De Mendelian Randomization (MR) analyses maakten gebruik van gegevens uit een publiek toegankelijke GWAS (https://gwas.mrcieu.ac.uk/), die al de benodigde ethische en informed consent-goedkeuringen had verkregen tijdens de initiële gegevensverzameling. Daarom was er geen verdere ethische of geïnformeerde toestemming vereist voor het onderzoek. De gebruikte software en databases staan vermeld in de Materiaallijst.
1. Blootstellingsgegevens
GWAS samenvattende informatie over de relatieve voedingsmacronutriënteninname van vet, eiwitten, koolhydraten en suiker werd verkregen van meer dan 235.000 individuen van Europese afkomst. De voedingsinname van de vorige dag (UKB) of de gewoonte (alle andere groepen) werd vastgelegd met behulp van uitgebreide voedselvragenlijsten. De relatieve inname van elke macronutriënt werd gecorrigeerd door de totale energie-inname, wat niet-lineaire effecten mogelijk maakte. Na strenge kwaliteitscontroleprocedures is de uiteindelijke geaggregeerde steekproefgrootte 235.391 voor suiker en 268.922 voor vet, eiwitten enkoolhydraten 23. De basiskenmerken van de deelnemers die in de GWAS zijn opgenomen van relatieve macronutriënteninname in het dieet worden samengevat in Tabel 1.
Genetische associatiegegevens voor micronutriënten zijn afkomstig uit een uitgebreide overzichtsanalyse van de bestaande literatuur en de beschikbaarheid van robuuste GWAS's in Europese populaties. Kort samengevat werden GWAS-samenvattende statistieken opgenomen voor zeven essentiële mineralen: serumcalcium, koper, ijzer, magnesium, fosfor, selenium (gemeten in bloed- of teennagelmonsters) en zink 24,25,26,27,28,29,30,31, evenals zeven vitamines, waaronder 25-hydroxyvitamine D, vitamine A1 (retinol), vitamine B6, vitamine B9 (foliumzuur), vitamine B12, vitamine C en vitamine E 32,33,34,35,36,37. De basiskenmerken van de deelnemers die zijn opgenomen in de GWAS van micronutriënten worden samengevat in Tabel 1.
2. Uitkomstgegevens
De uitkomstgegevens zijn verkregen van het IEU GWAS Project (https://gwas.mrcieu.ac.uk/), ontwikkeld bij de MRC Integrative Epidemiology Unit aan de Universiteit van Bristol. Specifiek werd myopie onderzocht als uitkomst met gegevens van bron: ukb-b-6353 (n = 460.536), staar van bron: ebi-a-GCST90018814 (n = 491.877), glaucoom van bron: ebi-a-GCST90013865 (n = 406.927), en vroege leeftijdsgebonden maculadegeneratie van bron: ebi-a-GCST010723 (n = 105.248). De basiskenmerken van de deelnemers die in het GWAS zijn opgenomen voor myopie en andere grote oogstoornissen worden samengevat in Tabel 2. De definities van fenotypes van oogziekten waren gebaseerd op de oorspronkelijke GWAS-datasets. Myopie (ukb-b-6353) is afgeleid van de UK Biobank en gedefinieerd op basis van zelfgerapporteerd gebruik van een bril of contactlenzen, voornamelijk voor afstandswaarneming (bijziendheid). Staar- en glaucoomuitkomsten werden verkregen uit grote GWAS-meta-analyses op basis van klinisch gediagnosticeerde gevallen die werden geïdentificeerd via medische dossiers of ziekenhuisepisodenstatistieken. Vroege leeftijdsgebonden maculadegeneratie (AMD) werd gedefinieerd volgens gestandaardiseerde diagnostische criteria die werden gebruikt in de oorspronkelijke GWAS-consortiumstudies. Verschillen in fenotypedefinities tussen studies kunnen enige heterogeniteit veroorzaken en moeten worden meegenomen bij het interpreteren van de resultaten.
3. Selectie van instrumentele variabelen
Enkel-nucleotide polymorfismen (SNP's) geassocieerd met blootstellingen met genoombrede significantie (P < 5 × 10⁻8) werden geselecteerd als instrumentele variabelen. Onafhankelijke SNP's werden geselecteerd als instrumentele variabelen met een r2-drempel van < 0,001, gebaseerd op hun afstand binnen 10.000 kb in de 1000G Europese data, met behulp van het "TwoSampleMR" R-pakket. De sterkte van de geselecteerde instrumenten werd beoordeeld met behulp van de F-statistiek38. Een F-statistiek groter dan 10 wordt over het algemeen beschouwd als indicatief voor sterke instrumentele variabelen39. Alle analyses werden geharmoniseerd om de afstemming van effectallelen tussen blootstellings- en uitkomstdatasets te waarborgen.
4. Mendeliaanse randomisatieschattingen
Om de oorzakelijke relatie tussen voedingsmacronutriënten en micronutriënten, myopie en andere grote oogaandoeningen te schatten, werd het "TwoSampleMR" R-pakket toegepast voor MR-analyse. Genetische varianten die geassocieerd zijn met elk van de voedingsmacronutriënten en micronutriënten werden gebruikt als instrumentele variabelen om hun oorzakelijke relatie met myopie en andere grote oogaandoeningen te onderzoeken. MR-analyse is gebaseerd op drie kernaannames: (1) de relevantieaanname, waarbij de genetische varianten sterk geassocieerd zijn met de blootstelling; (2) de onafhankelijkheidsaanname, waarbij de varianten onafhankelijk zijn van confounders; en (3) de aanname van uitsluitingsbeperking, waarbij de varianten de uitkomst alleen beïnvloeden door de blootstelling van interesse. Er werden meerdere MR-methoden toegepast, waaronder inverse variantie gewogen (IVW), gewogen mediaan, gewogen modus en MR-Egger, waarbij IVW de primaire benadering was en de andere methoden werden gebruikt om de robuustheid van de bevindingen te beoordelen. De IVW-methode biedt de meest precieze causale schatting wanneer alle instrumentele variabelen geldig zijn of wanneer horizontale pleiotropie in balans is tussen varianten. De gewogen mediaanschatter kan consistente schattingen genereren, zelfs als tot 50% van de genetische instrumenten ongeldig is. De MR-Egger regressiemethode maakt het mogelijk directionele pleiotropie te detecteren door een interceptterm te schatten die het gemiddelde pleiotrope effect weerspiegelt over genetische varianten. Aanvankelijk werden causale schattingen berekend met vaste effecten IVW-modellen, en werden random effects IVW-modellen gebruikt wanneer significante heterogeniteit werd vastgesteld (p < 0,05). Om meerdere vergelijkingen over meerdere blootstellingen en uitkomsten te kunnen verwerken, werd false discovery rate (FDR) correctie toegepast met de Benjamini–Hochberg-methode. Statistische significantie werd gedefinieerd als FDR-gecorrigeerde P < 0,05, terwijl P < 0,05 als nominaal significant werd beschouwd. Alle analyses werden uitgevoerd in R (versie 4.1.2). Om het analytische kader te verduidelijken, wordt een schematische weergave van het MR-ontwerp en de aannames weergegeven in Figuur 1.
5. Heterogeniteits- en gevoeligheidsanalyses
Om de robuustheid van de MR-resultaten te evalueren, werden heterogeniteitstests uitgevoerd om mogelijke inconsistenties tussen de instrumentele variabelen te detecteren. Heterogeniteit werd beoordeeld met behulp van de Cochran Q-statistiek, waarbij een P-waarde van < 0,05 significante heterogeniteit40 aangaf. Sensitiviteitsanalyses werden verder uitgevoerd om potentiële pleiotropie te beoordelen, waarbij genetische varianten de uitkomst kunnen beïnvloeden via biologische routes anders dan de geïnteresseerde blootstelling. Directionele pleiotropie werd geëvalueerd met behulp van de MR-Egger regressie-interceptietest41. Daarnaast werd de Mendelian Randomization Pleiotropy RESidual Sum and Outlier (MR-PRESSO) methode toegepast om potentiële pleiotrope uitschieters te identificeren en te verwijderen (p < 0,05) en om gecorrigeerde causale schattingen te bieden wanneer nodig41.