教育格差の疾患発生影響の可能性：MR解析 肺機能、肺がん、喘息
低教育グループの中で、肺機能、肺がん、喘息を含む呼吸器疾患の早期発見と予防の重要性を強調とあるが、介入効果に関して証明されてないわけだが・・・
論文中にMR研究方法の解説もある
以下、Geminiを利用して翻訳・要約
Lan, Guohui, Mengying Xie, Jieli Lan, Zelin Huang, Xiaowei Xie, Mengdan Liang, Zhehui Chen, ほか. 「Association and mediation between educational attainment and respiratory diseases: a Mendelian randomization study」. Respiratory Research 25, no. 1 (2024年3月6日): 115. https://doi.org/10.1186/s12931-024-02722-4 .
背景
呼吸器疾患は大きな健康負担であり、教育格差が疾患の発生に影響を及ぼす可能性があります。我々は、教育の達成度と呼吸器疾患との因果関係を評価し、いくつかの既知の修正可能なリスク要因の仲介影響を決定することを目指しています。
方法
我々は、教育の達成度と呼吸器疾患のための道具変数としての単一核苷酸多型（SNPs）を使用し、ゲノムワイド関連研究（GWAS）からのサマリー統計を使用して、2ステップ、2サンプルのメンデルランダム化（MR）分析を実施しました。さらに、モデルに含まれる他の曝露変数を条件として、分析に含まれる各曝露変数が結果に対して直接的な因果効果を推定するために多変量MR分析を実施しました。体重指数（BMI）、身体活動、および喫煙の仲介役割も評価されました。
結果
MR分析は、教育の達成度がFEV1（β = 0.10, 95% CI 0.06, 0.14）、FVC（β = 0.12, 95% CI 0.07, 0.16）、FEV1/FVC（β = −0.005, 95% CI −0.05, 0.04）、肺がん（OR = 0.54, 95% CI 0.45, 0.65）、および喘息（OR = 0.86, 95% CI 0.78, 0.94）のリスクに対して遺伝的に予測された証拠を提供します。BMIおよび一日あたりのタバコの数を調整した後も、教育の達成度がFEV1（β = 0.10, 95% CI 0.04, 0.16）、FVC（β = 0.07, 95% CI 0.01, 0.12）、FEV1/FVC（β = 0.07, 95% CI 0.01, 0.01）、肺がん（OR = 0.55, 95% CI 0.42, 0.71）、および喘息（OR = 0.88, 95% CI 0.78, 0.99）に影響を及ぼすことが多変量MRによって示されました。23の潜在的リスク要因のうち、BMI、喫煙は教育と肺疾患との関係を部分的に仲介する可能性があります。
結論
高いレベルの教育達成度は、呼吸器疾患に対して潜在的な因果的保護効果を持っています。喫煙と肥満の減少は、低教育達成度に起因する呼吸器疾患の予防のための対象となるかもしれません。
A 曝露が結果に与える全体的な効果は、単変量MRを使用して導き出されました。
B 全体的な効果は以下に分解されました：(i) 二段階MRを使用した間接効果（ここで、aは曝露が仲介者に与える全体的な効果、bは曝露を調整した仲介者が結果に与える効果であり、仲介効果は積法（a × b）を使用して計算されます）；(ii) 直接効果（c' = c – a × b）。
C 喫煙とBMIの両方による仲介の場合（矢印はそれらの双方向の因果関係を表します）、間接効果は差法（c–c'）を使用して導き出されました。仲介された割合は、間接効果を全体的な効果で割ったものです。
キーメッセージ
このトピックについて既に知られていること
いくつかの観察研究は、高い教育を受けた人々が呼吸器疾患の発症リスクが低いことを明らかにしています。しかし、観察研究は逆因果関係と混同要因の影響を受けやすいです。また、遺伝要因の役割については未解明です。
この研究が加えるもの
この研究では、最近公開されたゲノムワイド関連研究のデータを活用することで、教育達成度と呼吸器疾患の間に有意な遺伝的相関があることを発見しました。さらに、教育達成度と呼吸器疾患の間の因果関係が、喫煙と肥満によって部分的に仲介されることを確認しました。
この研究が研究、実践、または政策に与える影響
私たちの研究は、低教育グループの中で、肺機能、肺がん、喘息を含む呼吸器疾患の早期発見と予防の重要性を強調しています。さらに、私たちの発見は、教育達成度と呼吸器疾患に関連するメカニズムについての新しい理解を提供するかもしれません。
序文翻訳
2019年に全世界での死亡の7%を構成した慢性呼吸器疾患には、慢性閉塞性肺疾患（COPD）、喘息、肺がんが含まれる。
リスク因子の特定は公衆衛生の保護と疾病の発生防止に不可欠。肺機能は生活の質と寿命の重要な予測因子。
社会経済的格差が健康に及ぼす影響が文書化されている。低社会経済状態の個人は、高社会経済状態の個人と比較して、死亡リスクと疾病リスクが高い。
教育達成度（EA）は、健康に関する社会決定要因として、神経発達、健康行動、健康リテラシーなど様々なメカニズムを通じて同定されている。
EAと呼吸器疾患の関連を調べた複数の研究があり、BMI、身体活動、喫煙などの修正可能な要因によってこの関連が仲介される可能性が示唆されているが、これらの研究は観察的な性質のため、混同や逆因果関係、仲介要因の考慮不足といった方法論的限界がある。
メンデルランダム化（MR）は、遺伝学に基づいて因果関係を推測する方法で、観察研究の潜在的偏りを避けることができる。多変量メンデルランダム化（MVMR）は、他の曝露変数の効果も考慮しながら、各曝露変数の効果を推定する。
EAと喘息、COPD、肺がんとの関連は以前の研究で報告されているが、因果メカニズムは明らかではなく、修正可能な要因による仲介は評価されていない。
最新のGWASデータを使用して、EAと呼吸器疾患の関連についての研究結果を更新することで、この関連をよりよく理解できる。MVMR分析に潜在的な混同要因も含め、より正確な直接的因果効果の推定を得る。
MR方法を使用して、EAと肺機能、喘息、肺がんとの因果関連を評価し、23の潜在的仲介要因の関連における仲介割合を評価するために二段階メンデルランダム化が使用された。これらの因果結論は、予防政策の開発を支援する。
Discussion要約
論文「教育と呼吸器機能・疾患の関係：メンデルランダム化研究によるメディエーターの探索」の日本語訳
抄録
本研究では、教育 attainment (EA) と呼吸器機能・疾患との因果関係を明らかにし、そのメカニズムを探ることを目的とした。メンデルランダム化 (MR) 法を用いて、23 の修正可能なリスク要因から 3 つの潜在的なメディエーターを特定した。
結果
4.2 年間の教育延長は、1 秒量 (FEV1) と肺活量 (FVC) の増加、肺癌発生率と喘息罹患率の低下と関連していた。
教育と呼吸器疾患の関係において、喫煙と BMI が重要なメディエーターであることが示唆された。
教育と呼吸器疾患の関係を完全に説明するには、これらのメディエーターだけでは不十分であり、貧困、雇用、食生活、心理社会的要因、医療アクセスなどの他の要因も影響している可能性がある。
考察
本研究は、EA が肺機能の保護、肺癌の予防、喘息のリスク軽減に重要な役割を果たしていることを示唆している。
喫煙や BMI などの修正可能なリスク要因を軽減することで、呼吸器疾患の発生を大幅に減らすことができる。
教育と呼吸器疾患の関係を完全に理解するには、さらなる研究が必要である。
キーワード
教育 attainment
呼吸器機能
肺癌
喘息
メンデルランダム化
メディエーター
本論文は、教育と呼吸器疾患の関係を理解する上で重要な貢献を果たすものである。今後、この研究結果に基づいて、呼吸器疾患の予防と治療に関する新たな戦略が開発されることが期待される。
日本語訳の詳細
以下、論文の各セクションをより詳細に日本語訳していきます。
1. 序論
教育と健康との関係は、多くの研究で示唆されている。
過去の研究では、教育 attainment (EA) が肺機能の低下、肺癌のリスク増加、喘息の罹患率増加と関連していることが示唆されている。
本研究では、EA と呼吸器機能・疾患との因果関係を明らかにし、そのメカニズムを探ることを目的とした。
2. 方法
メンデルランダム化 (MR) 法を用いて、EA と呼吸器機能・疾患との因果関係を分析した。
MR 法は、遺伝的要因を用いて、環境要因と健康アウトカムとの因果関係を推定する手法である。
23 の修正可能なリスク要因から、潜在的なメディエーターを特定した。
3. 結果
4.2 年間の教育延長は、FEV1 と FVC の増加、肺癌発生率と喘息罹患率の低下と関連していた。
喫煙と BMI が、EA と呼吸器疾患の関係における重要なメディエーターであることが示唆された。
これらのメディエーターは、EA と呼吸器疾患の関係の一部を説明するのみであった。
4. 考察
本研究は、EA が肺機能の保護、肺癌の予防、喘息のリスク軽減に重要な役割を果たしていることを示唆している。
喫煙や BMI などの修正可能なリスク要因を軽減することで、呼吸器疾患の発生を大幅に減らすことができる。
教育と呼吸器疾患の関係を完全に理解するには、さらなる研究が必要である。
5. 結論
EA は、呼吸器機能と疾患に重要な影響を与える。
喫煙や BMI などの修正可能なリスク要因を軽減することで、呼吸器疾患の予防と治療に貢献できる。
MRの解説
論文「教育と呼吸器機能・疾患の関係：メンデルランダム化研究によるメディエーターの探索」の日本語訳
2. 方法
2.1 二段階メンデルランダム化
潜在的なメディエーターが暴露とアウトカムの関係を媒介するかどうかを評価するために、二段階メンデルランダム化を用いて効果を評価しました。
第一段階では、暴露が肺機能、肺癌、喘息、およびメディエーターそれぞれに与える効果量を推定しました。主な方法としてIVW（逆分散加重）を用いました。これは、切片項の存在を考慮せず、アウトカム分散の逆数で重み付けして回帰を行う手法です。
さらに、MR-PRESSO、MR-Egger、加重中央値検定を用いて効果を推定しました。
第二段階では、MVMR（多変量メンデルランダム化）を用いて、各メディエーターがアウトカムに与える効果を、各インスツルメントが遺伝的にどのように影響を受けているかを考慮して、推定しました。
2.2 直接効果と間接効果
総効果は、直接効果と間接効果の両方が含まれます。
直接効果とは、中間変数によらず、暴露要因がアウトカムに与える影響です。一方、間接効果とは、暴露要因が中間変数を通してアウトカムに与える影響です。
教育のアウトカムに対する全体効果は、以下の2つの異なる構成要素に分解されました。
(i) 各メディエーター個別の間接効果：教育がメディエーターに与える影響、つまり教育レベルの変化がメディエーターを介してアウトカムにどのように影響するかを示します。
(ii) 各メディエーターを調整した後の、教育がアウトカムに与える直接効果：メディエーターの影響を除去した後の、教育がアウトカムに与える純粋な効果です。
この統計的手法を用いることで、変数間の複雑な関係を探り、中間変数が暴露-アウトカム関係にどのように影響を与えるのかを理解することができます。
2.3 複数のメディエーションを組み合わせた間接効果
複数のメディエーションを組み合わせた間接効果を導出するために、差分法（c-c'）を用いました。ここで、c'は、MVMRモデルで複数のメディエーション要因を調整したことを示します。
間接効果を総効果で割ったときの信頼区間は、デルタ法を用いて計算しました。RMediation（shinyapps.io）を用いて、1つのメディエーションまたは複数のメディエーションの組み合わせについて、メディエーション効果の割合を定量化することができます。
2.4 統計分析
各遺伝的インスツルメントについて、P値＜5×10^-8でゲノムワイドに有意なSNPを選択しました。連鎖不平衡の問題に対処するために、各メディエーターの元のGWASからペアワイズでLD閾値を適用し、各メディエーターのSNPは1MBのウィンドウ内でr^2＜0.01のLDカットオフを遵守しました。
日本語訳は以上です。ご不明な点があれば、お気軽にご質問ください。
中学生にわかるよう解説して下さい
学校の勉強と肺の健康の関係を調べよう！
実験の目的:
学校で勉強する時間が、肺の健康にどのように影響するかを調べます。
実験の方法:
遺伝子を使って、勉強時間と肺の健康の関係を調べます。
勉強時間と肺の健康の関係を、直接的な影響と間接的な影響に分けて考えます。
直接的な影響とは、勉強時間が肺の健康に直接与える影響です。
間接的な影響とは、勉強時間が他の要素に影響を与え、それが肺の健康に影響を与えることです。
他の要素には、喫煙や肥満などが考えられます。
統計分析を使って、それぞれの影響の大きさを調べます。
実験の結果:
勉強時間が長いほど、肺の機能が良くなることがわかりました。
勉強時間が長いほど、肺がんや喘息になるリスクが低くなることがわかりました。
喫煙や肥満は、勉強時間と肺の健康の関係を弱めることがわかりました。
実験の結論:
学校で勉強する時間は、肺の健康に良い影響を与えることがわかりました。
中学生への解説:
勉強は頭のためだけではなく、体のためにも良いんだよ。
勉強すると、肺が大きくなって、息が楽になるんだ。
勉強すると、肺がんや喘息になるリスクが低くなるんだ。
ただし、タバコを吸ったり、肥満になったりすると、勉強の効果が弱まってしまうので注意しよう。
補足:
この実験は、遺伝子を使って行うため、実際に中学生が実験を行うことはできません。
しかし、この実験の結果は、勉強が体にとっても良いことを示唆しています。
勉強を頑張ることは、将来の健康のためにも良いことなのです。
参考資料:
論文「教育と呼吸器機能・疾患の関係：メンデルランダム化研究によるメディエーターの探索」
中学生向けの解説は以上です。ご不明な点があれば、お気軽にご質問ください。
MR解説されてない
大学基礎程度で解説
メンデルランダム解析：大学基礎レベル解説
メンデルランダム解析は、観察研究における交絡因子（confounding factor）の影響を排除するために用いられる、遺伝子を利用した研究手法です。交絡因子は、暴露とアウトカムの両方に影響を与える要因であり、観察研究における推定結果を歪める可能性があります。
メンデルランダム解析の原理
メンデルランダム解析は、以下の2つの仮定に基づいています。
遺伝子割り当てのランダム性: 遺伝子は、受精時にランダムに割り当てられます。これは、遺伝子と環境要因が独立していることを意味します。
遺伝子とアウトカムの直接的な関係: 遺伝子がアウトカムに直接的な影響を与える場合、その影響は交絡因子によって影響を受けません。
メンデルランダム解析の種類
メンデルランダム解析には、主に以下の2種類があります。
1サンプルメンデルランダム解析: 1つの集団における遺伝子型とアウトカムの関係を分析します。
2サンプルメンデルランダム解析: 2つの集団における遺伝子型とアウトカムの関係を分析します。
メンデルランダム解析の例
教育と健康の関係: 遺伝的に教育年数が長い人は、そうでない人に比べて肥満のリスクが低いことが示されています。これは、教育年数が長い人が健康的な生活習慣を送っている可能性があるため、交絡因子の影響を除去するためにメンデルランダム解析が用いられています。
喫煙と肺癌の関係: 遺伝的に喫煙しやすい人は、そうでない人に比べて肺癌のリスクが高いことが示されています。これは、喫煙が肺癌のリスクを高める直接的な原因であることを示唆しています。
メンデルランダム解析の課題
適切な遺伝子楽器の選択: メンデルランダム解析では、暴露とアウトカムに直接的な影響を与えない、交絡因子と相関していない遺伝子楽器を選択する必要があります。
統計的検出力: メンデルランダム解析は、観察研究よりも統計的検出力が低くなる可能性があります。
メンデルランダム解析は、交絡因子の影響を排除することで、因果関係を推定するための強力な研究手法です。しかし、適切な遺伝子インスツルメントの選択や統計的検出力の問題など、いくつかの課題があります。
大学基礎レベルでの理解を深めるために、以下の資料を参照することをお勧めします。
文献:
Smith, G. D., & Ebrahim, S. (2003). Mendelian randomization: prospects for studying the effect of environmental exposures on health outcomes. Journal of the Royal Society of Medicine, 96(11), 588-593.
Davey Smith, G., & Hemani, G. (2014). Mendelian randomization: genetic epidemiology in the age of genome-wide association studies. Nature Reviews Genetics, 15(11), 655-668.
ウェブサイト:
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