Akrylamid och hälsoresultat

Specifika syften Att bedöma sambandet mellan exponering för akrylamid i kosten, mätt genom validerade biomarkörer (d.v.s. akrylamid- och glycidamidhemoglobinaddukter) och risken för demens inklusive Alzheimers sjukdom (n=700 fall) - Mål 1; Parkinsons sjukdom (n =190 fall) - Syfte 2 och hjärtinfarkt (n= 390 fall) - Syfte 3 i två populationsbaserade svenska kohorter, The Cohort of 60-year-olds (60YY) och The Swedish Mammography Cohort ( SMC) som använder en fall-kohortdesign.

Dessutom kommer exponeringspåverkade OMICS signaturer (främst proteiner och metabolomics) att användas för att utforska molekylära vägar som potentiellt ligger bakom sjukdomsutveckling och för att stödja biologisk rimlighet. Akrylamid-relaterade metabola och proteiner biomarkörer kommer att bedömas i relation till risken för de sjukdomar som undersöks (endast SMC) - Syfte 4

Studiedesign: Projektet kommer att utgå från två relativt stora populationsbaserade kohorter, The Cohort of 60-year-olds (60YY) och Swedish Mammography Cohort (SMC). Båda årskullarna är väletablerade i Sverige. På grund av den höga kostnaden för mätningar av akrylamidbiomarkörer kommer vi att använda en fall-kohortdesign. Det totala uppskattade urvalet av fall-kohort kommer att bestå av cirka 1 740 deltagare. Två underkohorter kommer att väljas slumpmässigt från de fullständiga kohorterna (n = 442, cirka 5 % av baslinjepopulationen 1997-1999, för 60-åringar och 2003-2009, för SMC). Alla fall av var och en av sjukdomarna som undersöks (d.v.s. demens inklusive Alzheimers, Parkinsons sjukdom och hjärtinfarkt) som inträffar utanför subkohorterna kommer att inkluderas. Fall-kohortdesignen har vissa fördelar jämfört med den kapslade fall-kontrolldesignen. I synnerhet kan underkohorten återanvändas för att uppskatta priser eller risker inom ramen för tid till händelse23. Fallen kommer att omfatta deltagare som är fria från någon diagnos av var och en av de undersökta sjukdomarna vid tidpunkten för provtagningen. Incidentfall av de sjukdomar som undersöks kommer att identifieras genom koppling till det nationella patientregistret och dödsorsaksregistret fram till slutet av uppföljningen (2022 för båda kohorterna). Händelserna av demens och Alzheimers sjukdom kommer också att hämtas genom kopplingen till Svenska registret för kognitiva/demenssjukdomar (SveDem). Integrationen av detta kvalitetsregister kommer att förbättra känsligheten för demensdiagnoser som har visat sig vara låg när de upptäcks endast från Rikspatientregistret och Dödsorsaksregistret. Den statistiska effektberäkningen (%) baserad på de förväntade incidentfallen (n) för var och en av de sjukdomar som undersöks och antagna riskkvoter (HR) enligt följande:

förväntade fall: Hjärtinfarkt: n=390; Demens (inklusive Alzheimers sjukdom) n=710 och Parkinsons sjukdom n=192

Effektberäkning:

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

Detaljerad information om 60YO och SMC finns här:

https://ki-se.proxy.kib.ki.se/en/imm/60-åringars-kohorten; https://www.simpler4health.se/.

Exponeringar: Akrylamidbiomarkörer mätt i blod, d.v.s. akrylamid- och glycidamidhemoglobinaddukter. Helblodsprover (cirka n = 1 740) kommer att samlas in (0,5 ml) från prover som förvaras i frys vid -80°C vid Uppsala universitets biobank, för SMC, och vid Karolinska Institutets (KI) biobank, för 60-åringen, och skickas till ett certifierat laboratorium i Stockholm. Bedömningen kommer att genomföras med en validerad metod i Törnqvists laboratorium. Kortfattat kommer akrylamid- och glycidamidhemoglobinaddukterna till N-terminal valin (AA-val respektive Gly-val) att mätas i blod med LC-MS-baserade metoder, vilket representerar exponeringen under erytrocytens livslängd. Fall/kontrollstatus för proverna kommer att vara okänd under analysen. Laboratoriebatch kommer att justeras för i alla analyser. Var och en av två akrylamidbiomarkörer kommer att modelleras som kontinuerliga (per 10 pmol/g steg) och i kategorier (tertiler eller kvartiler) för att bedöma potentiellt icke-linjärt dossvar.

Resultatdefinition: Incidentella fall av demens (inklusive Alzheimers sjukdom), Parkinsons sjukdom och hjärtinfarkt. Baserat på den internationella klassificeringen av sjukdomen version 10 (ICD10), är diagnoserna som ingår följande:

Neurodegenerativa störningar

• Demens (vid Alzheimers sjukdom, vaskulär, relaterad till annan sjukdom, ospecificerad) inklusive Alzheimers sjukdom, andra specificerade (inklusive Lewis-kroppar) och ospecificerade neurodegenerativa sjukdomar: F00-F03, G30, G31.8, G31.9
• Parkinsons sjukdom: G20

Hjärt- och kärlsjukdom Hjärtinfarkt:I21

Metabolomiska och proteomiska data: Metaboliter och proteinmarkörer finns redan tillgängliga i SMC-provet. Storskalig oriktad vätskekromatografi-masspektrometri och OLINK-paneler (Proseek Multiplex CVD II, CVD III och Metabolism) användes för att erhålla dessa data från blodprov som tagits vid baslinjen. För detaljerad information om metodiken och analysprocessen hänvisas till tidigare publicerad forskning26,27. Totalt cirka 10 000 metaboliter och 250 proteiner kommer att vara tillgängliga för alla individer som valts ut för fall-kohortprovet (ungefär n=900).

Tidsplan och genomförande Projektet kommer att pågå i fyra år (jan 2024-dec 2026).

Dataanalys och statistik Projekt I: akrylamid och glycidamid hemoglobinaddukter i relation till risk för neurodegenerativa och kardiovaskulära sjukdomar.

Cox proportional hazards vägda regressionsmodeller kommer att användas för att uppskatta riskkvoter och 95 % konfidensintervall (CI) för vart och ett av de hälsoutfall som undersöks i relation till akrylamid- respektive glycidamidbiomarkörer, med uppföljning från datumet för mätning av akrylamidbiomarkörer till den 31 december 2022. Viktad sannolikhetsmetod som använder Borgan II-vikter kommer att tillämpas28. Den viktade metoden gör det möjligt att dra slutsatser om hela kohorten28. Modellerna kommer att justeras med hänsyn till flera kovariater såsom kön (endast för 60-år), ålder (endast för SMC), utbildning, fysisk aktivitet, rökning, alkoholkonsumtion, kroppsmassaindex, kostfaktorer och andra viktiga konfounders hämtade a priori från litteraturen. Analys kommer att utföras separat i de två kohorterna. Därefter kommer resultaten att kombineras med hänsyn till den möjliga heterogeniteten mellan kohorter med hjälp av slumpmässiga effektmodeller. Huvudanalysen kommer att upprepas separat för rökare och icke-rökare. Rökare har tre till fyra gånger högre nivåer av akrylamid jämfört med icke-rökare. Att utföra denna analys separat är viktigt för att bättre särskilja riskerna förknippade med olika källor till akrylamidexponering, särskilt från kosten kontra rökning. Eftersom akrylamid kan störa hormonella nivåer, kommer även klimakteriets status att beaktas i analysen. För att undersöka formen på det möjliga sambandet mellan akrylamidbiomarkörer och de övervägda sjukdomarna kommer vi också att modellera var och en av associationerna med multivariata begränsade kubiska splines. Om vi ​​antar att den sanna hazard ratio (HR) är 1,5 och med en signifikansnivå α =0,05, genom att använda 5% av den totala kohorten, kommer vi att ha ≥90% av statistisk styrka för analys som involverar demens och hjärtinfarkt och 70% för Parkinson sjukdom. Om den sanna HR kommer att vara ≤1,25, kommer den statistiska kraften att minska och analys relaterad till Parkinsons sjukdom kan vara underdriven om den inte kombineras med demens inklusive Alzheimers sjukdom. Multivariabla justeringar samt användning av exponeringar i kategorier kan minska effekten något.

Dessutom kommer vi också att bedöma sambandet mellan kostfaktorer och akrylamidnivåer (delprojekt), och dra nytta av den longitudinella kostinformationen som finns i SMC. Multijusterade kvantilagregressionsmodeller kommer att användas för att modellera förändringar i kosten under 1989-1990, 1997, 2009 i förhållande till akrylamidnivåer i blodet. Livsmedel som kan ha ett högt innehåll av akrylamid har undersökts, men det kommer att vara viktigt att klargöra vilka kostdeterminanter/kostmönster som kan vara relevanta i samband med akrylamidnivåer.

Projekt II: samband mellan akrylamidhemoglobinaddukter och OMICS-data (Fas I) och relaterade metaboliter/proteiner och incidens av neurodegenerativ och hjärtinfarkt (Fas II).

Den föreslagna analysen kommer endast att utföras i SMC. Den förväntade provstorleken för denna analys kommer att vara cirka n=900 varav n=236 för delprovet och n=420 fall för neurodegenerativ sjukdom och n=160 fall för hjärtinfarkt.

Fas I: Partiell Least Squares-analys anpassad för storskalig OMICS-data för att minimera falskt positiva associationer, följt av partiell Spearman-rankkorrelationsanalys justerad för kovariater kommer att användas för att undersöka sambandet mellan OMICS data och akrylamid- och glycidamidbiomarkörer29. Fas II: Var och en av de proteiner och metaboliter som identifierats i Fas I kommer sedan att modelleras som oberoende variabler i relation till risken för var och en av de sjukdomar som undersöks, med användning av multijusterade Cox proportionella riskvägda regressionsmodeller som står för flera testkorrigeringar. För att underlätta tolkningen kommer signifikanta proteiner och metaboliter sedan att plottas med deras korrelation med var och en av blodbiomarkörerna för akrylamid och de sjukdomar som undersöks.