一项双样本孟德尔随机化研究，探讨了吸烟史作为肩袖损伤风险因素的作用

《Medical Care》：A 2-sample Mendelian randomization study investigating ever smoking as a risk factor for rotator cuff injury

吸烟与肩袖损伤的因果关联研究：采用孟德尔随机化分析显示两种方法支持吸烟增加风险，但MR-Egger未达显著水平，提示需更多验证。

　　本研究旨在通过一种名为孟德尔随机化（Mendelian randomization, MR）的方法，探索吸烟与肩袖损伤之间是否存在潜在的因果关系。肩袖损伤是一种常见的肩部疾病，尤其在中老年人群中更为普遍，通常会导致慢性肩痛、肌肉无力以及关节活动受限，从而严重影响患者的日常生活和工作效率。尽管一些研究已经指出吸烟可能与肩部疾病有关，但这些研究多为观察性研究，难以明确吸烟是否为导致肩袖损伤的直接原因。因此，本研究采用了MR方法，借助遗传变异作为工具变量（instrumental variables, IVs），以减少传统观察性研究中可能存在的混杂因素和反向因果关系的干扰，从而更准确地评估吸烟对肩袖损伤的潜在影响。

### 1. 研究背景与意义

近年来，肩部疼痛的发病率显著上升，成为影响公众健康的重要问题之一。肩袖损伤作为肩部疾病的常见类型，其发病机制复杂，涉及多种生物因素和环境因素。在非创伤性肩袖损伤中，吸烟被认为是一个可能的危险因素。然而，由于传统研究方法在控制混杂变量和建立因果关系方面存在局限，因此有必要采用更先进的分析手段，如MR，以更精确地探讨吸烟是否是导致肩袖损伤的真正原因。

MR方法是一种基于遗传学的因果推断工具，其原理是利用基因变异作为自然随机分配的工具变量，模拟随机对照试验（randomized controlled trial, RCT）的因果推断过程。由于基因在受孕时随机分配，且不受环境或行为因素的影响，这种方法能够有效避免传统研究中常见的混杂偏倚和反向因果关系。因此，本研究选择MR作为主要分析手段，以期提供更为可靠的因果证据。

### 2. 研究方法与数据来源

本研究采用的是2样本MR方法，分别从两个独立的全基因组关联研究（genome-wide association study, GWAS）中获取数据。首先，吸烟行为的GWAS数据来源于IEU OpenGWAS项目数据库，该数据集包含了99,996名欧洲裔人群的遗传信息，其中约793万种单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism, SNP）。通过筛选，我们获得了与吸烟行为显著相关的SNP，并将其作为工具变量。

接下来，我们从另一份GWAS数据中获取了与肩袖损伤相关的遗传信息，该数据集包含了12,508名患有肩袖损伤的病例和167,641名未患病的对照人群。为了确保工具变量的有效性，我们对这些SNP进行了严格的筛选，包括：首先排除那些与肩袖损伤本身直接相关的SNP，以防止水平多效性（horizontal pleiotropy）；其次，通过计算F统计量，确保所选SNP具有足够的强度，避免弱工具变量偏倚（weak instrument bias）；最后，通过PhenoScanner V2数据库查询，排除那些可能与肩袖损伤相关的其他性状或混杂因素。

最终，我们保留了6个符合所有筛选条件的SNP，作为本研究的工具变量。这些SNP不仅与吸烟行为显著相关，而且与肩袖损伤没有直接关联，同时未显示出与潜在混杂因素的显著联系。这一筛选过程确保了工具变量的独立性和有效性，从而提高了MR分析的可信度。

### 3. MR分析方法与结果

为了评估吸烟对肩袖损伤的潜在因果效应，我们采用了三种互补的MR分析方法：逆方差加权法（inverse variance weighting, IVW）、MR-Egger回归法和加权中位数法（weighted median method）。这三种方法分别基于不同的假设，旨在从不同角度验证因果关系的稳健性。

其中，IVW方法是最常用的MR分析方法，它假设所有工具变量都是有效的，并通过加权平均的方式计算因果效应。本研究中，IVW方法的结果显示，吸烟与肩袖损伤之间存在显著的因果关联，其比值比（odds ratio, OR）为3.29（95%置信区间为1.41–7.71，P值为0.006）。这意味着，与非吸烟者相比，吸烟者患肩袖损伤的风险显著增加。

加权中位数法作为另一种稳健的MR方法，其原理是基于工具变量的中位数效应进行因果估计，即使部分工具变量无效，该方法仍能提供可靠的因果效应估计。本研究中，加权中位数法的结果与IVW方法相似，显示OR为2.95（95%置信区间为1.04–8.40，P值为0.043），进一步支持了吸烟与肩袖损伤之间的因果关系。

相比之下，MR-Egger回归法则用于检测潜在的水平多效性，即某些工具变量可能同时影响多个结局。该方法通过计算一个截距项来评估是否存在方向性多效性。在本研究中，MR-Egger回归的结果并不显著（OR为2.15，95%置信区间为0.41–11.28，P值为0.359），这表明可能存在模型对工具变量异质性的敏感性，或者由于样本量有限，该方法未能充分捕捉到吸烟对肩袖损伤的因果效应。

为了进一步验证这些结果的稳健性，我们还进行了多种敏感性分析，包括Cochran Q检验、MR-PRESSO测试和留一法（leave-one-out）分析。Cochran Q检验用于评估工具变量之间是否存在异质性，结果显示P值为0.673，表明异质性不显著。MR-PRESSO测试用于检测是否存在异常的工具变量，结果也显示没有显著的水平多效性（P值为0.702）。此外，留一法分析显示，即使排除任何一个工具变量，总体的因果效应估计仍然保持稳定，进一步支持了研究结果的可靠性。

### 4. 生物学机制与潜在解释

尽管MR分析提供了支持吸烟与肩袖损伤之间存在因果关系的证据，但其背后的生物学机制仍需进一步探讨。从现有的研究来看，吸烟可能通过多种途径影响肩袖组织的健康状态，从而增加损伤的风险。

首先，烟草中的尼古丁和其他有害物质可能对微循环产生负面影响，导致局部血流减少。这种血流减少可能影响肩袖组织的营养供应和修复能力，使组织更容易受到损伤。其次，吸烟会增加氧化应激水平，从而加重组织的炎症反应和损伤。氧化应激可能破坏细胞内的抗氧化系统，导致细胞功能受损，进而影响肩袖组织的修复和再生能力。此外，吸烟还可能干扰胶原蛋白的合成和成熟过程，使肩袖组织的弹性和抗拉强度下降，从而降低其对损伤的耐受能力。

这些生物学机制为吸烟与肩袖损伤之间的因果关系提供了合理的解释，但需要更多的实验和临床研究来进一步验证。例如，可以通过细胞和动物模型，研究吸烟对肩袖组织的具体影响，以及其在不同环境和遗传背景下的作用差异。

### 5. 研究的局限性与未来方向

尽管本研究提供了支持吸烟与肩袖损伤之间存在因果关系的初步证据，但仍然存在一些局限性。首先，本研究的数据仅来自欧洲裔人群，因此其结果可能无法推广到其他种族或人群。未来的研究应考虑纳入更多元化的数据集，以提高结果的普遍适用性。

其次，尽管我们对工具变量进行了严格的筛选，但仍然无法完全排除水平多效性的影响。一些工具变量可能通过其他途径影响肩袖损伤的风险，因此需要进一步探索这些SNP的生物学功能，以确认其是否确实仅通过吸烟行为间接影响肩袖损伤。

此外，虽然本研究使用的GWAS数据集规模较大，但仍然可能存在统计效力不足的问题，尤其是在识别那些效应较小的遗传变异方面。因此，未来的研究可以考虑使用更大的数据集，或者结合多种遗传数据来源，以提高因果效应的识别能力。

最后，本研究与我们之前关于吸烟与冻结肩（frozen shoulder）的MR研究在工具变量的选择上具有一定的重叠性，但其研究对象和分析目标完全不同。本研究聚焦于肩袖损伤，而冻结肩的研究则关注于肩关节活动受限的问题。这种研究设计上的差异有助于提高本研究的科学价值和临床意义。

### 6. 研究的意义与应用

本研究的结果为吸烟与肩袖损伤之间的因果关系提供了新的视角，也为未来的临床实践和公共卫生政策提供了参考依据。从临床角度来看，医生可以将吸烟作为肩袖损伤的一个可改变的危险因素，建议患者戒烟以降低患病风险。同时，对于已经患有肩袖损伤的患者，戒烟可能有助于促进组织修复和改善预后。

从公共卫生角度来看，本研究强调了吸烟作为潜在的危险因素的重要性，提示相关机构应加强对吸烟行为的干预和控制。通过推广吸烟预防和戒烟措施，可以有效降低肩袖损伤的发病率，从而减轻医疗负担和社会成本。此外，本研究还为未来的研究提供了方向，即通过结合遗传数据和临床数据，进一步探索吸烟对其他肩部疾病的影响，以及其在不同人群中的作用差异。

### 7. 结论

综上所述，本研究通过MR方法发现，吸烟与肩袖损伤之间存在潜在的因果关系。尽管MR-Egger回归法未能提供显著的因果证据，但IVW和加权中位数法的结果一致表明，吸烟者患肩袖损伤的风险显著高于非吸烟者。这些结果不仅支持了吸烟作为肩袖损伤的危险因素，也为未来的研究和临床实践提供了新的思路和方向。

然而，本研究仍存在一定的局限性，如数据来源的种族限制、工具变量数量较少以及可能存在未被识别的水平多效性等。因此，未来的研究应进一步扩大样本规模，纳入更多种族的数据，并结合多种分析方法，以提高因果推断的准确性。同时，还需要进一步探讨吸烟对肩袖损伤的具体生物学机制，以及其在不同环境和遗传背景下的作用差异。

总的来说，本研究的结果为吸烟与肩袖损伤之间的因果关系提供了初步证据，提示吸烟可能是一个重要的可干预风险因素。这一发现不仅有助于提高公众对吸烟危害的认识，也为临床医生和公共卫生政策制定者提供了新的研究方向和干预策略。通过进一步的研究和实践，我们有望更全面地理解吸烟对肩袖损伤的影响，并制定更为有效的预防和治疗措施。