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Randomizzazione Mendeliana: Valutare gli esiti di salute e i metodi

Una panoramica della Randomizzazione Mendeliana nella ricerca sulla salute e dei suoi metodi.

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La Randomizzazione Mendeliana (MR) è un metodo che serve a capire se certi comportamenti o fattori di salute causano effettivamente risultati sulla salute. Questa tecnica è particolarmente utile quando i ricercatori vogliono capire le relazioni tra cose, ma ci sono fattori che non possono misurare che potrebbero confondere i risultati. Ad esempio, immaginiamo che i ricercatori stiano cercando di scoprire se bassi livelli di vitamina D portano a un rischio maggiore di certe malattie. Se le persone che hanno carenze di vitamina D tendono anche ad avere altri problemi di salute o stili di vita diversi, potrebbe essere difficile dire se il problema è la bassa vitamina D. La MR aiuta a separare questi effetti.

Come funziona la MR

La MR sfrutta le differenze genetiche naturali tra le persone per vedere se un fattore specifico causa un certo effetto. L'idea è che, proprio come in un esperimento controllato, le differenze genetiche non cambiano in base all'ambiente o ai comportamenti della persona. Quindi, se i ricercatori scoprono che un tratto genetico collegato a bassi livelli di vitamina D porta costantemente a tassi di malattia più elevati, è più probabile che la bassa vitamina D causi le malattie e non sia solo correlata a esse a causa di altri fattori confondenti.

La crescita degli studi MR

La MR è diventata popolare tra gli scienziati perché aiuta a rispondere a domande complesse dove i metodi tradizionali possono fallire a causa di variabili non misurate. È stata supportata da risultati che si allineano con quelli degli studi randomizzati, rendendola un modo affidabile per trarre conclusioni sulla causalità nella ricerca sulla salute.

Nuovi approcci nella MR

Recentemente, c'è stata un'evoluzione nel modo in cui vengono condotti gli studi MR. I ricercatori stanno cercando di applicare i risultati della MR non solo alla popolazione generale ma a gruppi specifici. Ad esempio, potrebbero voler sapere come l'aumento dei livelli di vitamina D influisce sugli adulti più anziani rispetto ai più giovani, o solo su quelli che già hanno bassi livelli di vitamina D. Questo approccio può aiutarci a capire se gli effetti della vitamina D differiscono tra i vari gruppi.

Preoccupazioni con il metodo residuo

Un metodo recente usato nelle analisi MR è conosciuto come metodo "residuo". In questo processo, i ricercatori esaminano la variazione rimanente nei livelli di vitamina D che non è spiegata dalla genetica. L'idea è di raggruppare le persone in base ai loro livelli di vitamina D "IV-free" per vedere come diversi livelli influenzano i risultati sulla salute. Tuttavia, alcuni studi hanno sollevato preoccupazioni sul fatto che questo metodo potrebbe portare a risultati distorti. Ad esempio, i ricercatori hanno trovato che anche quando l'effetto generale della vitamina D era neutro o negativo, alcuni gruppi mostrano grandi benefici. Questa incoerenza solleva domande sulla affidabilità dei risultati.

Problemi con gli effetti non lineari

Si pensava che il metodo residuo rivelasse effetti non lineari, il che significa che la relazione tra vitamina D e risultati sulla salute potrebbe non essere una linea retta. Alcuni studi hanno affermato di mostrare benefici significativi della vitamina D per le persone che ne hanno carenza, suggerendo una relazione a forma di J. Tuttavia, le critiche a questo metodo indicano che i risultati potrebbero essere influenzati da bias di selezione all'interno dei diversi gruppi, rendendoli meno affidabili.

Passare a un metodo a doppia classifica

Per affrontare questi problemi, è stato introdotto un nuovo approccio chiamato metodo "a doppia classifica". Invece di guardare solo ai residui, questo metodo organizza gli individui in più fasi basate su misurazioni genetiche e i loro livelli di esposizione. Assicura una migliore rappresentazione tra i vari strati (o gruppi). Questo metodo mira a evitare alcuni dei bias visti nel metodo residuo ed è promosso come un modo più accurato per esaminare gli effetti dell'esposizione.

Valutazione di entrambi i metodi

Sia il metodo residuo che quello a doppia classifica sono stati valutati per vedere quanto sono accurati nel fornire stime causali di risultati sulla salute. I ricercatori hanno utilizzato dati da un grande studio di coorte chiamato UK BioBank. Hanno guardato specificamente a vitamina D, indice di massa corporea (BMI) e livelli di colesterolo e trigliceridi per esaminare il loro impatto su vari risultati sulla salute.

Fonte dei dati: UK Biobank

La UK Biobank ha reclutato quasi 500.000 individui nel Regno Unito, raccogliendo una vasta gamma di informazioni sulla salute e sullo stile di vita. Questi dati sono preziosi per capire come vari fattori influenzano i risultati sulla salute, poiché i partecipanti hanno fornito campioni di sangue e hanno subito molteplici valutazioni della salute.

Analisi della vitamina D, BMI e colesterolo

Lo studio ha esaminato come la vitamina D e il BMI influenzano età e sesso, e come il colesterolo influisce sul rischio di infarti. L'obiettivo era determinare se i risultati corrispondessero a quanto già mostrato in molteplici studi clinici.

Risultati dai controlli negativi

Per controllare i possibili bias, i ricercatori hanno utilizzato risultati di controllo negativi. Questo significa che hanno esaminato fattori che non dovrebbero essere influenzati dalle esposizioni che stavano studiando. Ad esempio, hanno esaminato se la vitamina D e il BMI avessero effetti su età o sesso. Queste analisi di controllo servono a testare se le stime MR siano effettivamente affidabili.

Risultati dalla MR convenzionale

Nelle analisi MR convenzionali, la vitamina D ha mostrato quasi nessun effetto su età e sesso, suggerendo che non c'è una relazione causale diretta. Lo stesso è stato osservato per il BMI, che ha avuto un impatto minimo su queste variabili.

Risultati MR non lineari

Al contrario, quando si guardava agli effetti non lineari di vitamina D e BMI usando sia il metodo residuo che quello a doppia classifica, i risultati variavano significativamente tra i gruppi. Ad esempio, i gruppi con livelli più bassi di vitamina D indicavano associazioni positive con l'età, suggerendo che una bassa vitamina D potrebbe essere benefica, anche se questi risultati erano molto incoerenti.

LDL-C e infarto miocardico

In ulteriori indagini, il colesterolo LDL è stato analizzato rispetto agli infarti (infarto miocardico). Studi precedenti hanno costantemente mostrato che ridurre i livelli di LDL-C porta a una diminuzione del rischio di infarti. Tuttavia, usando i metodi MR non lineari, i risultati erano contrastanti. Le stime suggerivano che la relazione potrebbe essere invertita, prevedendo che un aumento di LDL-C potesse ridurre il rischio di infarti, il che contraddice le evidenze cliniche consolidate.

Risultati su trigliceridi e mortalità per cancro

Un'altra analisi si è concentrata sugli effetti dei trigliceridi sulla mortalità per cancro. Risultati precedenti affermavano risultati non lineari forti, ma i tentativi di replicare questi risultati non sono stati riusciti. L'incapacità di riprodurre i risultati mette ulteriormente in discussione l'affidabilità dei metodi utilizzati.

Implicazioni per la ricerca MR

Date le preoccupazioni riguardo ai metodi residuo e a doppia classifica, i ricercatori devono essere cauti. Le incoerenze nei risultati delle analisi MR rispetto alle solide evidenze provenienti da studi randomizzati suggeriscono che questi metodi potrebbero non produrre risultati affidabili. Fino a quando non ci sarà una prova più concreta che ne supporti l'accuratezza, si dovrebbe considerare una moratoria sulla pubblicazione di risultati MR non lineari da questi metodi.

Conclusione

La Randomizzazione Mendeliana è uno strumento potente per comprendere la relazione tra comportamenti di salute e risultati. Tuttavia, con i nuovi metodi arrivano anche nuove sfide. Man mano che i ricercatori si sforzano di perfezionare queste tecniche, è fondamentale assicurarsi che i risultati siano affidabili e allineati con ciò che è compreso attraverso studi tradizionali. La continua valutazione di questi metodi contribuirà a migliorare la validità dei risultati MR in futuro.

Direzioni future

Andando avanti, si dovrebbe porre maggiore enfasi sull'uso di risultati di controllo negativi e sulla convalida dei risultati rispetto alle evidenze esistenti da studi randomizzati. Esplorare questi metodi su diversi set di dati e in varie popolazioni potrebbe anche fornire migliori intuizioni sulla loro applicabilità e affidabilità. I ricercatori devono rimanere vigili nell'individuare e affrontare i bias che derivano da tecniche statistiche complesse mentre continuano ad approfondire la nostra comprensione della causalità nella ricerca sulla salute.

Fonte originale

Titolo: Non-linear mendelian randomization: detection of biases using negative controls with a focus on BMI, Vitamin D and LDL cholesterol.

Estratto: Mendelian randomisation (MR) is an established technique in epidemiological investigation, using the principle of random allocation of genetic variants at conception to estimate the causal linear effect of an exposure on an outcome. Extensions to this technique include non-linear approaches that allow for differential effects of the exposure on the outcome depending on the level of the exposure. A widely used non-linear method is the residual approach, which estimates the causal effect within different strata of the non-genetically predicted exposure (i.e. the "residual" exposure). These "local" causal estimates are then used to make inferences about non-linear effects. Recent work has identified that this method can lead to estimates that are seriously biased, and a new method - the doubly-ranked method - has been introduced as a possibly more robust approach. In this paper, we perform negative control outcome analyses in the MR context. These are analyses with outcomes onto which the exposure should have no predicted causal effect. Using both methods we find clearly biased estimates in certain situations. We additionally examined a situation for which there are robust randomised controlled trial estimates of effects - that of low density lipoprotein cholesterol (LDL-C) reduction onto myocardial infarction, where randomised trials have provided strong evidence of the shape of the relationship. The doubly-ranked method did not identify the same shape as the trial data, and for LDL-C and other lipids they generated some highly implausible findings. Therefore, we suggest that until there is extensive simulation and empirical methodological work demonstrating that these methods generally produce meaningful findings use of them is suspended. If authors feel it is imperative that they report results from them there should be strong justification for this, and a number of sanity checks (such as analysis of negative and positive control outcomes) should be provided.

Autori: Fergus W Hamilton, D. A. Hughes, W. Spiller, K. Tilling, G. Davey Smith

Ultimo aggiornamento: 2024-01-22 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.08.21.23293658

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.08.21.23293658.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia medrxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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