
饮用咖啡是一种可遗传的习惯,同时也伴随着一定的遗传负荷。
加州大学圣地亚哥分校医学院精神病学系副教授桑德拉·桑切斯-罗伊格博士指出,咖啡因是一种精神活性物质。她是一个国际研究小组的成员之一,该小组将23andMe数据库中的咖啡消费特征与英国更大规模的记录进行了比较。她是最近发表在《神经精神药理学》杂志上的一篇论文的通讯作者。
海莉·H·A·索普博士是该论文的第一作者。索普博士来自安大略省西安大略大学舒立克医学院和牙科学院的解剖学和细胞生物学系,他解释说,研究团队收集了遗传数据以及自我报告的咖啡消费量数据,以进行全基因组关联研究(GWAS)。其想法是在已知与咖啡消费量相关的基因与与健康相关的特征或状况之间建立联系。
“我们使用这些数据来确定基因组中与一个人是否更可能或更不可能饮用咖啡有关的区域,”索普解释说。“然后确定可能影响咖啡摄入量的基因和生物学特征。”
咖啡饮用的遗传影响
论文的主要研究人员、加州大学圣地亚哥分校医学院精神病学系教授亚伯拉罕·帕尔默博士表示,大多数人惊讶于基因对咖啡消费的影响。“我们之前就有充分的理由怀疑,存在影响某人咖啡消费量的基因,”他说。“因此,我们在两个研究队列中都发现了统计证据,表明这是一种可遗传的性状,这并不让我们感到惊讶。换句话说,你从父母那里继承的基因变异会影响你咖啡的摄入量。”
桑切斯·罗伊格说,咖啡消费的遗传影响是研究人员想要解决的两个问题中的第一个。
“第二件事是咖啡爱好者真正热衷于了解的事情,”桑切斯-罗伊格说。“喝咖啡是好是坏?它是否与健康结果有关?”
答案不是决定性的。该团队对130,153名基于美国的23andMe研究参与者的全基因组关联研究与包含334,649名英国人的类似英国生物银行数据库进行了比较,发现咖啡与肥胖和物质使用等有害健康结果之间存在一致的遗传正相关关系。遗传正相关关系是指特定基因变异体(基因型)与特定状况(表型)之间的联系。相反,遗传负相关关系则是一种明显的保护性质,不利于疾病的发展。当涉及到精神疾病时,这一发现变得更为复杂。
数据对比与文化差异的挑战
“以焦虑、双相障碍和抑郁症的遗传学为例:在23andMe数据集中,它们往往与咖啡摄入的遗传学呈正相关,”索普说。“但是,在英国生物银行中,你看到的情况恰恰相反,即它们与遗传呈负相关。这并不是我们所期待的。”
她说,还有其他例子表明23andMe数据组与英国生物银行的数据不匹配,但最大的分歧在于精神病状况。
“在该领域,合并类似数据集以增加研究力量是很常见的。这些信息清楚地表明,合并这两个数据集并不是一个明智的想法。而我们最终没有这样做,”索普说。她解释说,合并数据库可能会掩盖影响,导致研究人员得出错误的结论——甚至相互抵消。
桑切斯-罗伊格说,研究人员对结果差异产生的原因有一些想法。首先,这些调查之间存在“苹果与橙子”的问题。例如,23andMe 的调查问的是:“你每天喝多少杯 5 盎司(约等于一杯)的含咖啡因咖啡?”而英国生物银行则问:“你每天喝多少杯咖啡?(包括无咖啡因咖啡)”
除了分量大小和是否含有咖啡因之外,这些调查并没有考虑到咖啡的不同冲泡方式。“我们知道,在英国,人们通常更喜欢速溶咖啡,而在美国,人们则更喜欢研磨咖啡,”索普说。
“然后是星冰乐,”桑切斯-罗伊格补充道,他提到了美国喝咖啡时添加大量糖分的趋势。帕尔默提到了其他含咖啡因的饮料,特别是在英国生物银行中的茶,这些都没有包括在GWAS中,GWAS只关注咖啡。帕尔默补充说,GWAS表明基因型与表型之间的关系比咖啡和茶之间的关系更为不同。
“基因影响很多事情。例如,它影响你的身高,”他说。“这些事情,无论你在美国还是英国,其表现都很有可能非常相似。但是咖啡是人们做出的选择。”
基因与环境相互作用
桑切斯-罗伊格指出,咖啡的形式多种多样,从速溶咖啡到星冰乐都有,而且在各地消费的文化标准也有所不同。一个人有特定的基因型,在英国生活可能会呈现出与在美国生活截然不同的表型。
“数据真正告诉我们的就是这个,”她说。“因为与身高不同,身高与你的行为没有太大关系,你的行为和你所处环境中做出的选择会以各种方式表现出来。因此,基因型与环境之间的相互作用会使情况变得复杂。”
研究人员强调,有必要进行更多研究,以揭示遗传与环境之间的关系,不仅要关注咖啡/咖啡因的摄入量,还要关注其他物质使用问题。
参考:由Hayley H. A. Thorpe、Pierre Fontanillas、Benjamin K. Pham、John J. Meredith、Mariela V. Jennings、Natasia S. Courchesne-Krak、Laura Vilar-Ribó、Sevim B. Bianchi、Julian Mutz、23andMe研究团队、Sarah L. Elson、Jibran Y. Khokhar、Abdel Abdellaoui、Lea K. Davis、Abraham A. Palmer和Sandra Sanchez-Roige于2024年6月11日在《神经精神药理学》上发表的“针对欧洲血统的英国/美国参与者的咖啡摄入量进行的全基因组关联研究揭示了队列特有的遗传关联”。DOI: 10.1038/s41386-024-01870-x
除了上文提到的研究人员外,加州大学圣地亚哥分校的论文合著者还有:精神病学系的Benjamin K. Pham、John J. Meredith、Mariela V. Jennings、Natasia S. Courchesne-Krak和Sevim B. Bianchi。其他合著者包括:23andMe公司的Pierre Fontanillas;西班牙巴塞罗那自治大学的Laura Vilar-Ribó;英国伦敦国王学院的Julian Mutz;加拿大圭尔夫大学的Sarah L. Elson和Jibran Y. Khokhar;荷兰阿姆斯特丹大学的Abdel Abdellaoui;范德比尔特大学医学中心(Vanderbilt University Medical Center)的Lea K. Davis;以及23andMe研究团队。
加利福尼亚州烟草相关疾病研究计划(TRDRP;项目编号T29KT0526和T32IR5226)为Mariela V. Jennings、Sevim B. Bianchi和Sandra Sanchez-Roige提供了资金支持。P50DA034784也为Sevim B. Bianchi和Abraham Palmer提供了支持。BKP、Julian Mutz和Sandra Sanchez-Roige得到了美国国家卫生研究院/国家药物滥用研究所(NIH/NIDA)DP1DA054394的资金支持。Hayley H. A. Thorpe获得了自然科学与工程研究委员会PGS-D奖学金和加拿大卫生研究院(CIHR)奖学金。Jibran Y. Khokhar获得了CIHR转化神经精神药理学加拿大研究主席基金支持。Lea K. Davis获得了R01 MH113362的资金支持。Natasia S. Courchesne-Krak获得了神经艾滋病跨学科研究奖学金(项目编号R25MH081482)的资金支持。Julian Mutz获得了南伦敦莫兹利国家卫生服务基金会信托基金和伦敦国王学院的国家卫生与保健研究所(NIHR)莫兹利生物医学研究中心的资金支持。
上述描述中用于PheWAS和LabWAS分析的数据集来自范德比尔特大学医学中心的BioVU,该中心得到了多方面的支持:机构资助、私人机构和联邦拨款。这些支持包括:美国国立卫生研究院(National Institutes of Health,简称NIH)资助的共享仪器拨款S10RR025141;以及临床研究与转化科学奖(Clinical and Translational Science Awards,简称CTSA)拨款UL1TR002243、UL1TR000445和UL1RR024975。基因组数据也得到了由研究人员领导的项目支持,包括U01HG004798、R01NS032830、RC2GM092618、P50GM115305、U01HG006378、U19HL065962、R01HD074711;以及https://victr.vumc.org/biovu-funding/上列出的其他资金来源。PheWAS和LabWAS分析使用了CTSA(SD,范德比尔特资源)。该项目得到了国家研究资源中心(National Center for Research Resources)的资助,拨款号为UL1 RR024975-01,目前由国家转化科学进步中心(National Center for Advancing Translational Sciences)资助,拨款号为2 UL1 TR000445-06。