《Brazilian Journal of Otorhinolaryngology》：Effects of obstructive sleep apnea on circulating immune cells profiles: Evidence from NHANES dataset and Mendelian randomization
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摘要
目的
本研究旨在通过利用美国国家健康与营养检查调查（National Health and Nutrition Examination Survey，NHANES）数据集以及双样本孟德尔随机化（Mendelian Randomization，MR）方
摘要
目的
本研究旨在通过利用美国国家健康与营养检查调查（National Health and Nutrition Examination Survey，NHANES）数据集以及双样本孟德尔随机化（Mendelian Randomization，MR）方法，探讨阻塞性睡眠呼吸暂停（Obstructive Sleep Apnea，OSA）对免疫细胞谱的影响。
方法
研究纳入NHANES中的20,732名参与者，用于探索症状定义的OSA与外周免疫细胞之间的关系。此外，研究人员开展了双样本MR分析，以考察OSA对35项汇总外周免疫细胞特征及731种免疫表型（immunophenotypes）的影响。为确保MR分析结果的稳健性，研究人员进一步实施了敏感性分析。
结果
NHANES数据集分析与MR分析均表明，OSA患者表现出白细胞、中性粒细胞和粒细胞水平显著升高，同时淋巴细胞水平降低。此外，MR分析证明，OSA的遗传易感性与10种淋巴细胞亚型之间存在因果联系。值得注意的是，在具有OSA遗传易感性的个体中，自然杀伤T（Natural Killer-T，NKT）细胞上的CD3表达下降（βIVW = ?0.47，SE = 0.17，p = 0.005），而IgD + CD38+ B细胞上的IgD表达升高（βIVW = 0.36，SE = 0.15，p = 0.020）。未发现异质性或多效性。
结论
OSA与中性粒细胞、粒细胞及系统性免疫炎症指数（Systemic Immune-Inflammation Index，SII）升高相关。在因果层面，OSA可减少NKT细胞并扰乱淋巴细胞稳态，损害B细胞成熟/激活。这些免疫特征有望作为临床生物标志物，用于指导风险分层及个体化治疗，包括靶向免疫调节。
证据等级
本研究结合了NHANES数据集的横断面分析与利用全基因组关联研究（Genome-Wide Association Study，GWAS）数据集开展的孟德尔随机化（MR）方法。MR分析所提供的证据等级仅次于随机对照试验，高于队列研究和病例对照研究。
该文发表于《Brazilian Journal of Otorhinolaryngology》，围绕阻塞性睡眠呼吸暂停（Obstructive Sleep Apnea，OSA）与循环免疫细胞异常之间的关系展开研究。OSA是一种以睡眠过程中反复上气道塌陷、呼吸中断、睡眠碎片化及慢性间歇性低氧（Chronic Intermittent Hypoxia，CIH）为特征的常见疾病，全球受累人群巨大。既往研究提示OSA可能诱导氧化应激、交感神经过度激活及全身促炎状态，从而造成免疫功能紊乱。外周血细胞表型是机体免疫活动的重要指标，尤其淋巴细胞亚群在肿瘤、心血管事件及炎症反应调控中具有关键作用。然而，既往关于OSA与白细胞、中性粒细胞、血小板相关参数、中性粒细胞/淋巴细胞比值（Neutrophil-Lymphocyte Ratio，NLR）及T淋巴细胞表型之间关系的研究，受样本量较小、临床异质性以及潜在双向因果影响所限，结论并不一致。正因如此，开展兼具大样本观察分析与因果推断能力的研究，对于厘清OSA相关免疫失衡的真实图谱具有重要意义。
为解决上述问题，研究人员构建了双阶段研究框架。首先，基于美国国家健康与营养检查调查（National Health and Nutrition Examination Survey，NHANES）进行横断面分析，以识别症状定义OSA与外周免疫细胞之间的流行病学关联；其次，进一步利用全基因组关联研究（Genome-Wide Association Study，GWAS）汇总统计数据，采用双样本孟德尔随机化（Mendelian Randomization，MR）方法评估OSA对循环免疫细胞性状的因果效应。研究结果显示，OSA与白细胞、中性粒细胞、粒细胞及系统性免疫炎症指数（Systemic Immune-Inflammation Index，SII）升高有关，并在遗传因果层面与多种淋巴细胞亚群改变相关，尤其表现为自然杀伤T（Natural Killer T，NKT）细胞CD3表达降低及B细胞成熟/激活相关表型异常。研究提示，OSA相关免疫紊乱可能参与心血管疾病和肿瘤等共病的发生机制，并为风险分层与个体化免疫调节治疗提供潜在生物标志物依据。
主要技术方法概括：研究第一阶段纳入NHANES 2005–2008及2015–2018周期共20,732名成年参与者，以问卷症状界定OSA，并采集全血细胞计数及炎症指标，采用倾向评分匹配（Propensity Score Matching，PSM）、Logistic回归、多重插补及平衡性评估开展横断面分析。第二阶段使用FinnGen中的OSA GWAS数据、IEU OpenGWAS中的35项血液学性状数据及基于撒丁岛人群流式细胞术（flow cytometry）获得的731种免疫表型数据，实施双样本MR分析，以逆方差加权法（Inverse-Variance Weighted，IVW）为主，并辅以敏感性分析、反向MR分析、异质性检验和水平多效性检验。
一、Population characteristics of NHANES
研究最终纳入20,732名参与者，其中男性10,277例，女性10,455例；2,618例（12.63%）符合可能OSA标准，该标准基于自报打鼾、夜间呼吸暂停和日间嗜睡。与非OSA组相比，OSA组更倾向于年龄较大、白人、男性、体重指数（Body Mass Index，BMI）更高，且高血压、糖尿病及高胆固醇患病比例更高，差异均具有统计学意义。该结果说明，在总体人群中，OSA不仅具有典型代谢与心血管危险特征，也为后续分析中控制混杂因素提供了必要依据。
二、Association between OSA and hematological parameters
在1:1倾向评分匹配后，OSA组与非OSA组各纳入2,592人，年龄、性别、种族、BMI、高血压、高胆固醇和糖尿病等基线特征已无显著差异。匹配前，OSA参与者白细胞、单核细胞、分叶中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、NLR、SII以及血红蛋白、红细胞压积、红细胞计数、红细胞分布宽度更高。匹配并校正混杂因素后，OSA与白细胞、单核细胞、分叶中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、平均红细胞体积（Mean Cell Volume，MCV）和血小板计数（Platelet Count，PLT）差异仍显著，同时SII显著升高，NLR呈接近显著趋势。该部分结果说明，OSA与全身炎症激活及某些血液学参数改变密切相关，其中SII作为综合免疫炎症指标在OSA中的升高具有较强提示意义。
三、Cross-sectional sensitivity analyses
为验证横断面结果的稳健性，研究人员对匹配效果和缺失值处理进行了敏感性分析。匹配后各协变量的标准化均数差（Standardized Mean Difference，SMD）均<0.1，且保留了99%的OSA病例，提示PSM实现了较好的组间平衡且未明显损失统计效能。此后，研究人员采用多重插补处理BMI、高血压、高脂血症等缺失数据，并再次进行PSM，形成2,592对平衡匹配样本。完整病例分析重复验证了原始显著结果，即白细胞、单核细胞、中性粒细胞、MCV、血小板和SII差异保持显著，仅平均红细胞血红蛋白量（Mean Cell Hemoglobin，MCH）处于边缘显著。该部分表明，横断面分析所得OSA-免疫关联具有较好的稳健性，不太可能由缺失数据处理方式或样本不平衡造成。
四、MR of OSA and circulating immune cells
MR分析用于评估遗传预测的OSA对循环免疫细胞的因果影响。结果显示，OSA遗传易感性与白细胞计数增加、髓系白细胞计数增加显著相关，同时还导致中性粒细胞和粒细胞计数升高。此外，中性粒细胞与嗜酸性粒细胞总和计数、嗜碱性粒细胞与中性粒细胞总和计数，以及白细胞中中性粒细胞百分比、粒细胞中中性粒细胞百分比均升高。与之相对，尽管中性粒细胞与嗜酸性粒细胞总和计数增加，但白细胞中嗜酸性粒细胞百分比和粒细胞中嗜酸性粒细胞百分比下降。值得注意的是，OSA遗传易感性还与白细胞中淋巴细胞百分比下降相关。该结果从因果层面支持OSA促进中性粒细胞主导的先天免疫炎症激活，同时伴随淋巴细胞比例失衡。
五、Regarding T-cells
针对淋巴细胞亚群的进一步MR分析显示，OSA与终末分化CD4-CD8- T细胞计数下降、CD8+ T细胞中CD25++ CD8+ T细胞比例下降以及NKT细胞上的CD3表达下降相关。其中，NKT细胞CD3表达下降是较突出的发现。该结果提示，OSA不仅影响总淋巴细胞比例，还可能损害与免疫监视密切相关的T细胞功能状态，表现为特定T细胞亚群的数量或表型改变。
六、In the analyses of B-cells
在B细胞相关分析中，遗传决定的OSA与B细胞上HLA-DR表达下降有关；与此同时，IgD + CD38-未转换记忆B细胞上的CD20数量增加，IgD + CD38+ B细胞上的IgD表达增加。研究据此认为，OSA可能干扰B细胞成熟与激活过程，改变B细胞发育阶段相关表型。该结果提示，OSA相关免疫失衡不仅限于髓系炎症增强，也波及适应性免疫中的B细胞稳态。
七、Sensitivity analysis and reverse MR analysis
敏感性分析未发现OSA遗传工具变量与结局之间存在潜在异质性或水平多效性，说明主要MR结果较为稳定。散点图、森林图、漏斗图及逐一剔除分析进一步支持结果稳健。反向MR分析提示，所有阳性结果并非由双向因果关系所致，即并无充分证据表明这些免疫细胞表型反向导致OSA。该部分强化了研究关于“OSA影响免疫细胞谱”的因果解释。
讨论部分总结
讨论指出，该研究首次结合NHANES横断面数据和大规模双样本MR分析，系统评估OSA对循环免疫细胞的影响。研究不仅重复验证了既往观察研究中OSA与炎症标志物升高的关系，还进一步提出了SII这一较新的免疫炎症指标在OSA中的异常升高，并首次提供了OSA导致特定白细胞与淋巴细胞亚群改变的遗传因果证据。研究认为，OSA所致慢性间歇性低氧、睡眠碎片化、交感神经过度激活、氧化应激及内皮功能障碍，可能共同驱动白细胞、中性粒细胞和粒细胞升高。对于淋巴细胞下降，文中援引既往研究指出，可能与下丘脑-垂体-肾上腺轴激活、全身皮质醇增加及睡眠模式改变有关。
在适应性免疫层面，NKT细胞CD3表达下降提示免疫监视能力可能受损，而B细胞相关IgD和CD20表型变化则提示B细胞成熟/激活状态被扰动。研究进一步指出，这些变化可能与OSA相关共病，尤其是心血管疾病和癌症的发生机制相关。尽管文中讨论了转化生长因子-β（Transforming Growth Factor-β，TGF-β）、缺氧诱导因子-1α（Hypoxia-Inducible Factor-1α，HIF-1α）等潜在机制，但其核心仍在于强调OSA可通过破坏神经内分泌-免疫稳态，造成先天免疫与适应性免疫的双重异常。临床上，这些免疫异常有望成为风险分层标志物，并可能为常规OSA治疗之外的靶向免疫调节策略提供依据。
研究同时指出其优势在于：采用全国代表性大样本人群、结合PSM控制混杂、并利用MR减少反向因果偏倚，从而增强了结果可信度。其局限包括：NHANES中OSA依据自报症状界定，存在回忆偏倚可能；MR所用GWAS对象主要为欧洲血统人群，外推性有限；PSM虽然匹配率高，但仍可能存在残余混杂；MR默认线性暴露-结局关系，无法识别U形或J形非线性效应；此外，OSA表型异质性未被充分区分。总体而言，研究在证据链上实现了从观察关联到遗传因果推断的推进。
结论部分翻译
研究结果表明，OSA以特定外周免疫细胞及新建立的免疫炎症指标SII升高为特征。更为重要的是，研究结果强调，OSA相关免疫失调——尤其是中性粒细胞高活化和NKT细胞耗竭——可能在机制上促成心血管疾病和癌症等共病的发生。临床上，这些免疫改变可作为风险分层的生物标志物，例如识别具有更高炎症或肿瘤发生潜能的患者，并可用于指导个体化管理策略，包括在常规OSA治疗基础上联合靶向免疫调节措施，如抑制中性粒细胞的治疗或NKT细胞重建。
