Akryloamid i skutki zdrowotne

Cele szczegółowe Ocena związku pomiędzy ekspozycją na akrylamid w diecie, mierzoną za pomocą zwalidowanych biomarkerów (tj. adduktów akryloamidu i hemoglobiny glicydamidowej) a ryzykiem wystąpienia demencji, w tym choroby Alzheimera (n=700 przypadków) – Cel 1; Choroba Parkinsona (n = 190 przypadków) – Cel 2 i zawał mięśnia sercowego (n = 390 przypadków) – Cel 3 w dwóch szwedzkich kohortach populacyjnych: Kohorcie 60-latków (60 lat) i Szwedzkiej Kohorcie Mammograficznej ( SMC) wykorzystujący projekt kohorty przypadków.

Ponadto sygnatury OMICS dotknięte narażeniem (głównie białka i metabolomika) zostaną wykorzystane do zbadania szlaków molekularnych potencjalnie leżących u podstaw rozwoju chorób oraz do potwierdzenia wiarygodności biologicznej. Biomarkery metaboliczne i białkowe związane z akrylamidem będą oceniane pod kątem ryzyka wystąpienia badanych chorób (tylko SMC) - Cel 4

Projekt badania: Projekt będzie opierał się na dwóch stosunkowo dużych kohortach populacyjnych: Kohorcie 60-latków (60-latków) i Szwedzkiej Kohorcie Mammograficznej (SMC). Obie kohorty mają ugruntowaną pozycję w Szwecji. Ze względu na wysoki koszt pomiarów biomarkerów akryloamidu zastosujemy projekt kohortowy. Całkowita szacunkowa próba kohortowa będzie składać się z około 1740 uczestników. Z pełnych kohort zostaną losowo wybrane dwie podkohorty (n = 442, około 5% populacji wyjściowej w latach 1997–1999 dla osób w wieku 60 lat i 2003–2009 dla SMC). Uwzględnione zostaną wszystkie przypadki każdej z badanych chorób (tj. demencji, w tym choroby Alzheimera, choroby Parkinsona i zawału mięśnia sercowego) występujące poza podkohortami. Projekt kohorty przypadków ma pewne zalety w porównaniu z zagnieżdżonym projektem kontroli przypadków. W szczególności podkohortę można ponownie wykorzystać do oszacowania wskaźników lub ryzyka w ramach czasu do zdarzenia23. Przypadki obejmą uczestników, u których w momencie pobierania próbek nie występowała żadna diagnoza żadnej z badanych chorób. Przypadki incydentalne w zakresie badanych chorób będą identyfikowane poprzez powiązanie z Krajowym Rejestrem Pacjentów i Rejestrem Przyczyn Zgonów do końca okresu obserwacji (2022 r. dla obu kohort). Przypadki demencji i choroby Alzheimera będą również wyszukiwane poprzez połączenie ze szwedzkim rejestrem zaburzeń poznawczych/otępień (SveDem). Integracja tego rejestru jakości poprawi czułość diagnostyki demencji, która, jak wykazano, jest niska w przypadku wykrycia jedynie w Krajowym Rejestrze Pacjentów i Rejestrze Przyczyn Zgonów. Obliczenie mocy statystycznej (%) w oparciu o oczekiwane przypadki incydentów (n) dla każdej z badanych chorób i założonych współczynników ryzyka (HR) w następujący sposób:

spodziewane przypadki: Zawał mięśnia sercowego: n=390; Demencja (w tym choroba Alzheimera) n=710 i choroba Parkinsona n=192

Obliczanie mocy:

HR 1,25: MI: 50%, Demencja: 60% i Parkinson: 34% HR 1,50: MI 90%, Demencja: 95%, Parkinson: 70% HR: 1,75: MI 99%, Demencja: 100% i Parkinson 91%

Szczegółowe informacje na temat 60YO i SMC można znaleźć tutaj:

https://ki-se.proxy.kib.ki.se/en/imm/kohorta-60-latków; https://www.simpler4health.se/.

Narażenie: Biomarkery akryloamidu mierzone we krwi, tj. addukty hemoglobiny akryloamidu i glicydamidu. Próbki krwi pełnej (około n = 1740) zostaną pobrane (0,5 ml) z próbek przechowywanych w zamrażarce w temperaturze -80°C w biobanku Uniwersytetu w Uppsali dla SMC oraz w biobanku Karolinska Institutet (KI) dla 60YO i przesłane do certyfikowanego laboratorium w Sztokholmie. Ocena zostanie przeprowadzona zwalidowaną metodą w laboratorium Törnqvist. W skrócie, addukty hemoglobiny akryloamidowej i glicydamidowej z N-końcową waliną (odpowiednio AA-val i Gly-val) będą mierzone we krwi metodami opartymi na LC-MS, reprezentującymi ekspozycję podczas całego życia erytrocytu. Status przypadku/kontroli próbek będzie nieznany podczas analizy. Partia laboratoryjna zostanie uwzględniona we wszystkich analizach. Każdy z dwóch biomarkerów akryloamidu będzie modelowany jako ciągły (na przyrost o 10 pmol/g) i w kategoriach (tercyle lub kwartyle) w celu oceny potencjalnej nieliniowej odpowiedzi na dawkę.

Definicja wyniku: Jednorazowe przypadki demencji (w tym choroby Alzheimera), choroby Parkinsona i zawału mięśnia sercowego. Na podstawie Międzynarodowej Klasyfikacji Chorób w wersji 10 (ICD10) uwzględnione są następujące diagnozy:

Zaburzenia neurodegeneracyjne

• Otępienie (w chorobie Alzheimera, naczyniowe, związane z inną chorobą, nieokreślone), w tym choroba Alzheimera, inne określone (w tym z ciałkami Lewisa) i nieokreślone choroby neurodegeneracyjne: F00-F03, G30, G31.8, G31.9
• Choroba Parkinsona:G20

Choroba sercowo-naczyniowa Zawał mięśnia sercowego:I21

Dane metabolomiczne i proteomiczne: Metabolity i markery białkowe są już dostępne w próbce SMC. W celu uzyskania tych danych z próbki krwi pobranej na początku badania zastosowano wielkoskalową nieukierunkowaną chromatografię cieczową ze spektrometrią mas i panele OLINK (Proseek Multiplex CVD II, CVD III i Metabolizm). Szczegółowe informacje na temat metodologii i procesu analitycznego można znaleźć w opublikowanych wcześniej badaniach26,27. W sumie dla wszystkich osób wybranych do próbki kohortowej (około n=900) dostępnych będzie łącznie około 10 000 metabolitów i 250 białek.

Harmonogram i realizacja Projekt potrwa cztery lata (styczeń 2024-grudzień 2026).

Analiza danych i statystyka Projekt I: Addukty hemoglobiny akryloamidowej i glicydamidowej a ryzyko chorób neurodegeneracyjnych i sercowo-naczyniowych.

Do oszacowania współczynników ryzyka i 95% przedziałów ufności (CI) dla każdego z badanych wyników zdrowotnych w odniesieniu do odpowiednio biomarkerów akryloamidu i glicydamidu zostaną zastosowane modele regresji ważonej proporcjonalnym hazardem Coxa, z obserwacją od daty pomiaru biomarkera akryloamidu do 31 grudnia 2022 r. Zastosowana zostanie metoda ważonej wiarygodności z wykorzystaniem wag Borgana II28. Metoda ważona pozwoli na wnioskowanie na temat pełnej kohorty28. Modele zostaną dostosowane z uwzględnieniem kilku zmiennych towarzyszących, takich jak płeć (tylko dla 60-latków), wiek (tylko dla SMC), wykształcenie, aktywność fizyczna, palenie tytoniu, spożycie alkoholu, wskaźnik masy ciała, czynniki dietetyczne i inne ważne czynniki zakłócające wybrane a priori z literatury. Analiza zostanie przeprowadzona oddzielnie w obu kohortach. Następnie wyniki zostaną połączone, biorąc pod uwagę możliwą heterogeniczność między kohortami, przy użyciu modeli efektu losowego. Główna analiza zostanie powtórzona oddzielnie dla osób palących i niepalących. Palacze mają trzy do czterech razy wyższy poziom akryloamidu w porównaniu do osób niepalących. Przeprowadzenie tej analizy oddzielnie jest ważne, aby lepiej rozróżnić ryzyko związane z różnymi źródłami narażenia na akrylamid, w szczególności pomiędzy dietą a paleniem. Ponieważ akrylamid może zaburzać gospodarkę hormonalną, w analizie uwzględniony zostanie także stan menopauzalny. Aby zbadać kształt możliwego związku między biomarkerami akryloamidu a rozpatrywanymi chorobami, będziemy również modelować każde z powiązań za pomocą wieloczynnikowych ograniczonych splajnów sześciennych. Zakładając, że prawdziwy współczynnik ryzyka (HR) wynosi 1,5 i przy poziomie istotności α = 0,05, stosując 5% całej kohorty, będziemy mieli ≥90% mocy statystycznej dla analizy dotyczącej demencji i zawału mięśnia sercowego oraz 70% dla analizy choroby Parkinsona choroba. Jeśli prawdziwe HR będzie ≤1,25, moc statystyczna spadnie, a analiza dotycząca choroby Parkinsona może być słabsza, jeśli nie zostanie połączona z demencją, w tym chorobą Alzheimera. Korekty wielu zmiennych, a także wykorzystanie ekspozycji w kategoriach mogą w pewnym stopniu zmniejszyć moc.

Dodatkowo ocenimy również związek między czynnikami dietetycznymi a poziomem akryloamidu (podprojekt), korzystając z podłużnych informacji o diecie obecnych w SMC. Wielodopasowane modele regresji kwantylowej zostaną wykorzystane do modelowania zmian w diecie w latach 1989-1990, 1997, 2009 w odniesieniu do poziomu akryloamidu we krwi. Zbadano żywność, która może zawierać wysoką zawartość akryloamidu, jednakże ważne będzie wyjaśnienie, które determinanty dietetyczne/schemat żywieniowy mogą mieć znaczenie w powiązaniu z poziomem akryloamidu.

Projekt II: powiązania między adduktami hemoglobiny akryloamidu a danymi OMICS (faza I) i powiązanymi metabolitami/białkami oraz częstością występowania zawałów neurodegeneracyjnych i mięśnia sercowego (faza II).

Proponowana analiza zostanie przeprowadzona wyłącznie w SMC. Oczekiwana wielkość próby do tej analizy będzie wynosić około n=900, z czego n=236 dla podpróby i n=420 przypadków chorób neurodegeneracyjnych i n=160 przypadków zawału mięśnia sercowego.

Faza I: Analiza metodą częściowych najmniejszych kwadratów dostosowana do danych OMICS na dużą skalę w celu zminimalizowania fałszywie dodatnich powiązań, a następnie częściowa analiza korelacji rang Spearmana skorygowana o współzmienne, zostanie wykorzystana do zbadania powiązania między danymi OMICS a biomarkerami akryloamidu i glicydamidu29. Faza II: Każde z białek i metabolitów zidentyfikowanych w fazie I zostanie następnie modelowane jako zmienne niezależne w odniesieniu do ryzyka każdej z badanych chorób, przy użyciu wielokrotnie skorygowanych modeli regresji ważonych proporcjonalnym hazardem Coxa, uwzględniających wielokrotne poprawki testowe. Aby ułatwić interpretację, zostaną następnie wykreślone istotne białka i metabolity wraz z ich korelacją z każdym z biomarkerów akryloamidu we krwi i badanymi chorobami.