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第一部分中国人群血脂水平与脑卒中及其亚型关系背景和目的脑卒中已经成为全球范围内仅次于肿瘤、冠心病的第三位死因,因脑卒中死亡人数由1990年的460万增长到2013年的640万,所导致的疾病负担也呈现不断上升趋势。在中国,脑卒中已经成为首要死因。根据全国疾病监测系统数据估计,我国每年约有240万新发脑卒中患者以及110万脑卒中死亡,造成极大的疾病负担,且疾病负担较30年前明显增加,因此亟待探究脑卒中相关的危险因素并针对性的进行干预。既往国内外研究关于血脂各项指标与脑卒中风险之间的关系存在诸多不一致,而在中国人群中,需要更多来自大规模前瞻性队列研究为血脂水平与脑卒中关系提供证据支持。本研究旨在进一步探究我国人群血脂水平与脑卒中及其亚型关系,为脑卒中防治及血脂管理提供更多证据支持。材料和方法本研究整合我国六个前瞻性队列研究,包括亚太队列研究(Asia Pacific Cohort Studies Collaboration,APCSC)、中国心血管病流行病学多中心协作研究(China Multicenter Collaborative Study of Cardiovascular Epidemiology,ChinaMUCA)1992-1994、ChinaMUCA 1998、中国心血管健康多中心合作研究(International Collaborative Study of Cardiovascular Disease in Asia,InterASIA)、开滦研究以及中国代谢综合征社区干预研究暨中国家庭健康研究(Community Intervention of Metabolic Syndrome in China&Chinese Family Health Study,CIMIC),共纳入分析267 500名基线无冠心病及脑卒中的研究对象。APCSC纳入亚太地区的各个队列均采用严格设计的调查表,于不同时间收集研究对象的基线信息(包括年龄、性别、吸烟饮酒情况等),并对体格检查及生化指标的测定结果进行记录。其余五个队列由经过统一培训的调查人员采用标准化问卷,收集研究对象人口统计学特征、个人及家族疾病史、生活方式等信息,并进行体格检查及生化指标的测定。各个队列随访调查采用严格的疾病诊断标准对随访终点研究对象随访终点事件进行判定。采用Cox比例风险回归模型,评估多因素调整后总胆固醇(total cholesterol,TC)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、甘油三酷(triglyceride,TG)与脑卒中及其亚型的关系,估计关联的风险比(hazard ratio,HR)和95%可信区间(confidence interval,CI)。同时,还采用多因素调整的限制性三次样条函数探究血脂水平与脑卒中及其女亚型之间的剂量反应关系。结果本研究总随访人年数为2 295 881人年,各个队列中最长中位随访时间达19年。在随访过程中新发脑卒中8 072例,包括5458例缺血性脑卒中、2 186例出血性脑卒中以及603例未分类脑卒中。调整年龄、性别、南北方、吸烟状态、饮酒、教育水平、高血压和体质指数后,TC每增加一个单位即1mmol/L或38.6mg/dl,脑卒中、缺血性卒中风险分别增加4%、8%,相应的HR(95%CI)分别为 1.04(1.02-1.06)、1.08(1.05-1.11)。LDL-C 每增加 1mmol/L 或 38.6mg/dl,脑卒中、缺血性卒中风险分别增加5%、8%,相应的HR(95%CI)分别为1.05(1.02-1.08)、1.08(1.04-1.11)。TG 每增加 1mmol/L 或 88.5mg/dl,脑卒中、缺血性卒中风险分别增加6%、7%,相应的HR(95%CI)分别为1.06(1.05-1.08)、1.07(1.05-1.09)。以 HDL-C 水平为 50-59.9mg/dl 为参照组,<40、40-49.9mg/dl 组脑卒中的 HR(95%CI)分别为 1.28(1.18-1.38)、1.15(1.08-1.23),缺血性卒中的HR(95%CI)分别为 1.23(1.12-1.35)、1.13(1.04-1.22)。以 TC 水平为 160-199.9mg/dl 为参照组,<120mg/dl 组出血性卒中的 HR(95%CI)为 1.43(1.11-1.85),其余各组HR无统计学意义。以HDL-C水平为50-59.9mg/dl为参照组,<40、40-49.9mg/dl 组出血性卒中的 HR(95%CI)分别为 1.28(1.10-1.49)、1.17(1.03-1.33),其余各组HR无统计学意义。多因素调整的限制性三次样条函数结果显示,TC与脑卒中、缺血性卒中以及出血性卒中风险均为线性关系(脑卒中,P<0.001;缺血性卒中,P<0.001;出血性卒中,P=0.029)。LDL-C与脑卒中、缺血性卒中风险均为线性关系(脑卒中,P<0.001;缺血性卒中,P<0.001),与出血性卒中风险之间不具有统计学意义的非线性(P=0.893)或者线性关系(P=0.973)。HDL-C与脑卒中、缺血性卒中风险均为非线性关系(脑卒中,P<0.001;缺血性卒中,P<0.001),与出血性卒中风险之间为线性关系(P<0.001)。TG与脑卒中、缺血性卒中风险均为非线性关系(脑卒中,P<0.001;缺血性卒中,P<0.001),与出血性卒中风险之间不具有统计学意义的非线性(P>0.399)或者线性关系(P=0.292)。结论在中国人群中,TC、LDL-C、TG与脑卒中、缺血性卒中风险呈正相关,HDL-C水平低于50mg/dl时,脑卒中、缺血性卒中风险明显升高。TC水平低于120mg/dl或HDL-C水平低于50mg/dl时,出血性卒中风险升高,LDL-C、TG与出血性卒中风险不相关。本研究结果提示,从防控脑卒中及其亚型的角度出发,在尽可能降低TC、LDL-C、TG水平前提下,有必要将HDL-C水平维持在50mg/dl及以上范围。本研究阐明了中国人群血脂水平与脑卒中及其亚型关系,为控制血脂水平、预防脑卒中相关政策的制定提供了流行病学研究方面的依据。第二部分中国人群非高密度脂蛋白胆固醇水平与心血管疾病关系背景和目的心血管疾病为全球范围内的首要死因,2013年因心血管疾病死亡的人数达1 730万,较1990年增长40.8%,这一数字预计在2030年将达到2 330万。全球疾病负担研究的数据显示,我国因心血管疾病死亡人数由1990年的256万增长到2013年的372万。在我国,心血管疾病患病率同样持续上升,据估计现患人数2.9亿。美国国家脂质协会以及英国国家卫生与保健研究所最新推出的指南均提出将非高密度脂蛋白胆固醇(non-high-density lipoprotein cholesterol,non-HDL-C)作为控制血脂水平以及心血管疾病预防的靶标,但是在中国人群中non-HDL-C与心血管疾病风险之间的关联尤其是与低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)相比作为临床靶标的价值仍需进一步探究。材料和方法本研究的研究对象来自两个前瞻性队列,包括中国心血管病流行病学多中心协作研究(China Multicenter Collaborative Study of Cardiovascular Epidemiology,ChinaMUCA)1998以及中国心血管健康多中心合作研究(International Collaborative Study of Cardiovascular Disease in Asia,InterASIA),最终共纳入分析19 268名35-74岁基线无心血管疾病的研究对象。基线调查于1998-2001年开展,经过统一培训并且考核合格的调查人员采用标准化问卷,收集人口统计学特征、个人及家族病史、生活方式等信息,并进行体格检查及生化指标的测定。随访调查在2007-2008年进行,获取研究对象的健康状况及生存、发病和死亡资料。Cox比例风险回归模型用于估计non-HDL-C与心血管疾病、冠心病以及脑卒中关系的风险比(hazard ratio,HR)和 95%可信区间(confidence interval,CI),模型以non-HDL-C<130mg/dl为参照组。在总人群及按高血压、糖尿病、体质指数、甘油三酯(triglyceride,TG)分亚组,分析non-HDL-C、LDL-C作为连续性变量每增加0.78mmol/L或30mg/dl心血管疾病、冠心病、脑卒中风险的HR及相应的95%CI,同时在总人群及各个亚组中采用似然比检验non-HDL-C、LDL-C分别进入模型后模型预测价值的改变。结果研究对象总随访人年数为152 246人年,平均随访7.9年,其中ChinaMUCA 1998、InterASIA分别平均随访9.0年、7.0年。在随访过程中,新发心血管疾病656例,冠心病224例,脑卒中387例。与non-HDL-C<130mg/dl组相比,调整年龄、性别、南北方、城乡、吸烟、饮酒、教育水平、体力活动、体质指数以及高血压之后,130-159.9、160-189.9、≥190mg/dl组心血管疾病HR(95%CI)分别为1.12(0.92-1.36)、1.30(1.04-1.62)、1.93(1.50-2.47),冠心病 HR(95%CI)分别为 1.59(1.14-2.22)、1.85(1.27-2.71)、3.34(2.25-4.96),脑卒中 HR(95%CI)分别为 1.12(0.87-1.43)、1.46(1.11-1.92)、1.80(1.30-2.49)。在总人群中,non-HDL-C每增加0.78mmol/L或30mg/dl,心血管疾病、冠心病、脑卒中风险分别增加 15%、24%、12%,相应的 HR(95%CI)分别为 1.15(1.08-1.22)、1.24(1.12-1.37)、1.12(1.03-1.21)。LDL-C 每增加 0.78mmol/L 或 30mg/dl,心血管疾病、冠心病、脑卒中风险分别增加16%、26%、13%,相应的HR(95%CI)分别为1.16(1.09-1.24)、1.26(1.13-1.40)、1.13(1.04-1.23)。通过似然比检验,在心血管疾病、冠心病、脑卒中的拟合模型中加入non-HDL-C后,模型χ2改变分别为18.02、15.58、6.91(P值均小于0.05),加入LDL-C后,模型χ2改变分别为18.90、16.49、7.39(P值均小于0.05),两者对于心血管疾病风险拟合模型拟合优度的改变相近。按高血压、糖尿病、体质指数、TG分亚组后,non-HDL-C、LDL-C每增加0.78mmol/L或30mg/dl心血管疾病、冠心病、脑卒中风险的改变相近,同时模型χ2改变也相近即non-HDL-C、LDL-C两者相比在亚组因素各个水平对于心血管疾病风险拟合模型拟合优度的改变相近。结论本研究基于我国人群得到non-HDL-C与心血管疾病、冠心病、脑卒中风险之间关联具有统计学意义。与LDL-C相比,non-HDL-C在心血管疾病预防方面具有同样重要的作用。该研究阐明我国人群non-HDL-C与心血管疾病关系,为我国心血管疾病防控、血脂异常防治指南的制定提供流行病学方面的证据支持。此外,non-HDL-C的临床应用也将为心血管疾病早期预警提供更加全面的信息。第三部分基于非靶向代谢组学检测的代谢产物与血脂关联分析背景与目的胆固醇为细胞膜表面的重要组成部分,也是胆汁酸、类固醇激素等的重要前体。总胆固醇(total cholesterol,TC)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)及甘油三酯(triglyceride,TG)已经被证实与冠心病风险密切相关。既往研究表明,在心血管疾病进展过程中,与血脂水平密切相关的动脉粥样硬化过程可能在生命生长发育的早期就已经开始。如果仅关注血脂水平是否异常,可能无法预防与疾病早期进展相关的代谢异常和不可逆的病理改变。本研究旨在采用非靶向代谢组学方法分析单个代谢产物、代谢产物模块与血脂水平之间的关联,为控制血脂水平及预防远期疾病的发生发展提供新思路。材料与方法本研究基于美国博加卢萨心脏研究(Bogalusa Heart Study,BHS),同时纳入美国白人与非裔美国人,本次代谢组学分析使用BHS研究于2013-2016年调查获得的研究对象数据,最终共纳入1 134名研究对象。调查人员采用标准化的问卷进行研究对象人口统计学特征、生活方式以及个人疾病史等资料的收集,并对研究对象进行体格检查、生化指标的测定以及采用非靶向超高效液相色谱质谱进行代谢产物的测定。分别在美国白人、非裔美国人中,采用多元线性回归模型调整多因素后,分析单个代谢产物与血脂水平之间的关联,采用加权关联网络分析(weighted correlation network analysis,WGCNA)确定代谢产物模块,计算各个模块与多因素调整后的血脂水平之间的相关系数,使用Bonferroni法对多重检验进行校正。结果调整年龄、性别、吸烟、饮酒、教育程度、体力活动水平、体质指数以及降脂药物服用情况,经过多重校正后,与TC、LDL-C、HDL-C、TG具有关联且在白人及非裔美国人中关联方向一致的代谢产物分别为126、79、36、136种(P<4.16×10-5),与任一血脂指标具有关联的代谢产物共206种。在这206种与血脂相关的代谢产物中,化学结构已知的代谢产物共187种,其余的19种为目前化学结构未知的代谢产物。上述化学结构已知的代谢产物来自6个代谢通路,其中有169种来自血脂代谢通路,8种来自氨基酸代谢通路,2种来自碳水化合物代谢通路,5种来自辅因子和维生素代谢通路,2种来自多肽代谢通路,1种来自核苷酸代谢通路。此外,在上述206种与血脂相关的代谢产物中,首次报道与血脂相关且化学结构已知的代谢产物为15种,其中与TC、LDL-C、HDL-C、TG具有关联的代谢产物分别有11、2、8、4种。比如,来自脂肪酸单羟基化这一子代谢通路的2-羟基棕榈酸酯每增加一个标准差,在白人中TC、LDL-C、HDL-C水平分别增加9.60、5.92、3.04mg/dl(P值分别为 1.70×10-11、3.74×10-6、2.74×10-9),在非裔美国人中TC、LDL-C、HDL-C水平分别增加15.41、10.32、4.15mg/dl(P值分别为1.90×10-12、4.89×10-7 5.40×10-7)。通过WGCNA分析在白人及非裔美国人中分别识别了 15个、6个代谢产物模块,多重校正后分别有10个、5个代谢产物模块与一项及以上的血脂指标具有关联。比如,在白人中代谢产物模块2主要包括来自二酰基甘油、单酰基甘油、神经酰胺和鞘脂代谢通道的代谢产物,该代谢产物模块与TC、LDL-C以及TG水平正相关,相关系数分别为0.48(P=1×10-49)、0.28(P=2×1 0-16)、0.77(P=2×10-160),与 HDL-C 水平负相关,相关系数为-0.23(P=4×10-11)。结论本研究首次基于非靶向代谢组学分析了单个代谢产物、代谢产物模块与血脂水平之间的关联,首次报道了 15种与血脂相关的代谢产物。这些新的代谢产物可作为潜在靶点,为预防与血脂异常相关的代谢异常和不可逆的病理改变提供了线索。本研究结果尚需要前瞻性队列研究进一步验证。