血浆代谢物与子宫内膜癌的因果之谜：孟德尔随机化研究的颠覆性发现

　　本刊推荐：为解决肠道菌群组成、代谢组学改变与子宫内膜癌风险间因果关系不明的问题，研究人员开展了一项全面的两样本孟德尔随机化(MR)分析。研究利用最大可用全基因组关联研究(GWAS)的遗传工具变量，系统评估了特定肠道微生物分类群(如Alcaligenaceae科、Ruminococcaceae NK4A214和UCG014组)及40多种循环代谢物(包括氨基酸、脂质、维生素和脂肪酸)与子宫内膜癌风险的因果关系。结果表明，未发现显著因果关联，多方法验证均显示效应估计值接近零。这项研究提供了反对肠道微生物组组成、循环代谢组谱与子宫内膜癌风险间存在直接因果关系的强遗传证据，对理解疾病机制具有重要意义。

　　

在妇科恶性肿瘤领域，子宫内膜癌已成为发达国家最常见的妇科癌症，其发病率随着人口老龄化和肥胖相关风险因素的日益普遍而稳步上升。尽管在理解子宫内膜癌发生的激素和遗传因素方面取得了显著进展，但关于疾病发展的更广泛生物学机制仍存在巨大知识空白，特别是宿主-微生物组相互作用和代谢失调在癌症发病机制中的作用。

近年来，人类肠道微生物组作为宿主生理的关键调节因子崭露头角，通过复杂的生化途径影响免疫功能、激素代谢和炎症反应。越来越多的证据表明，肠道微生物组成的改变可能通过多种机制促进癌症发展，包括产生基因毒性代谢物、调节雌激素代谢和调控炎症级联反应。多项观察性研究报告了特定微生物分类群与妇科癌症之间的关联，尤其是Ruminococcaceae家族成员和其他优势肠道细菌在激素依赖性恶性肿瘤中的作用备受关注。

与此同时，代谢组学研究表明癌症患者循环代谢物谱存在显著改变，表明代谢重编程可能既是肿瘤发生的结果也是驱动因素。氨基酸代谢、脂质生物合成和维生素利用途径在癌症状态下表现出特别明显的变化，苏氨酸、色氨酸、鞘氨醇和各种脂肪酸等代谢物可能作为生物标志物或治疗靶点。其中，十二碳二烯酸(dodecadienoate)作为一种多不饱和脂肪酸衍生物，因其参与炎症过程和细胞膜组成而受到特别关注，但其与癌症发展的因果关系仍不明确。

然而，这些观察性研究存在的潜在混杂因素和反向因果关系问题，使得这些关系的因果性质仍然不清楚。为了解决这一难题，研究人员采用了孟德尔随机化(Mendelian randomization, MR)这一强大方法，利用受精时遗传变异的自然随机化来推断因果关系。该方法使用遗传多态性作为感兴趣暴露变量的工具变量，有效模拟随机对照试验，同时避免伦理和实践限制。

为了系统研究肠道微生物组组成、循环代谢组谱与子宫内膜癌风险之间的因果关系，研究人员开展了一项全面的两样本孟德尔随机化分析。研究特别关注了特定微生物分类群(包括Alcaligenaceae和Ruminococcaceae家族的成员)是否因果影响子宫内膜癌发展，并评估了40多种不同生化途径的代谢物对子宫内膜癌风险的因果影响，重点关注氨基酸衍生物、脂质代谢物、维生素代谢物和脂肪酸化合物。

研究采用了严谨的多重孟德尔随机化方法和全面的敏感性分析，旨在提供关于这些关联因果性质的明确证据，及其对理解子宫内膜癌病因学和开发新型预防策略的潜在意义。

本研究采用全面的两样本孟德尔随机化框架，利用来自多个大型联盟的公开全基因组关联研究摘要统计数据。肠道微生物组暴露的遗传工具变量来自人类肠道微生物组组成的最全面GWAS荟萃分析，重点关注Alcaligenaceae科和Ruminococcaceae科内的NK4A214和UCG014组。代谢组学暴露数据涵盖40多种不同生化途径的代谢物，包括氨基酸衍生物、脂质代谢物、维生素代谢物和特殊脂肪酸代谢物。子宫内膜癌结果数据来自子宫内膜癌协会联盟和UK Biobank，代表最大的该恶性肿瘤遗传数据集。遗传工具变量选择遵循严格标准，使用全基因组显著性阈值(P<5×10^-8)，并进行连锁不平衡修剪(r²<0.001)。主要分析采用逆方差加权法，辅以MR Egger回归、加权中位数和众数方法。通过MR Egger截距检验、Cochran's Q检验和异常值检测方法进行质量控制和假设验证。

Mendelian randomization analysis of gut microbiota and endometrial cancer association

研究发现三种肠道微生物分类群(Alcaligenaceae科、Ruminococcaceae NK4A214组和Ruminococcaceae UCG014组)与子宫内膜癌之间均无显著因果关系。通过MR Egger回归和逆方差加权两种统计方法验证，所有微生物分类群的95%置信区间都跨越了无效效应线(OR=1.0)，表明这些肠道微生物的遗传变异对子宫内膜癌风险没有统计学显著影响。

Comprehensive assessment of Mendelian randomization analysis between gut microbiota and endometrial cancer

通过多维孟德尔随机化分析全面评估了肠道微生物组与子宫内膜癌的因果关系。森林图分析显示，单个遗传变异(SNP)对子宫内膜癌风险的影响均不显著，所有置信区间都跨越了无效效应线。多方法比较分析采用五种不同统计方法(逆方差加权、MR Egger回归、加权中位数、加权众数和简单众数)，所有方法得出的效应估计值都接近无效效应线，且置信区间重叠，结果一致性良好。散点图显示不同MR方法的回归线斜率都接近零，进一步支持无因果关联的结论。

Mendelian randomization validation of association between Ruminococcaceae family gut microbiota and endometrial cancer

针对Ruminococcaceae科的特定属组进行了深入的孟德尔随机化分析。森林图结果一致显示，所选遗传工具变量(SNP)对子宫内膜癌风险的个体效应均不显著，所有置信区间都跨越了比值比为1.0的无效效应参考线。通过MR Egger回归和逆方差加权法的双重验证进一步证实了结果的可靠性。多方法整合分析显示不同统计方法间高度一致，所有方法的效应估计值都分布在无效效应线周围，回归线斜率接近零。

Mendelian randomization analysis of metabolomic features and endometrial cancer risk association

研究系统评估了多种代谢物与子宫内膜癌风险之间的因果关系。结果显示，在测试的40多种代谢物中，包括氨基酸代谢物(如苏氨酸、色氨酸、精氨酸等)、脂质代谢物(如鞘氨醇、胆固醇酯等)、维生素代谢物(如抗坏血酸)和其他小分子代谢物，绝大多数与子宫内膜癌风险没有显示统计学显著的因果关系。通过MR Egger回归和逆方差加权两种互补统计方法的验证，几乎所有代谢物的95%置信区间都跨越了比值比为1.0的无效效应线。

Comprehensive Mendelian randomization validation analysis of metabolite association with endometrial cancer

对特定代谢物与子宫内膜癌的因果关系进行了全面的孟德尔随机化验证分析。森林图分析显示，所有作为遗传工具变量的SNP对子宫内膜癌风险均无显著的个体效应，每个SNP的95%置信区间都跨越了比值比为1.0的无效效应线。MR Egger回归和逆方差加权法的综合估计结果进一步证实了这一发现，两种方法得出的效应估计值都接近零效应，且宽置信区间包含无效效应值。多方法比较分析显示不同统计方法间高度一致，所有方法的点估计值都分布在零效应线周围，方法间置信区间重叠。

Mendelian randomization causal inference of dodecadienoate metabolite and endometrial cancer risk

特别针对特定脂肪酸代谢物十二碳二烯酸(dodecadienoate)与子宫内膜癌风险的因果关系进行了系统孟德尔随机化分析。森林图结果一致显示，所有作为遗传工具变量的SNP对子宫内膜癌风险均无显著的个体效应，每个遗传变异的95%置信区间都跨越了比值比为1.0的无效效应参考线。通过MR Egger回归和逆方差加权法的双重验证，两种方法的综合效应估计值都趋向于零，且宽置信区间包含无效效应值。多方法整合分析更全面地证明了统计方法间的一致性，使用五种不同统计方法的所有点估计值都分布在零效应线周围，且置信区间重叠。

这项全面的孟德尔随机化研究中观察到的肠道微生物组组成、代谢组谱与子宫内膜癌风险之间缺乏显著因果关联，为了解观察性研究中先前报道的关联性质提供了重要见解。这些无效发现挑战了主流假设，即肠道微生物组改变和代谢失调通过遗传介导的途径直接导致子宫内膜癌发展。

Ruminococcaceae家族成员与子宫内膜癌之间缺乏因果关系特别值得注意，考虑到这些细菌在雌激素代谢和短链脂肪酸生产中的既定作用。先前研究强调了Ruminococcaceae物种通过β-葡萄糖醛酸酶活性影响宿主激素水平的潜力，这理论上可能影响雌激素依赖性癌症风险。然而，遗传分析表明，这些微生物群体的遗传决定变异并不会转化为子宫内膜癌易感性的有意义变化，表明观察性研究中任何观察到的关联可能是通过可改变因素(如饮食、体育活动或药物使用)介导，而不是通过固有的遗传 predisposition。

对跨越不同生化途径的40多种代谢物的全面分析揭示了与子宫内膜癌风险无效关联的一致模式，挑战了循环代谢物水平作为癌症发展中直接因果因素的概念。这一发现对肿瘤学代谢组学研究具有深远意义，表明在癌症患者中观察到的许多代谢改变可能代表疾病过程的结果而不是原因。苏氨酸、色氨酸和精氨酸等氨基酸代谢物缺乏因果关系表明，影响这些代谢途径的遗传变异不会显著影响癌症风险，尽管它们在蛋白质合成、免疫功能和细胞信号传导中具有已知作用。

对十二碳二烯酸的具体关注为代谢物介导的癌症因果关系提供了额外证据。考虑到人们对癌症生物学中脂肪酸代谢和炎症日益增长的兴趣，遗传预测的十二碳二烯酸水平与子宫内膜癌风险之间缺乏因果关系表明，针对脂肪酸代谢的治疗干预可能需要关注循环代谢物浓度下游的途径，而不是代谢物水平本身。

这些发现的优势在于所采用的稳健方法学方法，利用遗传变异的自然随机化来克服观察性流行病学研究中固有的局限性。通过使用多种互补分析方法，该研究提供了反对因果关系的异常强有力的证据。无效发现在所有分析方法中的一致性大大降低了结果是由于方法学假象或违反孟德尔随机化假设的可能性。包括通过MR Egger截距测试评估水平多效性和通过Cochran's Q检验评估异质性在内的全面敏感性分析进一步强化了这些结论的有效性。

遗传发现与强调肠道微生物组、代谢物和癌症风险间关联的先前观察性研究之间的不一致，强调了在生物医学研究中区分相关性和因果关系的关键重要性。观察性研究可能检测到反映共享风险因素、反向因果关系或未测量变量混杂的关联，而不是直接因果关系。反向因果关系的可能性在代谢组学研究中特别相关，临床前疾病过程可能在临床诊断前多年改变代谢物浓度。与早期症状相关的癌症相关代谢重编程、全身炎症和饮食摄入变化都可能导致代谢物谱改变，这些改变似乎先于癌症诊断但实际上代表疾病过程的结果。孟德尔随机化方法通过利用在受精时固定且因此不受疾病状态影响的遗传变体，有效解决了这一担忧。

尽管本研究具有方法学严谨性，但必须承认几个局限性。用作工具变量的遗传变异可能无法捕获微生物组和代谢组变异的所有方面，特别是那些受环境因素或基因-环境相互作用影响的方面。此外，对欧洲血统人群的关注可能限制研究结果对具有不同遗传背景和微生物组组成的其他种族群体的普遍性。

该研究未发现肠道微生物组组成和循环代谢物水平与子宫内膜癌风险之间存在显著的遗传支持因果关系。这些发现对理解子宫内膜癌病因学具有重要意义，表明观察性研究中报告的关联可能反映混杂因素而不是直接因果机制，为未来研究方向和临床实践提供了重要见解。研究结果强调需要谨慎解释观察性关联，并支持使用遗传方法进行因果推理，以促进对复杂疾病机制的更准确理解。