《Brain and Behavior》：Relationship Between Migraine and Alzheimer's Disease: A Study of Mendelian Randomization
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本研究运用孟德尔随机化（MR）方法，基于全基因组关联研究（GWAS）汇总数据，首次从遗传学角度证实偏头痛与阿尔茨海默病（AD）存在因果关联（OR=13.43，95% CI：2.86-63.16，P<0.01）。多变量分析调整代谢及血管混杂因素后，关联依然显著（OR=18.90）。结果提示慢性偏头痛可能通过胰岛素抵抗、神经炎症等共享通路增加AD易感性，为早期干预偏头痛以预防痴呆提供了新策略。
背景
偏头痛是全球最普遍的神经系统疾病之一，影响超过10亿人口，2016年已成为全球神经系统疾病中伤残调整生命年（DALYs）的第二大贡献因素。其临床特征包括头痛、腹痛、恶心、视觉异常，以及自主神经功能紊乱、情绪调节障碍、认知功能改变和感觉异常等。阿尔茨海默病（AD）作为痴呆的主要形式，目前影响着全球超过3200万人，国际阿尔茨海默病协会预测到2050年这一数字可能增长三倍。尽管AD的公共卫生影响日益严峻，但其发病和进展机制仍知之甚少。现有研究提出了多种病理过程，包括β-淀粉样蛋白（Aβ）沉积、含过度磷酸化tau蛋白的神经纤维缠结形成，以及中枢神经系统中小胶质细胞活动的失调。
关于偏头痛与AD关系的既往研究结论不一。部分研究提示偏头痛可能增加AD风险，如相对危险度（RR）为1.33（95% CI：1.16–1.53）的荟萃分析，以及韩国大型队列研究中发现的37%更高的阿尔茨海默病痴呆发病率（RR=1.37，95% CI：1.35–1.39）。然而，也有多项族裔纵向研究（n=12,495；年龄51-70岁）显示非显著的痴呆关联（RR=1.04，95% CI：0.91–1.20）。值得注意的是，现有证据多来源于观察性研究，这类设计易受残余混杂和系统性偏倚影响，在建立确定性因果关系方面存在局限。
为克服上述挑战，本研究采用孟德尔随机化（MR）方法探索偏头痛对AD的可能因果效应。MR利用遗传变异（如单核苷酸多态性，SNPs）作为暴露因素的代理变量，可减少混杂和反向因果的影响。这些变异在受孕时的随机分配模拟了自然实验，类似于观察性研究中的随机对照试验。
方法
研究设计
MR是一种基于遗传变异的工具变量分析方法，主要通过SNPs作为可改变暴露因素的代理。为确保所选SNPs作为工具变量的有效性，必须满足三个核心假设：（1）所选SNPs与偏头痛（暴露因素）存在强关联；（2）这些遗传变异仅通过影响偏头痛而影响AD风险（无多效性效应）；（3）工具变量与任何已知或未知混杂因素独立。
本研究首先采用单变量孟德尔随机化分析评估暴露（偏头痛）与结局（AD）之间的因果关系。随后进行荟萃分析以确认双样本MR结果在多个数据集中的一致性。最后应用多变量MR分析调整潜在混杂因素，增强因果推断的稳健性。
数据来源
本研究使用的偏头痛GWAS汇总数据来源于IEU Open GWAS项目（编码：ebi-a-GCST90038646）。该数据集基于患者自我报告的诊断信息，包含来自484,598个样本的9,689,034个SNPs。AD的GWAS汇总统计数据来自最新的大规模AD荟萃分析（编码：ebi-a-GCST90027158），包含111,326例临床确诊或代理AD诊断病例和677,663例对照。这些数据汇总自欧洲GWAS联盟和15个国家新收集的样本，形成了全面的泛欧洲数据集。所有数据集均来源于公开可获取资源，无需伦理审批。所有研究参与者均为欧洲 ancestry（详见表1）。
单变量孟德尔随机化分析
本研究纳入的所有SNPs均满足P < 5×10的标准。为减轻SNPs间连锁不平衡（LD）可能带来的偏倚，采用LD r < 0.001的参考阈值，并将每个SNP之间的距离设置为10,000 kb以确保其相互独立。为避免弱工具变量偏倚，排除F统计量<10的工具变量。经过上述筛选流程，最终纳入13个SNPs进行统计分析。因果估计采用逆方差加权（IVW）、MR-Egger、加权中位数和基于模式的方法（简单/加权模式）进行推导。其中IVW方法是最重要的检验方法之一。
复制性孟德尔随机化与荟萃分析
为解决样本重叠可能带来的偏倚，采用多中心数据整合策略。具体而言，从两个独立的人群队列中选择偏头痛GWAS数据集：英国生物银行（UK Biobank，编码：ukb-b-16868）和芬兰遗传流行病学研究（FinnGen，编码：finn-b-MIGRAINE_TRIPTAN）。通过独立分析后进行荟萃分析，最小化人群分层的影响，并增强结果在不同人群中的可推广性。用于复制的偏头痛和代理偏头痛GWAS汇总水平数据均从IEU Open GWAS项目获取。
多变量孟德尔随机化分析
多变量MR（MVMR）允许通过纳入多个工具变量来估计每个暴露因素对结局的直接、独立效应。鉴于AD与代谢/血管因素（如性别、BMI、高血压、糖尿病、血脂异常）之间的明确关联，MVMR模型纳入的协变量包括体重指数（BMI）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、甘油三酯、高血压状态和糖尿病。所有相应GWAS数据均通过IEU Open GWAS平台获取。
敏感性分析
为评估结果的可靠性，进行了多项稳健性检验：MR-Egger用于检测多效性，MR-PRESSO用于异常值检测，Cochran's Q检验用于异质性评估，以及留一法分析用于检验SNP稳定性。
统计分析
结局以比值比（OR，二分类变量）或β系数（连续变量）表示，均附95%置信区间（CI），以P < 0.05为统计学显著性标准。所有分析均使用R语言中的TwoSampleMR包完成。
结果
单变量孟德尔随机化
经过严格筛选流程，最终纳入13个SNPs进行统计分析。统计结果显示：IVW方法（OR=13.43，95% CI：2.86-63.16，P<0.01）、MR-Egger方法（OR=1.62，95% CI：0.004-676.62，P=0.88）和加权中位数方法（OR=34.83，95% CI：4.29-63.16，P<0.01）均支持偏头痛与AD的关联（详见表2）。
异质性与多效性检验
敏感性分析显示：（1）MR-Egger未检测到水平多效性（截距=0.007，P>0.05）；（2）MR-PRESSO未检测到异常离群值；（3）Cochran's Q检验提示工具变量无异质性（P>0.05）。上述结果共同确认了单变量孟德尔随机化分析的良好稳定性（详见表3）。
复制性孟德尔随机化
经过严格筛选，分别保留16个英国生物银行SNPs和9个芬兰队列SNPs用于MR分析。两个队列均显示一致的模式：
IVW方法揭示显著关联（英国生物银行：OR=12.64，95% CI=2.89–55.38，P<0.01；芬兰队列：OR=1.13，95% CI=1.06–1.21，P<0.01）。加权中位数显示强效应（英国生物银行：OR=32.62，95% CI=4.27–249.19，P<0.01；芬兰队列：OR=1.17，95% CI=1.07–1.28，P<0.01）。MR-Egger产生非显著估计（英国生物银行：OR=5.82，95% CI=0.03–1190.78，P=0.53；芬兰队列：OR=1.08，95% CI=0.73–1.61，P=0.71）。
敏感性分析一致表明：无水平多效性（MR-Egger截距：英国生物银行=0.003，P=0.77；芬兰队列=0.004，P=0.84）；无离群SNPs（MR-PRESSO）；工具变量无异质性（Cochran's Q：P>0.05）。
荟萃分析
为增强结果稳健性，对三项孟德尔随机化结果进行荟萃分析。评估数据集间异质性，I=90，提示数据集间存在异质性，因此采用随机效应模型进行后续分析。荟萃分析确认了稳健的IVW关联（OR=1.14，95% CI：1.07–1.22，P<0.01）。
多变量孟德尔随机化
基于多变量孟德尔随机化（MVMR）的分析显示，在调整相关混杂因素后，偏头痛与AD仍存在显著的独立因果关联（OR=18.90，95% CI：1.69-210.88，P=0.02）。这与前期发现一致。
讨论
本研究提供了令人信服的遗传学证据，表明偏头痛与AD之间存在因果关联，提示偏头痛可能是AD发病的独立风险因素。这些发现意味着持续性偏头痛可能增加阿尔茨海默病长期发病风险。
与既往研究结果一致，先前的孟德尔随机化研究已暗示偏头痛可能是AD发展的潜在促进因素。神经影像学评估已在偏头痛患者中识别出海马体积减小，这可能部分解释了对阿尔茨海默病相关神经退行性改变的易感性增加。此外，基于人群数据集的大规模荟萃分析强化了偏头痛作为AD独立风险决定因素的假设。队列研究的证据进一步支持这一联系——例如，Islamoska等观察到中年时期诊断为偏头痛的个体晚年发生AD的可能性更大。亚洲样本中也报告了类似发现，Chuang等证明即使在调整相关混杂因素后，偏头痛患者的痴呆风险仍显著升高。
尽管连接偏头痛与AD的确切生物学机制尚待完全阐明，现有证据表明重叠的病理过程——如脑内胰岛素信号受损和持续性神经炎症——可能发挥共同作用。脑胰岛素抵抗以细胞对胰岛素的反应性降低为特征，已被提出作为偏头痛病理生理学和AD进展中的机制联系。胰岛素通路紊乱可能导致异常蛋白聚集，这是神经退行性变的标志。
同样，持续的神经炎症活动被认为参与两种疾病的发病机制。偏头痛患者中频繁观察到C反应蛋白（CRP）水平升高，提示系统性炎症参与。炎症细胞因子如白细胞介素-1β（IL-1β）、IL-6和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）在偏头痛发作期间也常见升高。这些细胞因子已被牵涉到阿尔茨海默病病理中，特别是IL-6，其与认知功能恶化密切相关。
鉴于偏头痛与AD之间的流行病学联系和共享病理生理特征，研究者提出慢性偏头痛可能通过多种相互关联的生物学通路增加AD风险。这一假设得到孟德尔随机化分析结果的支持，后者强化了存在因果关系的可能性。因此，早期有效管理偏头痛可能代表降低阿尔茨海默病发病风险的潜在策略。
尽管本研究采用多种方法评估结果的稳健性，仍存在若干局限。首先，分析仅基于欧洲人群，结果是否可推广至非欧洲人群尚不明确。其次，研究基于有限的汇总水平数据，缺乏个体水平数据集访问权限，可能影响结果精确性。第三，各种MR方法的比值比存在显著差异，特别是MR-Egger分析方法。MR-Egger方法主要用于估计多效性效应，并在特定条件下估计因果性（其与IVW的区别在于考虑弱工具变量和截距等因素）。尽管如此，IVW仍为主要方法。此外，部分估计的置信区间较宽，可能源于弱工具变量的使用和样本量限制。未来研究应通过增加样本量、选择更强工具变量，并可能整合多组学数据来提高因果推断的可靠性。最后，本研究未进行双向孟德尔随机化分析。虽然现有流行病学证据表明偏头痛通常先于AD发病——且无可靠证据支持反向关系——但反向因果的可能性不能完全排除，有待未来研究进一步探讨。
结论
本研究结果为偏头痛与AD之间存在潜在因果关联提供了遗传学证据。尽管如此，仍需进一步研究：（1）在不同种族和人口群体中确认这些结果；（2）进一步揭示可能介导这一联系的生物学通路；（3）更好界定偏头痛对AD发病机制的具体贡献。当前研究局限性凸显了大样本、多中心研究的必要性，以增强这些关联的稳健性、适用性和机制理解。
