Анализ менделевской рандомизации (MR) использовал данные из общедоступного GWAS (https://gwas.mrcieu.ac.uk/), который уже получил необходимые этические и информированные одобрения согласия при первоначальном сборе данных. В результате для проведения исследования не требовалось дополнительное этическое или информированное согласие. Программное обеспечение и используемые базы данных перечислены в Таблице материалов.
1. Данные о воздействии
Сводная информация GWAS о относительном поступлении макронутриентов жиров, белков, углеводов и сахара была получена более чем от 235 000 человек европейскогопроисхождения 23. Питание за предыдущий день (UKB) или привычное (все остальные когорты) фиксировалось с помощью комплексных анкет по продуктам питания. Относительный поступление каждого макронутриента корректировался за счет общего потребления энергии, что позволяло создавать нелинейные эффекты. Следуя строгим процедурам контроля качества, итоговый агрегированный размер выборки составляет 235 391 для сахара и 268 922 для жиров, белков иуглеводов 23. Основные характеристики участников, включённых в GWAS, относительно относительного потребления макронутриентов в рационе, изложены в таблице 1.
Данные о генетических ассоциациях микронутриентов были получены на основе всестороннего обзора существующей литературы и доступности надёжных GWASs в европейских популяциях. Кратко, сводные статистические данные GWAS были включены по семи ключевым минералам: сывороточному кальию, меди, железу, магнию, фосфору, селену (измеряемому в образцах крови или ногтей на ногах) ицинка 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, а также семь витаминов, включая 25-гидроксивитамин D, витамин A1 (ретинол), витамин B6, витамин B9 (фолиевая кислота), витамин B12, витамин C и витаминE 32,33,34,35,36,37. Основные характеристики участников, включённых в GWAS микроэлементов, обобщены в Таблице 1.
2. Данные о результатах
Данные результатов были получены в рамках проекта IEU GWAS (https://gwas.mrcieu.ac.uk/), разработанного в Интегративном эпидемиологическом подразделении MRC Университета Бристоля. В частности, миопия рассматривалась как результат с использованием данных из источника: ukb-b-6353 (n = 460 536), катаракта от источника: ebi-a-GCST90018814 (n = 491 877), глаукома из источника: ebi-a-GCST90013865 (n = 406 927) и ранняя возрастная макулярная дегенерация от источника: ebi-a-GCST010723 (n = 105 248). Основные характеристики участников, включённых в GWAS, по миопии и другим серьёзным глазным расстройствам, изложены в таблице 2. Определения фенотипов заболеваний глаз были основаны на исходных наборах данных GWAS. Миопия (ukb-b-6353) была получена в Британском биобанке и определена на основе собственного использования очков или контактных линз, в основном для дальнего наблюдения (близорукость). Результаты катаракты и глаукомы были получены на основе крупных мета-анализов GWAS, основанных на клинически диагностированных случаях, выявленных по медицинским записям или статистике больничных эпизодов. Ранняя возрастная макулярная дегенерация (ВМД) была определена согласно стандартизированным диагностическим критериям, использовавшимся в оригинальных исследованиях консорциума GWAS. Различия в определениях фенотипов между исследованиями могут вводить некоторую гетерогенность и должны учитываться при интерпретации результатов.
3. Выбор инструментальных переменных
В качестве инструментальных переменных были выбраны однонуклеотидные полиморфизмы (SNP), связанные с воздействием на уровне геномной значимости (P < 5 × 10⁻8). Независимые SNP были выбраны в качестве инструментальных переменных с порогом r2 < 0,001, исходя из их расстояния в пределах 10 000 кб в данных по Европе 1000G, с использованием пакета R "TwoSampleMR". Прочность выбранных приборов оценивалась с помощью статистикиF 38. Статистика F больше 10 обычно считается показателем сильных инструментальныхпеременных 39. Все анализы были гармонизированы для обеспечения согласования аллелей эффекта между наборами данных по воздействию и результатам.
4. Менделевские оценки рандомизации
Для оценки причинно-следственной связи между пищевыми макронутриентами и микроэлементами, а также миопия и другие серьёзные глазные расстройства для МР-анализа был применён пакет R «TwoSampleMR». Генетические варианты, связанные с каждым из диетических макронутриентов и микроэлементов, использовались в качестве инструментальных переменных для изучения их причинной связи с миопиями и другими серьёзными глазными заболеваниями. МР-анализ основывается на трёх ключевых предположениях: (1) предположении релевантности, при котором генетические варианты тесно связаны с воздействием; (2) предположение независимости, при котором варианты независимы от конфузионеров; и (3) предположение ограничения на исключение, при котором варианты влияют на результат только через интересующее воздействие. Были реализованы различные методы МР, включая взвешенное с обратной дисперсией (IVW), взвешенную медиану, взвешенный режим и MR-Egger, при этом основным подходом служил IVW, а другие методы — для оценки надёжности результатов. Метод IVW обеспечивает наиболее точную причинную оценку, когда все инструментальные переменные валидны или когда горизонтальная плейотропия сбалансирована между вариантами. Взвешенный медианный оценщик может давать последовательные оценки даже при недействительности до 50% генетических инструментов. Метод регрессии MR-Эггера позволяет обнаруживать направленную плейотропию, оценивая термин перехвата, отражающий средний плейотропный эффект между генетическими вариантами. Изначально причинные оценки рассчитывались с использованием моделей IVW с фиксированными эффектами, а при обнаружении значимой гетерогенности применялись модели случайных эффектов IVW (p < 0,05). Для учёта множественных сравнений при различных воздействиях и результатах была применена коррекция коэффициента ложного обнаружения (FDR) с помощью метода Бенджамини–Хохберга. Статистическая значимость определялась как скорректированное по FDR P < 0,05, тогда как P < 0,05 считалось номинально значимым. Все анализы проводились в R (версия 4.1.2). Для уточнения аналитической структуры схематическое представление MR-дизайна и предположений показано на рисунке 1.
5. Анализ гетерогенности и чувствительности
Для оценки надёжности результатов МРТ были проведены тесты на гетерогенность для выявления возможных несоответствий между инструментальными переменными. Гетерогенность оценивалась с помощью статистики Cochran Q, где значение P < 0,05 указывало на значимую гетерогенность40. Дополнительно проводились анализы чувствительности для оценки потенциальной плейотропии, при которой генетические варианты могут влиять на исход через биологические пути, отличные от интересующего воздействия. Направленная плейотропия оценивалась с помощью регрессионного перехватного тестаMR-Egger 41. Кроме того, для выявления и удаления потенциальных плейотропных выбросов (p < 0,05) и для предоставления скорректированных причинных оценок при необходимости применялся метод менделевской рандомизации плейотропных выбросов (p 0,05) и скорректированных причинных оценокпри необходимости 41.