5.7 Q1|重庆医科大学NHANES发文 | 哮喘成人血清铁与血嗜酸性粒细胞计数之间的关系

1.第一段–文章基本信息

文章题目：Relationship between serum iron and blood eosinophil counts in asthmatic adults: data from NHANES 2011-2018

中文标题：哮喘成人血清铁与血嗜酸性粒细胞计数之间的关系：来自NHANES 2011-2018 的数据

发表杂志：Frontiers in Immunology

影响因子：1区，IF=5.7

发表时间：2023年9月

2.第二段–研究思路

本研究思路

本文基于2011至2018年美国国家健康与营养调查（NHANES）数据，旨在探究成人哮喘患者血清铁水平与血液嗜酸性粒细胞计数之间的关系。研究纳入2549名符合标准的受试者，首先采用线性回归模型分析两者相关性，发现血清铁水平与血液嗜酸性粒细胞计数呈负相关。进一步通过XGBoost机器学习模型评估各变量对血液嗜酸性粒细胞计数的相对重要性，发现维生素C摄入、年龄、维生素B12摄入、铁摄入和血清铁是影响最大的五个因素。此外，利用广义相加模型和分段线性回归模型验证了血清铁与血液嗜酸性粒细胞计数之间的线性负相关关系。研究结果表明，血清铁水平可能与哮喘患者的免疫状态变化相关，为哮喘的管理与治疗提供了新的研究思路。

3.第三段-Introdction

背景

哮喘是一种以气流受阻为特征的慢性炎症性呼吸道疾病，近年来其患病率在西方和工业化国家急剧上升，给公共卫生带来了巨大挑战。哮喘的发病机制复杂，其中T2型炎症是哮喘病理生理学中的关键免疫反应，嗜酸性粒细胞在T2型高哮喘中起重要作用。此外，饮食变化被认为可能与哮喘的发展有关，尤其是铁等微量元素对免疫功能和炎症过程有重要影响。尽管已有研究探讨了铁水平与哮喘的关系，但关于血清铁水平与哮喘患者血液中嗜酸性粒细胞计数之间的关系研究较少。因此，本研究利用NHANES数据，分析美国哮喘成人的血清铁浓度与血液嗜酸性粒细胞计数之间的联系，以深入了解铁在哮喘中的作用。

4.第四段-Methods

方法

本研究使用了2011—2018年NHANES的数据，这些数据包括人口统计信息、检查信息、饮食信息、实验室信息和问卷数据。在2011至2018年期间，NHANES共收集了39156个样本。我们排除了以下人群：（1）年龄小于18岁（n=15331）；（2）缺失血液嗜酸性粒细胞数据（n=2147）；（3）缺失血清铁数据（n=450）；（4）非哮喘患者（n=17999）；（5）缺失以下任何一个协变量数据（n=680）：教育背景、婚姻状况、贫困与收入比（PIR）、体质指数（BMI）、吸烟状态、饮酒摄入、叶酸摄入、维生素A摄入、维生素B12摄入、维生素C摄入、铁摄入、高血压病史、糖尿病病史、类固醇使用。最终，我们纳入了2549名美国哮喘成人的具有全国代表性的样本用于研究。图1展示了筛选流程。

暴露：血清铁

血清铁浓度采用DcX800方法测定，这是一种定时终点法。醋酸释放出与转铁蛋白结合的铁，然后被羟胺和硫代乙醇酸还原为亚铁形式。亚铁离子立即与FerroZine铁试剂络合。系统在预定时间测量560 nm处的吸光度变化。这种吸光度的变化与样本中的铁浓度成正比。

结局: 血液嗜酸性粒细胞计数

使用Becker Coulter MAXM分析仪对NHANES 2011—2018周期中收集的全血样本进行完整的血液计数和五分类测量。五分类测量得出淋巴细胞、单核细胞、分叶核中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞的细胞计数（10³个/L），这些数据用于后续分析。NHANES网站上有实验室程序的详细说明。

协变量:

性别、年龄、种族、教育背景、贫困与收入比、婚姻状况、体质指数（kg/m²）、吸烟状态、饮酒摄入、维生素A、维生素B12、维生素C、叶酸和铁的摄入量、高血压病史、糖尿病病史和类固醇药物使用史

统计学方法

本研究依据NHANES数据库指南，对血清铁浓度和血液嗜酸性粒细胞计数进行统计分析。连续变量以均值±标准差表示，分类变量以百分比表示。血液嗜酸性粒细胞计数分为四个四分位数，分类变量的p值通过加权卡方检验计算，连续变量的p值通过Kruskal-Wallis秩和检验计算。研究采用三种加权线性回归模型分析血清铁与血液嗜酸性粒细胞计数的关系，其中模型1未调整协变量，模型2调整性别、年龄和种族，模型3调整包括教育背景、婚姻状况、贫困与收入比（PIR）、BMI、吸烟状态、饮酒摄入、维生素摄入、铁摄入、高血压病史、糖尿病病史和类固醇药物使用等在内的多个协变量。此外，利用XGBoost机器学习算法评估各变量对血液嗜酸性粒细胞计数的相对重要性，并进行分层分析以确定分层相关性。通过广义相加模型生成平滑曲线分析线性关系，使用分段回归模型确认线性或非线性关系，若为非线性则通过两段线性回归模型评估阈值影响。拐点通过递归技术估计以实现最大模型似然。所有统计分析均使用R软件（4.2.0版本）完成，p值小于0.05表示具有统计学意义。

5.第五段-Results

结果

研究人群的一般特征

研究纳入了2549名美国哮喘成人的全国代表性样本，平均年龄为47.3岁，非西班牙裔白人占比最高。参与者按血液嗜酸性粒细胞计数分为四组（Q1-Q4），各组在性别、年龄、教育背景、BMI、吸烟状态、维生素A和C摄入量、铁摄入量、高血压病史以及血清铁水平等方面存在显著差异（p < 0.05）。相对于血液嗜酸性粒细胞计数较高的组别，较低组别的血清铁浓度更高。

血清铁与血液嗜酸性粒细胞计数的关系

通过三种加权线性回归模型分析发现，血清铁水平与血液嗜酸性粒细胞计数呈负相关。在调整性别、年龄和种族的模型2中，血清铁每增加1单位（μmol/L），血液嗜酸性粒细胞计数减少1.57/μL（p = 0.0111）。在调整所有协变量的模型3中，血清铁每增加1单位，血液嗜酸性粒细胞计数减少1.41/μL（p = 0.023）。趋势检验在模型2中显著（p < 0.05），表明血清铁与血液嗜酸性粒细胞计数呈线性负相关。

分层分析

在不同亚组（按性别、年龄、种族、教育背景、婚姻状况、PIR、BMI、吸烟状态、高血压病史、糖尿病病史和类固醇药物使用分层）中，血清铁与血液嗜酸性粒细胞计数的负相关关系在特定人群中显著，包括非西班牙裔白人和黑人、高中学历、已婚、BMI≥28、吸烟超过100支、有高血压病史、无糖尿病和未使用类固醇药物的个体。所有亚组的交互检验均未发现显著差异（p > 0.05）。

XGBoost模型评估变量重要性

利用XGBoost机器学习算法评估各变量对血液嗜酸性粒细胞计数的影响，结果显示维生素C摄入、年龄、维生素B12摄入、铁摄入和血清铁是最重要的五个因素。

线性与非线性关系评估

通过广义相加模型（GAM）和分段回归模型进一步验证血清铁与血液嗜酸性粒细胞计数的关系。GAM生成的平滑拟合曲线表明两者呈线性关系。分段回归模型未发现显著的拐点（p > 0.05），表明单一线性模型更适合描述两者关系。

6.第六段–结论与启发

结论与启发

结论

我们的研究发现，血清铁与哮喘成人患者的血液嗜酸性粒细胞计数之间存在线性负相关关系，表明血清铁可能与哮喘患者的免疫状态变化有关。我们的研究为哮喘的管理和治疗提供了新的思路。我们希望未来有更多人认识到铁在哮喘发病、发展和治疗中的作用。

【光速科研启发】

选题：研究聚焦于血清铁水平与哮喘患者血液嗜酸性粒细胞计数之间的关系，填补了当前研究中关于两者关联的空白，为理解哮喘的病理生理机制提供了新的视角，具有重要的临床和科研意义。

统计学：采用加权线性回归模型（包括未调整、部分调整和全面调整的模型）评估血清铁水平与血液嗜酸性粒细胞计数的关系，并通过XGBoost机器学习算法评估变量重要性。进一步利用广义相加模型（GAM）和分段线性回归模型验证两者之间的线性或非线性关系，确保结果的可靠性和科学性。

数据库：基于NHANES数据库，确保样本的全国代表性，涵盖丰富的健康和营养数据。通过严格筛选排除不符合条件的样本，提高研究样本的质量和可靠性，为研究提供了坚实的数据基础。

启发：研究提示血清铁水平可能与哮喘患者的免疫状态变化相关，为哮喘的管理和治疗提供了新的思路。通过分层分析，发现特定人群（如非西班牙裔白人、BMI≥28、有高血压病史等）中血清铁与血液嗜酸性粒细胞计数的关联更显著，为个性化干预提供依据。此外，研究强调了铁在哮喘发病机制中的潜在作用，为未来的研究方向和干预措施提供了新的启发。