et al.Functional genomics atlas of synovial fibroblasts defining rheumatoid arthritis heritability［J］.Genome Biol，2021，22（1）：247-285.

［3］ VONK MC，VANDECASTEELE E，VAN DIJK AP.Pulmonary hypertension in connective tissue diseases，new evidence and challenges［J］.Eur J Clin Invest，2021，51（4）：e13453-e13464.

［4］ SMOLEN JS，ALETAHA D，MCINNES IB.Rheumatoid arthritis［J］.Lancet，2016，388（10055）：2023-2038.

［5］ MUSTAFA ALI S，NASER AY，ALGHANEMI AG，et al.

Musculoskeletal system and connective tissue related hospital admission in england and wales between 1999 and 2019：an ecologic study［J］.Cureus，2022，14（12）：e32453-e32462.

［6］ FAVA A，PETRI M.Systemic lupus erythematosus：diagnosis and clinical management［J］.J Autoimmun，2019，96（1）：1-13.

［7］ SONG L，WANG Y，ZHANG J，et al.The risks of cancer development in systemic lupus erythematosus（SLE） patients：a systematic review and Meta-analysis［J］.Arthritis Res Ther，2018，20（1）：270-282.

［8］ SCHNEIDER SA，TSCHAIDSE L，REISCH N.Thyroid disorders and movement disorders-a systematic

review［J］.Mov Disord Clin Pract，2023，10（3）：360-368.

［9］ HEGEDüS L，BIANCO AC，JONKLAAS J，et al.Primary hypothyroidism and quality of life［J］.Nat Rev Endocrinol，2022，18（4）：230-242.

［10］ HEZARKHANI S，SEDIGHI S，AGHAEI M，et al.Rheumatologic manifestations in Iranian patients with auto-

immune thyroid diseases［J］.J Clin Diagn Res，2014，8（10）：MC06-MC08.

［11］ MCCOY SS，CROWSON CS，GABRIEL SE，et al.Hypothyroidism as a risk factor for development of cardiovascular disease in patients with rheumatoid arthritis［J］.J Rheumatol，2012，39（5）：954-958.

［12］ EVANS DM，DAVEY SMITH G.Mendelian randomization：new applications in the coming age of hypothesis-free causality［J］.Annu Rev Genomics Hum Genet，2015，22（16）：327-350.

［13］ BAE SC，LEE YH.Coffee consumption and the risk of rheumatoid arthritis and systemic lupus erythematosus：a Mendelian randomization study［J］.Clin Rheumatol，2018，37（10）：2875-2879.

［14］ BOWDEN J，DAVEY SMITH G，HAYCOCK PC，et al.

Consistent estimation in mendelian randomization with some invalid instruments using a weighted median estimator［J］.Genet Epidemiol，2016，40（4）：304-314.

［15］ BURGESS S，THOMPSON SG.Interpreting findings from Mendelian randomization using the MR-Egger method［J］.Eur J Epidemiol，2017，32（5）：377-389.

［16］ LUO W，MAO P，ZHANG L，et al.Association between systemic lupus erythematosus and thyroid dysfunction：a meta-analysis ［J］.Lupus，2018，27（13）：2120-2128.

［17］ CHAKER L，RAZVI S，BENSENOR IM，et al.Hypothyroidism［J］.Nat Rev Dis Primers，2022，8（1）：30.

［18］ 于江虹.結締組織病的分類與診療要點綜述［J］.中國實用醫(yī)藥，2023，18（9）：176-180.

［19］ HAMPL JS，PAPA DJ.Breastfeeding-related onset，

flare，and relapse of rheumatoid arthritis［J］.Nutr Rev，2001，59（8 Pt 1）：264-268.

［20］ LIU X，YUAN J，ZHOU H，et al.Association between systemic lupus erythematosus and primary hypothyroidism：evidence from complementary genetic methods［J］.J Clin Endocrinol Metab，2023，108（4）：941-949.

［21］ DOMINGUES SL，GON?ALVES FT，JORGE MLMP，et al.

High prevalence of hypothyroidism in systemic lupus erythematosus patients without an increase in circulating anti-thyroid antibodies［J］.Endocr Pract，2017，23（11）：1304-1310.

［22］ CHARALABOPOULOS K，MITTARI E，PESCHOS D，et al.Rare association of chronic lymphocytic thyroiditis with dermatomyositis［J］.Arch Med Res，2006，37（4）：563-565.

［23］ 龐國明，武楠，倪青.成人原發(fā)性甲狀腺功能減退癥病證結合診療指南［J］.世界中醫(yī)藥，2023，18（16）：2265-2272.

［24］ 伍偉，何東初.類風濕關節(jié)炎與甲狀腺功能關系的研究［J］.風濕病與關節(jié)炎，2019，8（6）：38-40，48.

［25］ 韓蕊，馮磊，趙澐.以甲狀腺功能減退首發(fā)的混合性結締組織病漏診分析［J］.臨床誤診誤治，2017，30（1）：53-55.

［26］ RIAZ H，KHAN MS，SIDDIQI TJ，et al.Association between obesity and cardiovascular outcomes：a systematic review and Meta-analysis of mendelian randomization studies［J］.JAMA Netw Open，2018，1（7）：e183788-e183797.

收稿日期：2024-05-18；修回日期：2024-06-28