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微量元素对于维持视功能至关重要，是重要辅酶的组成部分[1-2]。年龄相关性黄斑病变（age-related macular degeneration，AMD）是以黄斑区视网膜及血管病变为特征的致盲性眼病，是老年人不可逆视力丧失的主要原因，预计至2040年，全球AMD患者将达2.88亿[3-4]。AMD主要分为干性（dry-AMD，dAMD）和湿性（wet-AMD，wAMD）两型，dAMD较常见，特征为地图状萎缩（geographic atrophy，GA）及黄斑区玻璃膜疣形成，病情进展可继发脉络膜新生血管转变为wAMD，最终导致严重视力损害[5]。当前关于微量元素、维生素及脂肪酸等营养素对AMD发展及预后的影响研究较多，旨在通过一、二级预防改善AMD进程，但结果受混杂因素影响尚存争议[6]。

本研究采用孟德尔随机化（Mendelian randomization，MR）评估了7种微量元素（铜、硒、锌、钾、铁、镁、钙）与AMD的关联。基于外周血营养素GWAS数据，利用遗传变异的自然随机性，有效规避传统研究的混杂偏倚，为AMD膳食预防提供遗传学证据。

1 材料与方法

1.1 研究设计

本研究采用MR探讨了7种微量元素与AMD之间的关系。为了保证MR研究的有效性，需满足以下三大基本假设：一是相关性假设，即工具变量与暴露因素之间存在显著关联（P＜5×10-8）；二是独立性假设，即工具变量与影响暴露因素-结局指标关系的混杂因素无关；三是排除限制假设，即工具变量仅通过暴露因素对结局指标产生影响，而不存在其他中介路径的作用。见图1。

1.2 数据来源及工具变量的选择

7种微量元素GWAS数据从IEUOpenGWASdatabase（https://gwas.mrcieu.ac.uk/）数据库获取。AMD分类为dAMD、wAMD、AMD，GWAS数据库从芬兰数据库（http：//r10.finnfen.fi）获取，暴露因素与疾病的GWAS数据具体信息见表1～2。

工具变量的选择标准要求其与暴露因素之间具有显著的关联性，定义为P＜5×10-8，以识别与暴露因素高度相关的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）。为尽量减少因连锁不平衡导致的偏倚，在工具变量选择过程中设置了r2 阈值≤0.001，并要求遗传距离＞10 000 kb，并使用参考等位基因频率信息来识别和剔除回文SNP。F统计量可用于评估工具变量与暴露因素之间关联的强度，为减少弱工具变量偏倚，排除了F统计量＜20的工具变量。本研究利用了公开发表的GWAS数据，属于公开可用的数据集，因此无需伦理审批或知情同意。

1.3 统计分析与统计功效

MR分析使用R 4.3.1软件中的“TwoSampleMR”包进行。主要分析方法采用逆方差加权法（inverse variance weighting，IVW）用于估计暴露因素与结局指标之间的因果关系。结果若P＜0.05，则认为具有统计学意义，提示研究变量之间可能存在潜在因果联系[7]。为验证研究结果，还采用了补充分析方法，包括MR-Egger回归法、加权中位数法、简单模型法、加权模型法，以P＜0.05为差异有统计学意义[7-8]。

研究通过IVW和MR-Egger回归法中的Cochran’s Q检验评估工具变量的异质性，如果Cochran’s Q检验P＞0.05且I2＜25%提示异质性低，随机变异和水平多效性较少，若散点图显示各SNP效应方向一致，同时MR-Egger回归法与IVW拟合良好，则可以认为离群值的影响可能已被控制[7-8]。漏斗图对称分布提示无异质性[9]。MR-Egger截距项显著性提示多效性，截距接近零表明无多效性，若P＞0.05则可能存在方向性多效性[10-11]。为进一步确保结果的可靠性，还进行了敏感性分析，包括留一法和MR-Egger回归法分析。留一法逐一去除敏感性，依次排除每个SNP，进而可识别主导结果的SNP[12]。

2 结果

2.1 MR分析

将IVW作为主要方法进行7种微量元素与AMD、dAMD、wAMD的MR分析后，未发现铜、硒、锌、钾、铁、钙等微量元素与AMD、dAMD、wAMD有显著相关关系（表3），但发现镁对于AMD（OR=0.687，95%CI：0.512～0.921，P=0.012）、wAMD（OR=0.640，95%CI：0.433～0.944，P=0.025）具有相关关系，然而镁对于dAMD（OR=0.833，95%CI：0.589～1.180，P=0.304）无显著相关关系。见表3、图2。

2.2 检验的统计功效

对于AMD（Cochran’s Q=7.983，P=0.949；MR-Egger截距=-0.017，P=0.190）、wAMD（Cochran’sQ=10.971，P=0.811；MR-Egger截距=0.012，P=0.466）和dAMD（Cochran’s Q=8.313，P=0.939；MR-Egger截距=-0.026，P=0.094），所有异质性和多效性检验结果均无统计学意义，散点图显示各SNP效应方向一致，MR-Egger回归法与IVW拟合良好，可以认为离群值的影响可能已被控制。留一法分析提示不存在单个SNP驱动关联的情况，剔除任意遗传变异后，各亚型的效应估计值均保持稳定，95%CI重叠显著，进一步支持了研究结果的稳健性。漏斗图对称分布提示无异质性。见表4～5、图3。

3 讨论

镁是人体含量第2的微量元素（仅次于钾），广泛分布于眼组织，玻璃体浓度为0.01～1.15 mmol/L，参与能量生成、糖酵解、核酸及蛋白质合成等关键代谢过程[13-14]。镁是600多种酶的辅因子，是作为Na+/K+-ATP酶的关键辅因子，镁缺乏会抑制Na+/K+-ATP酶活性，减少ATP生成，导致钙离子蓄积并加剧氧化应激[15-16]。低镁抑制内皮生长和迁移，同时增加一些炎症标志物，如白细胞介素-1α 和白细胞介素-6、一氧化氮和血管细胞黏附分子的合成[17]。低镁可能引发氧化应激、诱导超氧化物歧化酶产生，镁离子不仅能诱导细胞骨架重组，还可显著刺激血管内皮连接蛋白表达，增强内皮屏障紧密性[18]。Orhan等[19]的研究结果显示，摄入氧化镁与吡啶甲酸能够减少高脂饮食大鼠视网膜中丙二醇的含量，增加超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶的浓度，减轻大鼠视网膜的氧化应激和炎症反应；Imamo pagenumber_ebook=116,pagenumber_book=110

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lu等[20]研究表明，硫酸镁能显著减少缺血缺氧大鼠模型中视网膜神经节细胞的凋亡，同时降低视网膜血管内皮生长因子受体-2和胶质纤维酸性蛋的表达水平。

Šalková Kráɬová 等[21]研究发现对照组摄入的多种营养素（维生素B族、镁、锌等）显著高于病例组；Agrón等[22]研究指出鱼类矿物质（铜、铁、镁、硒）对于AMD具有保护作用。地中海饮食以丰富的植物性食物（蔬菜、水果、豆类、全谷物、坚果）、橄榄油为主，适量鱼类和乳制品，少量红肉和葡萄酒为特点，被公认为最健康的膳食模式之一[23-24]。Nunes等[25]和Keenan等[26]认为地中海饮食可降低AMD风险，并降低进展为晚期AMD及大玻璃膜疣的风险。镁元素广泛存在于种子坚果、绿叶蔬菜、豆类、全谷物、鱼类及乳制品等食物中，采用地中海饮食模式可能有助于镁元素补充，在日常生活中适当增加这类含镁食物的摄入，或对AMD的预防和病情延缓具有潜在益处。

本研究采用外周血微量元素的GWAS数据作为暴露因素，较传统的问卷调查或24 h膳食回顾法更能避免回忆偏倚。基于欧洲人群GWAS数据的结果外推至亚洲人群需谨慎，且镁与AMD风险负相关的具体机制尚需阐明。由于欧亚人群在遗传背景和饮食结构上存在差异，未来需在亚洲人群中开展独立验证和前瞻性研究以确认这一因果关联。研究发现7种微量元素中，镁元素与AMD风险降低显著相关，且可能延缓疾病进展，建议临床医师可考虑指导健康人群及早期AMD患者通过膳食合理补充镁摄入。

利益冲突声明：本文所有作者均声明不存在利益冲突。

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【作者机构】	贵州医科大学；贵州医科大学附属医院眼科
【分类号】	R774.5;R151.3
【基金】

基于孟德尔随机化探讨7种微量元素与年龄相关性黄斑病变因果关系研究

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