丙烯酰胺与健康结果

具体目标 评估膳食丙烯酰胺暴露（通过经过验证的生物标志物（即丙烯酰胺和缩水甘油酰胺血红蛋白加合物）测量）与痴呆症（包括阿尔茨海默病）风险之间的关系（n = 700 例） - 目标 1；帕金森氏病（n = 190 例） - 目标 2 和心肌梗塞（n = 390 例） - 两个基于人群的瑞典队列中的目标 3，即 60 岁队列 (60YO) 和瑞典乳房 X 线摄影队列 ( SMC）采用案例队列设计。

此外，受暴露影响的 OMICS 特征（主要是蛋白质和代谢组学）将用于探索疾病发展的潜在分子途径并支持生物学合理性。 将根据所调查疾病的风险（仅限 SMC）评估丙烯酰胺相关代谢和蛋白质生物标志物 - 目标 4

研究设计：该项目将基于两个相对较大的人群队列，即 60 岁队列 (60YO) 和瑞典乳房 X 线摄影队列 (SMC)。 这两个群体在瑞典都很成熟。 由于丙烯酰胺生物标志物测量的成本很高，我们将使用病例队列设计。 估计病例队列样本总数将包括大约 1,740 名参与者。 将从完整队列中随机选择两个子队列（n = 442，约占 1997-1999 年 60 岁基线人口的 5%，以及 2003-2009 年 SMC）。 发生在子队列之外的每种正在调查的疾病（即痴呆症，包括阿尔茨海默病、帕金森病和心肌梗塞）的所有病例都将包括在内。 与嵌套病例对照设计相比，病例队列设计具有一些优点。 特别是，可以重复使用子队列来估计事件发生时间框架中的比率或风险23。 这些病例将包括在采样时未对所调查的每种疾病进行任何诊断的参与者。 将通过与国家患者登记册和死因登记册的联系来确定正在调查的疾病的事件病例，直至随访结束（两个队列为 2022 年）。 痴呆症和阿尔茨海默病的事件病例也将通过与瑞典认知/痴呆症登记处 (SveDem) 的链接进行检索。 该质量登记册的整合将提高痴呆症诊断的敏感性，而仅从国家患者登记册和死因登记册中检测到痴呆症诊断的敏感性较低。 统计功效计算 (%) 基于每种所调查疾病的预期事件病例 (n) 和假设的风险比 (HR)，如下：

预期病例： 心肌梗塞：n=390；痴呆症（包括阿尔茨海默病）n=710 和帕金森病 n=192

功率计算：

HR 1.25：MI：50%、痴呆：60% 和帕金森：34% HR 1.50：MI 90%、痴呆：95%、帕金森：70% HR：1.75：MI 99%、痴呆：100% 和帕金森 91%

有关 60YO 和 SMC 的详细信息请参见此处：

https://ki-se.proxy.kib.ki.se/en/imm/the-cohort-of-60-yearolds； https://www.simler4health.se/。

暴露：血液中测量的丙烯酰胺生物标志物，即丙烯酰胺和缩水甘油酰胺血红蛋白加合物。 将从乌普萨拉大学生物库（SMC）和卡罗林斯卡学院 (KI) 生物库（60 岁）储存在 -80°C 冰箱中的样本中收集全血样本（大约 n = 1,740）（0.5 毫升），然后发送到斯德哥尔摩的认证实验室。 评估将在 Törnqvist 实验室采用经过验证的方法进行。 简而言之，将通过基于 LC-MS 的方法在血液中测量丙烯酰胺和缩水甘油酰胺血红蛋白与 N 端缬氨酸（分别为 AA-val 和 Gly-val）的加合物，代表红细胞寿命期间的暴露量。 在分析过程中样本的病例/对照状态将是未知的。 所有分析中都将调整实验室批次。 两种丙烯酰胺生物标志物中的每一种都将被建模为连续（每 10 pmol/g 增量）和类别（三分位数或四分位数），以评估潜在的非线性剂量反应。

结果定义：痴呆症（包括阿尔茨海默病）、帕金森病和心肌梗塞的发病病例。 根据国际疾病分类第 10 版 (ICD10)，包括的诊断如下：

神经退行性疾病

• 痴呆（阿尔茨海默病、血管性痴呆、与其他疾病相关、未明确），包括阿尔茨海默病、其他特定疾病（包括路易斯小体）和未特定神经退行性疾病：F00-F03、G30、G31.8、G31.9
• 帕金森病：G20

心血管疾病 心肌梗塞：I21

代谢组学和蛋白质组学数据：SMC 样品中已提供代谢物和蛋白质标记。 采用大规模非靶向液相色谱-质谱和 OLINK 面板（Proseek Multiplex CVD II、CVD III 和 Metabolism）从基线收集的血液样本中获取这些数据。 有关方法和分析过程的详细信息，请参阅之前发表的研究26,27。 为病例队列样本选择的所有个体（大约 n=900）将总共获得大约 10,000 种代谢物和 250 种蛋白质。

时间计划及实施 该项目将持续四年（2024年1月-2026年12月）。

数据分析和统计项目一：丙烯酰胺和缩水甘油酰胺血红蛋白加合物与神经退行性疾病和心血管疾病风险的关系。

将采用 Cox 比例风险加权回归模型来分别估计与丙烯酰胺和缩水甘油酰胺生物标志物相关的每种健康结果的风险比和 95% 置信区间 (CI)，并从丙烯酰胺生物标志物测量之日起进行跟踪至 2022 年 12 月 31 日。 将应用使用 Borgan II 权重的加权似然法28。 加权方法将允许对整个队列进行推断28。 模型将根据几个协变量进行调整，例如性别（仅适用于 60 岁）、年龄（仅适用于 SMC）、教育程度、体力活动、吸烟、饮酒、体重指数、饮食因素和其他从文献中先验检索到的重要混杂因素。 分析将在两个队列中分别进行。 然后，将使用随机效应模型考虑队列之间可能的异质性来组合结果。 主要分析将分别在吸烟者和非吸烟者中重复进行。 与不吸烟者相比，吸烟者的丙烯酰胺含量高出三到四倍。 单独进行此分析对于更好地区分与丙烯酰胺暴露的不同来源（特别是饮食与吸烟）相关的风险非常重要。 由于丙烯酰胺可能会破坏荷尔蒙水平，因此分析中还将考虑更年期状态。 为了研究丙烯酰胺生物标志物与所考虑的疾病之间可能关系的形状，我们还将使用多元限制三次样条对每种关联进行建模。 假设真实风险比 (HR) 为 1.5，显着性水平 α =0.05，通过使用总队列的 5%，我们将获得 ≥90% 的痴呆和心肌梗死分析统计功效，70% 的帕金森分析统计功效疾病。 如果真实 HR ≤1.25，则统计功效将会降低，并且如果不与包括阿尔茨海默病在内的痴呆症相结合，与帕金森病相关的分析可能会不足。 多变量调整以及按类别使用风险可能会在一定程度上降低功效。

此外，我们还将利用 SMC 中的纵向饮食信息来评估饮食因素与丙烯酰胺水平之间的关联（子项目）。 将采用多重调整分位数回归模型来模拟 1989-1990 年、1997 年和 2009 年期间饮食与血液丙烯酰胺水平的关系。 已经对可能含有高丙烯酰胺含量的食物进行了研究，但是澄清哪些饮食决定因素/饮食模式可能与丙烯酰胺水平相关是很重要的。

项目 II：丙烯酰胺血红蛋白加合物与 OMICS 数据（第一阶段）以及相关代谢物/蛋白质与神经退行性和心肌梗塞发病率之间的关联（第二阶段）。

拟议的分析将仅在 SMC 中执行。 该分析的预期样本量约为 n=900，其中子样本 n=236，神经退行性疾病 n=420 例，心肌梗塞 n=160 例。

第一阶段：适用于大规模 OMICS 数据的偏最小二乘分析，以最大程度地减少假阳性关联，随后针对协变量调整的部分斯皮尔曼等级相关分析将用于研究 OMICS 数据与丙烯酰胺和缩水甘油酰胺生物标志物之间的关联29。 第二阶段：第一阶段确定的每种蛋白质和代谢物将被建模为与所调查的每种疾病的风险相关的自变量，使用考虑多重测试校正的多重调整的 Cox 比例风险加权回归模型。 为了便于解释，将绘制重要的蛋白质和代谢物及其与丙烯酰胺的每种血液生物标志物和所研究的疾病的相关性。