孟德尔随机化(MR)近期一直很“高调”,经典的临床应用思路,恐怕大家都看惯了。那生信塔今天给大家推荐一个MR在基础领域的生物信息分析方向!特别是在做基因筛选时,在结合“机器学习”的前提下,MR更是锦上添花,显著提高文章“level”!
生信塔今天给大家带来的是由上海中医药大学团队25年1月发表在“Journal of Affective Disorders”(4.9的中科院2区)文章,结合机器学习和孟德尔随机化分析,探讨了甘油三酯-葡萄糖指数(TyG)与老年人抑郁及认知功能障碍的关系。
研究利用NHANES数据库(免费获取数据,特别适合缺乏数据的临床医生),创新性地采用多种机器学习模型(如Xgboost、随机森林等)对抑郁风险进行预测。同时,通过MR分析,进一步探讨了BMI与抑郁及认知功能的因果关系。该研究整合了传统统计方法与前沿机器学习技术,为生物信息学在流行病学研究中的应用提供了优秀范例,具有显著的复现价值。
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题目:探索甘油三酸酯-葡萄糖指数在抑郁和认知功能障碍中的作用:利用机器学习对NHANES数据进行证据支持
研究背景
老年人抑郁和认知障碍普遍存在,有证据表明潜在的联系与肥胖和脂质代谢障碍。这项研究调查了老年人的甘油三酸葡萄糖指数(TYG)指数,体重指数(BMI),抑郁症和认知功能障碍,利用NHANES调查的数据以及采用机器学习技术的数据
研究思路
作者分析了2011 - 2014年NHANES数据集的1352名参与者,其接受了认知功能测试,抑郁评估和TYG指数测量;通过多元线性回归和亚组分析,以检查TYG指数与抑郁/认知障碍之间的关联,并以机器学习模型评估了预测因素对抑郁症的重要性;最后,以孟德尔随机化(MR)来探索BMI与抑郁症/认知功能之间的因果关系。
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主要结果
1.
TyG指数与抑郁及认知功能障碍的关联
研究发现,调整混杂因素后,TyG指数与认知功能评分呈负相关,与抑郁评分呈正相关(p < 0.001)。这表明TyG指数越高,认知功能越差,抑郁症状越严重。然而,在肥胖人群(BMI ≥ 28)中,TyG指数每增加100单位,抑郁评分反而降低3.79分,提示肥胖可能对抑郁症状有保护作用。

2.
机器学习模型结果
使用Xgboost等机器学习模型对抑郁风险进行预测,结果显示模型表现优秀(AUC = 0.960)。模型识别出BMI、TyG-BMI、性别和共病(如哮喘、中风、肺气肿)是抑郁的关键预测因素。此外,通过Shapley值分析,研究进一步探讨了TyG-BMI和BMI对抑郁风险的贡献。(抱歉,网络获取的原文为预印版,所以图片清晰度较低)
3.
孟德尔随机化分析结果
MR分析发现BMI与抑郁风险呈负相关(OR = 0.9934,p = 0.0001),与认知功能障碍风险也呈负相关(OR = 0.8514,p < 0.05)。这表明较高的BMI可能降低抑郁风险,但增加认知功能障碍的风险。即使在调整血脂代谢相关因素后,这种关联仍然显著。

4.
亚组分析结果
在不同BMI水平的亚组中,TyG指数与抑郁及认知功能的关联存在差异。例如,在BMI < 18.5的瘦弱人群中,TyG指数每增加100单位,认知功能评分显著提高;而在BMI ≥ 28的肥胖人群中,TyG指数与抑郁评分呈负相关。此外,年龄小于70岁的参与者中,TyG指数与抑郁评分呈负相关。

MVMR分析的结果揭示了对HDL,LDL和甘油三酸酯的调整后BMI与认知功能(a)以及抑郁症(B)之间的负相关性
小结
本文思路简单清晰,选题较为常规,但是分析方法创新且高效。小伙伴们换个疾病方向或者研究主题,也可以使用机器学习+MR思路的生信分析,再叠加上NHANES等免费数据库,一篇“短平快”的文章复现难度也很低!如果研究思路或者分析技术受限,欢迎滴滴生信塔!
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