《The Journal of Maternal-Fetal & Neonatal Medicine》：Causal relationship between 91 inflammatory factors and fetal growth restriction: a bidirectional Mendelian randomization study
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本研究采用双向孟德尔随机化(MR)方法，探讨了91种循环炎症蛋白与胎儿生长受限(FGR)的因果关联。研究发现，遗传学层面上的高水平CCL4（C-C motif chemokine 4）与FGR风险增加相关，而高水平的CXCL1、FGF-19、IL-10、IL-20及IL-24则与FGR风险降低相关（其中仅CXCL1和IL-24在多重校正后保持显著），表明特定的促炎与抗炎因子失衡可能在FGR的胎盘发病机制中扮演重要角色。这为理解FGR的免疫学病因及未来开发潜在生物标志物或治疗靶点提供了遗传学证据。
引言：探索炎症与胎儿生长受限的复杂关联
胎儿生长受限(Fetal Growth Restriction, FGR)是一种常见的围产期并发症，通常被定义为胎儿的腹围或估计体重低于同胎龄的第10百分位数。FGR不仅增加围产期母儿的死亡、早产和新生儿死亡等并发症风险，还可能导致出生后长期的健康问题。目前其确切机制尚不完全清楚，但越来越多的证据表明，妊娠期的炎症状态与其密切相关。母胎界面的炎症和免疫调节对于正常的胎盘发育和胎儿生长至关重要。成功的妊娠需要在促炎和抗炎信号之间达到精密的平衡，以支持滋养层细胞分化、螺旋动脉重塑、血管生成以及对半同种异体胎儿的母体免疫耐受。这种平衡一旦被打破，就可能导致胎盘功能障碍，表现为滋养层侵袭受损、子宫胎盘灌注缺陷和慢性胎盘缺氧——这些都是FGR常见的病理特征。在缺氧、氧化应激或代谢紊乱等条件下，胎盘组织会表现出一种无菌性炎症反应，其特征是促炎细胞因子和趋化因子（如IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α以及多种C-C和C-X-C基序趋化因子）的产生增加。这些介质会干扰滋养层功能、内皮细胞信号传导和免疫细胞募集，最终损害胎盘效率并影响胎儿生长。尽管观察性研究尝试揭示了炎症因子与FGR的联系，但传统研究设计的内在局限性使其结果易受混杂因素或反向因果关系的干扰。因此，需要新的研究方法来深入探索。
方法学基石：利用孟德尔随机化进行因果推断
孟德尔随机化(Mendelian randomization, MR)是一种基于遗传学原理的因果推断方法。其核心在于利用等位基因在配子形成时遵循随机分配的原则。MR分析可以选择与暴露因素（此处为炎症因子水平）强相关的遗传变异（通常是单核苷酸多态性，SNPs）作为工具变量(Instrumental variables, IVs)。由于这些遗传变异在出生前就已确定，不受后天环境因素或其他混杂因素的影响，因此可以提高因果推断的准确性。有效的遗传工具变量需要满足三个核心假设：第一，必须与所研究的暴露因素强相关；第二，必须与可能混淆暴露与结局之间关系的任何混杂因素独立；第三，只能通过影响暴露因素这一途径来影响结局，而不能通过其他直接或间接途径。本研究采用双向MR设计，以规避反向因果问题。
数据来源与变量筛选
本研究的数据集来源于公开的全基因组关联研究(Genome-wide association study, GWAS)汇总统计。暴露数据，即91种循环炎症因子的遗传关联数据，来源于Olink目标炎症项目组在11个不同队列中对14,824名欧洲血统参与者的测量结果。结局数据，即FGR的GWAS汇总统计，来源于FinnGen联盟R10版本数据，采用了“胎儿生长不良(Poor fetal growth)”这一表型，该表型基于母体登记诊断代码（ICD-10代码O36.5）定义，包括4054例病例和226,256例对照，共计230,310名芬兰成年女性受试者。
在筛选工具变量时，研究选择了与炎症因子在全基因组水平显著相关(p值 < 1 × 10-5)的SNPs作为潜在IVs。随后，通过设置连锁不平衡(LD)阈值(r2< 0.001，距离窗口=1000 kb)来消除SNPs之间的强相关性，并剔除了F统计量小于10的弱工具变量。最终，共有156个SNPs符合筛选标准，所有SNPs均显示出较强的关联强度（F统计量范围19.5–982.2），表明弱工具变量偏倚并不显著。
分析采用了五种MR方法，其中逆方差加权(Inverse-variance weighted, IVW)法作为主要分析方法，MR Egger、加权中位数(Weighted median)、简单模式(Simple mode)和加权模式(Weighted mode)法则作为辅助分析以加强最终结果。此外，还进行了敏感性分析以评估数据的稳健性，包括使用Cochran‘s Q统计量检验异质性、MR-Egger回归截距检验水平多效性以及留一法分析等。
研究结果：揭示关键的炎症因子
正向MR分析（探究炎症因子对FGR的因果效应）结果显示，有7种炎症因子与FGR风险存在因果关联。
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风险因子：IVW方法发现，CCL4 (C-C motif chemokine 4)水平与FGR风险呈正相关（OR = 1.11， 95% CI: 1.02–1.20， p = 0.016），即遗传预测的CCL4水平越高，发生FGR的风险越大。这一结果与加权中位数法和加权模式法的结果一致。
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保护性因子：IVW方法预测显示，CXCL1 (C-X-C motif chemokine 1, OR = 0.80)、FGF-19 (Fibroblast growth factor 19, OR = 0.87)、IL-10 (Interleukin-10, OR = 0.87)、IL-20 (Interleukin-20, OR = 0.79)、IL-24 (Interleukin-24, OR = 0.70)以及CCL13/MCP-4 (Monocyte chemoattractant protein-4, OR = 0.89)的水平与FGR风险呈负相关，即遗传预测的这些因子水平越高，发生FGR的风险越低。
然而，在进行多重检验校正（错误发现率FDR校正）后，仅CXCL1和IL-24的关联保持了统计学显著性（校正后q值均为0.016）。CCL4、FGF-19、IL-10和IL-20的原始p值虽小于0.05，但未通过多重校正（所有q值 > 0.05），因此可被视为提示性关联。此外，敏感性分析发现CCL13存在水平多效性（MR-Egger截距检验p < 0.05），因此被排除在进一步研究之外，以避免结果偏倚。留一法分析和漏斗图分析均支持上述主要结果的稳健性。
反向MR分析（探究FGR是否会导致这些炎症因子水平变化）的结果显示，未发现FGR与上述6种炎症因子（CCL4, CXCL1, FGF-19, IL-10, IL-20, IL-24）之间存在明确的因果关联，这表明FGR本身对循环中这些炎症因子水平的反向影响有限。
深入讨论：解读因子背后的生物学意义
该研究的发现将特定的炎症因子与FGR的病理生理机制联系起来。
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CCL4：潜在的促FGR风险因子：作为一种CC趋化因子，CCL4在炎症和免疫反应中扮演关键角色。它能激活中性粒细胞等免疫细胞，诱导前列腺素、白三烯和TNF-α等炎症介质的合成与释放，从而触发和维持炎症反应。在妊娠环境中，过度的炎症可能对宫内环境产生不利影响，特别是破坏滋养层细胞的侵袭能力，影响胎盘形成和胎儿血液供应。升高的CCL4还可能通过干扰滋养层细胞表面趋化因子受体的正常信号传导，或招募具有免疫抑制特性的肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)样细胞，破坏维持妊娠所需的免疫平衡，从而增加FGR风险。
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CXCL1、FGF-19、IL-10、IL-20与IL-24：潜在的保护性网络：这些因子通过不同的机制展现出与FGR风险降低的关联，凸显了炎症反应的复杂性与背景依赖性。
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CXCL1：通常被认为是一种促炎趋化因子，能通过其受体CXCR2招募中性粒细胞。然而，在FGR（一种本质上与胎盘灌注不足相关的疾病）的背景下，CXCL1强大的促血管生成特性可能压倒了其炎症潜能。它能趋化和激活内皮细胞，促进其增殖、迁移和管腔形成，通过驱动新生血管形成和确保充足的胎盘血流，可能作为一种补偿机制来预防生长受限。
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FGF-19：作为成纤维细胞生长因子家族的一员，在细胞增殖、分化、迁移、存活和血管生成中起着关键作用。在胚胎发育过程中，FGFs参与组织形成和器官形成。研究表明，FGF-19可能通过PI3K/AKT/HIF-1α通路上调HOXB5的表达，而HIF-1α作为缺氧反应的主要调节因子，可诱导包括CXCL1在内的多种促血管生成和促炎因子的表达，从而共同驱动血管重塑，对维持胎盘功能具有积极意义。
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IL-10家族成员（IL-10, IL-20, IL-24）：这一家族以强大的抗炎和免疫调节功能著称。IL-10通过与受体IL-10R1/IL-10R2结合，激活JAK1/TYK2及下游的STAT1/STAT3/STAT5通路，发挥广泛的免疫抑制作用，抑制过度的炎症反应，保护胎儿免受炎症损伤。动物模型研究显示，外源性IL-10能显著降低LPS诱导的胎鼠死亡率并缓解FGR。IL-20在胎盘炎症中扮演双向调节角色，既能刺激IL-6产生，也能在感染存在时特异性抑制TNF-α的过度产生。IL-24则作为环境应激诱导产生的调节因子。这些因子共同构成了一道维持母胎界面免疫稳态的重要防线。
研究的优势、局限与未来方向
本研究的优势在于首次大规模地使用双向MR系统评估了91种炎症因子与FGR的因果关联，覆盖了更广泛的炎症因子类型，并利用遗传学工具在很大程度上规避了观察性研究中的混杂和反向因果问题，结合多种敏感性分析增强了结果的可靠性。
然而，研究也存在一些局限性：首先，MR估计反映的是终生的遗传代理蛋白水平，而FGR是具有动态的、妊娠期特异性生物学过程的事件，遗传效应可能无法完全捕获特定妊娠阶段的炎症过程。其次，研究所用的FinnGen结局表型是基于母体登记诊断代码，而非标准化的胎儿人体测量学标准，可能引入表型异质性和错误分类。第三，研究所用SNP筛选阈值相对宽松(p < 1 × 10-5)，尽管F统计量显示工具变量强度尚可，但仍可能增加弱工具变量偏倚的风险。第四，多效性始终是细胞因子分析中固有的问题，尽管进行了多种敏感性检验，仍不能完全排除残留的多效性效应。第五，研究人群主要为欧洲血统，限制了结果对其他人群的普遍适用性。
结论与展望
总之，这项孟德尔随机化研究提供了初步的遗传学证据，表明特定的循环炎症蛋白（如CCL4, CXCL1, FGF-19, IL-10, IL-20, IL-24）与胎儿生长受限风险存在潜在关联。通过利用遗传工具，这些发现有助于优先确定那些可能导致胎盘功能障碍和FGR的炎症通路，同时减少了观察性研究中固有的混杂。这些结果为理解FGR的免疫学病因提供了新视角，并提示这些炎症因子可能作为未来风险分层或治疗靶点研究的候选生物标志物。然而，鉴于结局的定义方式、胎儿生长调节的妊娠特异性以及缺乏直接的机制验证，对结果的解释需保持谨慎。未来需要进一步的实验研究、临床研究以及聚焦于胎盘本身的研究来确认这些关联，阐明其潜在的生物学机制，并确定它们在妊娠期风险分层或治疗靶向中的相关性。对IL-20和IL-24等因子在母胎界面受体表达的深入图谱绘制和功能研究尤为迫切。
