中國人群醛糖還原酶基因C-106T多態性與2型糖尿病腎病相關性的薈萃分析

張并璇 ，孔 勤 ，趙海玲 ，李 平 ，1?

（1.北京中醫藥大學 研究生院，北京 100029；2.中日友好醫院臨床醫學研究所 免疫炎性疾病北京市重點實驗室，北京 100029）

糖尿病腎病（diabetic kidney disease，DKD）是糖尿病最主要微血管并發癥之一，其發病機制復雜，至今尚未完全闡明。有研究表明，疾病病程、血糖的控制情況、血壓及血脂水平等均可影響DKD的發生發展[1]。此外，遺傳和環境因素在DKD的發病和進展中也起著相當重要的作用[2]，越來越多的研究顯示遺傳易感性與DKD的發生關系密切[3，4]。 其中，醛糖還原酶（aldose reductase，AR）是多元醇通路的第一個限速酶，催化還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）依賴的葡萄糖向山梨醇轉化。研究顯示，糖尿病患者腎皮質中AR含量較非糖尿病患者顯著增加[5]。高糖培養的小鼠足細胞中AR的表達及酶活性也明顯升高[6]。AR抑制劑——依帕司他治療可延緩新發DKD患者的疾病進展[7]。因此，AR基因表達上調可能是DKD發生發展的因素之一。AR基因位于人類染色體7q35，1999年Kao等報道了AR基因啟動子區第106位核苷酸由C突變為T，即C-106T單核苷酸多態性（rs759853）[8]。此后，關于 C-106T 基因多態性與DKD發生風險相關性的研究越來越多，但結果并不完全一致，不同人群間存在較大差異[9，10]，本研究利用既往相關性研究數據進行薈萃分析，以期綜合評價中國人群+基因C-106T多態性與DKD相關性。

1 資料與方法

1.1 文獻檢索與篩選

以 “diabetic kidney disease”、 “diabetic nephropathy”、 “DKD”、 “DN”、 “aldose reductase”、“polymorphism ”、“SNP”、“C-106T”、“rs759853”為主題詞或自由詞，檢索 PubMed、EMBASE、Cochrane Library。以“糖尿病腎病”、“糖腎”、“糖尿病腎小球硬化癥”、“醛糖還原酶”、“基因多態性”、“單核苷酸多態性”、“C-106T”、“rs759853” 為題名、關鍵詞、摘要和主題詞，檢索中國生物醫學文獻數據庫（CBM）、中國期刊全文數據庫（CNKI）、萬方全文數據庫及維普中文科技期刊數據庫（VIP），檢索時間自建庫至2015年7月，檢索語言為英語和漢語，收集關于中國人群AR基因C-106T多態性與DKD相關性研究的文獻（含碩士、博士學位論文），同時輔以文獻追溯。

1.2 文獻資料納入及排除標準

1.2.1 納入標準

文獻納入標準在文獻檢索之前已經制定以避免選擇性偏倚，所納入文獻須符合以下標準：（1）公開發表的獨立的AR基因多態性與2型糖尿病腎病相關性的病例-對照或前瞻性隊列研究，以伴發DKD的2型糖尿病患者為病例組，不伴發DKD的2型糖尿病患者為對照組；（2）樣本來源為中國人群，文獻語種限于中/英文；（3）文獻記錄有基因型的原始數據；（4）糖尿病患者基因型分布符合 Hardy-Weinberg平衡（HWE）。

1.2.2 排除標準

（1）關于DKD患者遺傳家系中AR基因C-106T多態性的研究；（2）數據不全或研究樣本資料描述不清，統計方法不恰當；（3）綜述、評論、會議摘要及病例報道；（4）重復報道的研究。

1.3 文獻質量評估

參考紐卡斯爾-渥太華量表 （the Newcastle-Ottawa Scale，NOS）通過研究人群選擇（selection）、可 比 性 （comparability）、暴 露 （exposure）或 結 局（outcome）評價三大塊共8個條目的方法對納入病例-對照研究和前瞻性隊列研究的文獻質量進行評價，滿分為9顆星。由2名研究者采用統一的數據提取表，獨立進行文獻篩選并提取資料，而后交叉核對，在數據提取過程中如有爭議，通過討論或由第3位研究者協助解決以明確是否納入。文獻質量≥6顆星納入統計分析。

1.4 統計學分析

對各研究的糖尿病患者基因型分布進行HWE檢驗，如不符合HWE定律則剔除該研究。兩位系統評價員分別獨立提取、整理文獻相關數據，由另一位系統評價員核實校對數據。整理出病例組和對照組 C-106T位點基因型（CC、CT、TT）頻數。采用Stata 12.0比較等位基因T和等位基因C與疾病發生風險的相關性，并在顯性遺傳模型（TT+TC vs.CC）、隱性遺傳模型（TT vs.TC+CC）、共顯性遺傳模型 （TC vs.TT+CC）和加性模型（TT vs.CC）下同樣進行比較分析，病例組和對照組的比較采用比值比（odds ratio，OR）和95%置信區間（95%CI）為效應指標。取α=0.05為異質性檢驗分界標，用Q檢驗和I2統計量進行異質性分析，如P＞0.05且I2＜50%則采用M-H固定效應模型；如P≤0.05或I2≥50%則采用D-L隨機效應模型合并數據。按α=0.05水平計算合并OR值及95%CI，并繪制森林圖。如仍然存在較大異質性，采用敏感性分析，盡可能消除異質性。采用Begg秩相關法和Egger直線回歸法評估發表偏倚，進一步尋找其異質性來源。敏感性分析比較依次排除各研究后的薈萃分析結果，剔除潛在產生異質性的

研究，判斷被排除研究對合并OR值的影響程度，從而判斷結果的穩定性。

表1 中國人醛糖還原酶C-106T基因多態性與DKD相關性研究的基本資料

表1 中國人醛糖還原酶C-106T基因多態性與DKD相關性研究的基本資料（續）

圖1文獻篩選流程及結果

2 結果

2.1 文獻檢索與篩選

初檢出相關文獻334篇，經逐層篩選得到中國人AR基因C-106T多態性與2型糖尿病腎病相關性研究 7 篇[11～17]（表 1），其中英文文獻 2 篇，中文文獻5篇，病例-對照研究6個，前瞻性隊列研究1個。文獻篩選流程見圖1。

其中 3 項研究[12，13，17]經 Stata HWE 檢驗，PHWE＜0.05，但1項研究[12]同時檢測了AR基因啟動子區 （CA）n多態性及C-106T多態性，而（CA）n多態性的人群分布符合HWE，故本研究納入最后的薈萃分析。2項研究[11，13]NOS評分＜6，并且其中1項研究[11]與其它研究存在較大異質性，敏感性分析顯示去除它對結果會有很大影響，考慮其文獻質量較低，故排除。因此最終納入薈萃分析文獻為4篇，共2271例樣本，其中DKD組711例、對照組1560例，所有研究均采用聚合酶鏈反應-限制性片段長度多態性（polymerase chain reactionrestriction fragment length polymorphism，PCRRFLP）方法進行基因分型。其中AR基因C-106T多態位點的T等位基因頻率在對照組和DKD組分別為19.36%和24.47%，TT基因型在對照組和DKD組分別為4.94%和5.77%，CC基因型在對照組和DKD組分別為66.22%和56.82%。

2.2 相關研究的薈萃分析

中國人AR基因C-106T多態性與DKD相關性研究中，稀有等位基因T與DKD易感性的相關研究存在較大異質性，采用D-L隨機效應模型。顯性遺傳模型、共顯性遺傳模型下，同樣存在較大異質性，故采用D-L隨機效應模型。而隱性遺傳模型、加性模型下異質性較好，故采用M-H固定效應模型。

結果顯示，與C等位基因相比，T等位基因使DKD的易感性顯著增加 [OR=1.58，95%CI（1.13，2.22），P=0.008]（圖 2）。此外，顯性遺傳模型和共顯性遺傳模型也顯示T等位基因攜帶者患DKD的風險顯著升高 [顯性遺傳模型：OR=1.814，95%CI（1.197，2.748），P=0.005；共顯性遺傳 模 型 ：OR=1.744，95%CI （1.185，2.567），P=0.005]。而隱性遺傳模型 [OR=1.218，95%CI（0.811，1.828），P=0.341]及 加 性 模 型 [OR=1.403，95%CI（0.931，2.114），P=0.105]下并未見顯著差異。因此，中國人AR基因C-106T多態性與DKD存在一定相關性（表2）。

圖2 中國人群AR基因C-106T多態性與DKD相關性研究的薈萃分析（等位基因模型）

表2 中國人群AR基因C-106T基因多態性與DKD相關性研究的薈萃分析

圖3 中國人群AR基因C-106T多態性與DKD相關性研究的敏感性分析

表3 中國人群AR基因C-106T多態性與DKD相關性研究的發表偏倚分析

2.3 敏感性分析

依次去掉每一項納入薈萃分析的研究，分別計算其它3項研究的合并OR值，結果顯示對合并OR值影響不顯著（圖3），提示結果相對可靠。

2.4 發表偏倚

對納入薈萃分析的研究采用Begg秩相關法、Egger線性回歸法定性分析發表偏倚。Begg秩相關法檢驗顯示除共顯性遺傳模型外，其余遺傳模型的 Pr＞|z|均＞0.05；Egger線性回歸法檢驗顯示 T等位基因模型、顯性遺傳模型、共顯性遺傳模型均顯示出較大的發表偏倚，而隱性遺傳模型、加性模型P值＞0.05，偏倚的95%可信區間中均包含0。提示T等位基因模型、顯性遺傳模型、共顯性遺傳模型下，納入分析的文獻間存在一定的發表偏倚，可能是異質性的來源之一（表3）。

3 討論

對于多因素疾病而言，比較患者與健康人群間的等位基因或基因型的差異是探索候選基因在疾病中作用的有效方法之一[18]。糖尿病腎病的發生發展受到多種因素的影響，其中遺傳因素在其中的作用不容忽視[19]。AR是多元醇通路的第一個限速酶，與糖尿病慢性并發癥關系密切。本研究結果顯示中國人群中T等位基因攜帶者罹患DKD的風險顯著升高，是C等位基因攜帶者的1.58倍，與既往一些研究結果一致[20，21]。但是，在不同遺傳模型下，納入分析的各研究間異質性較大，這在一定程度上降低了檢驗結果的效能，其原因可能是文獻間樣本量相差較大。以往的薈萃分析結果也支持AR基因C-106T多態性與2型DKD的發生關系密切[22]，并且Cui等[22]在對亞洲人群進行亞組分析后也發現，T等位基因攜帶者具有更高的DKD易感性，在顯性遺傳模型下，T等位基因攜帶者發生DKD的風險是不攜帶者的1.28倍。

目前，AR基因C-106T多態性與DKD相關性的具體分子機制仍未闡明，由于該變異位點位于AR基因的啟動子區，因此它有可能從轉錄水平上影響了AR基因的表達。Makiishi等[21]研究顯示，TT基因型個體紅細胞中AR含量明顯高于TC和CC基因型個體。然而Yang等[23]通過構建多個不同AR基因啟動子突變質粒，并將其轉染至HepG2細胞后發現與T等位基因相比，C等位基因具有更高的轉錄活性，但是由于其構建的突變質粒同時包含了 （CA）n突變和C-106T突變，因此很難判斷C等位基因的直接影響。此外，C-106T可能不是導致DKD易感的功能變異，它只是與某一功能變異位點存在較強的連鎖不平衡關系。Imperatore等[24]采用受累同胞配對法對2型糖尿病的Pima印第安人進行全基因組掃描，發現染色體7q35區存在3個與DKD易感相關的基因，其中包括AR。而全基因組關聯分析并未檢測出C-106T多態性與DKD易感的相關性。這可能由于C-106T與全基因組關聯分析中的某些主效候選SNP處于較強的連鎖不平衡狀態。因此，C-106T是否是導致DKD易感的功能位點還需要進一步的機制研究。

[1]Gaede P，Lund-Andersen H，Parving HH，et al.Effect of a multifactorial intervention on mortality in Type 2 diabetes[J].N Engl J Med，2008，358（6）：580-591.

[2]Wada J，Sun L，Kanwar YS.Discovery of genes related to diabetic nephropathy in various animal models by current techniques[J].Contrib Nephrol，2011，169：161-174.

[3]Chowdhury TA，Dyer PH，Kumar S，et al.Genetic determinants of diabetic nephropathy [J].Clin Sci（Lond），1999，96（3）：221-230.

[4]Du B，Liu S，Cui C，et al.Association between glucose transporter 1 rs841853 olymorphism and type 2 diabetes mellitus risk may be population specific （1rs8418532）[J].J Diabetes， 2013，5（3）：291-299.

[5]Kasajima H，Yamagishi S，Sugai S，et al.Enhanced in situ expression of aldose reductase in peripheral nerve and renal glomeruli in diabetic patients[J].Virchows Arch，2001；439：46-54.

[6]Lewko B，Latawiec E，Maryn A，et al.Osmolarity and glucose differentially regulate aldose reductase activity in cultured mouse podocytes[J].Exp Diabetes Res，2011，2011：278963.

[7]Hotta N，Kawamori R，Fukuda M，et al.Long-term clinical effects of epalresta，an aldose reductase inhibitor， on progression ofdiabetic neuropathy and othermicrovascular complications：multivariate epidemiological analysis based on patient background factors and severity of diabetic neuropathy[J].Diabet Med，2012，29（12）：1529-1533.

[8]Kao YL，Donaghue K，Chan A，et al.A novel polymorphism in the aldose reductase gene promoter region is strongly associated with diabetic retinopathy in adolescents with type 1 diabetes[J].Diabetes，1999，48（6）：1338-1340.

[9]Makiishi T，Araki S，Koya D，et al.C-106T polymorphism of AKR1B1 is associated with diabetic nephropathy and erythrocyte aldose reductase content in Japanese subjects with type 2 diabetes mellitus[J].Am J Kidney Dis，2003，42（5）：943-951.

[10]Wolford JK，Yeatts KA，Red Eagle AR，et al.Variants in the gene encoding aldose reductase （AKR1B1）and diabetic nephropathy in American Indians[J].Diabet Med，2006，23（4）：367-376.

[11]肖謙，張玉洪，汪恕萍.醛糖還原酶基因啟動區（C-106T）單核苷酸多態性與糖尿病腎病關系的初步研究[J].第三軍醫大學學報，2003，25（14）：1281-1284.

[12]Wang Y，Ng MC，Lee SC，et al.Phenotypic heterogeneity and associations of two aldose reductase gene polymorphisms with nephropathy and retinopathy in type 2 diabetes[J].Diabetes Care，2003，26（8）：2410-2415.

[13]董硯虎，曲世平，呂文山，等.染色體7q35區基因多態性與糖尿病腎病的易感性 [J].中華內分泌代謝雜志，2005，21（1）：47-50.

[14]李長貴，王忠超，肖爭流，等.AR基因啟動子區C-106T多態性與糖尿病腎病的相關性[J].山東醫藥，2005，45（7）：4-6.

[15]汪瑋琳，于德民，劉德敏.醛糖還原酶基因5’端兩種基因多態性與2型糖尿病腎病的相關性 [J].天津醫藥，2006，34（8）：513-515.

[16]So WY，Wang Y，Ng MC，et al.Aldose reductase genotypes and cardiorenal complications：an 8-year prospective analysis of 1，074 type 2 diabetic patients[J].Diabetes Care，2008，31（11）：2148-2153.

[17]李艷，劉長山，程碩.醛糖還原酶5’端兩種基因多態性與糖尿病腎病的相關性研究[J].中國醫藥指南，2013，11（6）：5-6.

[18]Daghestani MH，Warsy A，Daghestani MH，et al.Arginine 16 glycine polymorphism in β2-Adrenergic receptor gene is associated with obesity，hyperlipidemia，hyperleptinemia，and insulin resistance in saudis [J].Int J Endocrinol，2012，945608.doi：10.1155/2012/945608.

[19]Chowdhury TA，Dyer PH，Kumar S，et al.Genetic determinants of diabetic nephropathy [J].Clin Sci（Lond），1999，96（3）：221-230.

[20]Sivenius K，Niskanen L，Voutilainen-Kaunisto R，et al.Aldose reductase gene polymorphisms and susceptibility to microvascular complications in Type 2 diabetes[J].Diabet Med，2004，21（12）：1325-1333.

[21]Makiishi T，Araki S，Koya D，et al.C-106T polymorphism of AKR1B1 is associated with diabetic nephropathy and erythrocyte aldose reductase content in Japanese subjects with type 2 diabetes mellitus[J].Am J Kidney Dis，2003，42（5）：943-951.

[22]Cui W，Du B，Cui Y，et al.Is rs759853 polymorphism in promoter of aldose reductase gene a risk factor for diabetic nephropathy?A meta-analysis [J].Eur J Med Res，2015，20：14.doi：10.1186/s40001-015-0089-5.

[23]Yang B，Millward A，Demaine A.Functional differences between the susceptibility Z-2/C-106 and protective Z+2/T-106 promoter region polymorphisms of the aldose reductase gene may account for the association with diabetic microvascular complications [J].Biochim Biophys Acta，2003，1639（1）：1-7.

[24]Imperatore G，Hanson RL，Pettitt DJ，et al.Sib-pair linkage analysis for susceptibility genes for microvascular complications among Pima Indians with type 2 diabetes.Pima Diabetes Genes Group[J].Diabetes，1998，47（5）：821-830.