維生素D受體基因多態(tài)性與哮喘相關(guān)性meta分析

劉瑞芳 張蓉芳 李桂榮 雷苗 高文龍?zhí)m州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院流行病與衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)所730000; 甘肅省婦幼保健院國(guó)際醫(yī)療部哮喘門診,蘭州730050

哮喘是一種以慢性氣道炎癥和氣道高反應(yīng)為主要特征的常見呼吸道疾病。WHO 報(bào)告截止2017年底全球約有2.35億人罹患哮喘,約40萬人因哮喘而死亡[1]。哮喘與免疫、遺傳、環(huán)境以及其他因素有關(guān),其中遺傳因素可能占病因的48%～79%[2-3]。目前雖然哮喘發(fā)病機(jī)制未完全闡明,但研究表明維生素D 受體 (vitamin D receptor,VDR)基因是其重要候選基因之一[4-6]。VDR 基因是一類多功能基因,往往與自身免疫性疾病、炎癥和過敏性疾病發(fā)病有關(guān)[5,7-12]。由于不同的國(guó)家地區(qū)、民族、環(huán)境等因素影響,VDR 基因多態(tài)性與哮喘之間的關(guān)聯(lián)還未能得出一致結(jié)論,Saadi等[13]做的山東漢族成人VDR 基因與哮喘關(guān)系的病例對(duì)照研究表明Apa Ⅰ位點(diǎn)與成人哮喘有關(guān),Maalmi等[14]對(duì)埃及兒童的研究顯示ApaⅠ位點(diǎn)與哮喘患病無關(guān)而Bsm Ⅰ、Fok Ⅰ和Taq Ⅰ位點(diǎn)與哮喘有關(guān)。為此本研究用meta 分析方法來研究VDR 基因多態(tài)性與哮喘的關(guān)系,為哮喘遺傳研究提供新的證據(jù)。

1 材料與方法

1.1 文獻(xiàn)檢索策略 檢索Pub Med、EMBASE、Wed of Science、Elsevier、中國(guó)知網(wǎng)、維普中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)、萬方數(shù)據(jù)平臺(tái)等國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)庫(kù)從1980年到2017年7月的文獻(xiàn),并手工檢索國(guó)內(nèi)外相關(guān)雜志。中文檢索策略: (VDR or維生素D 受體)和 (多態(tài)性or SNP)和(哮喘);英文檢索策略: (“vitamin D receptor”or“VDR”)和 (“SNP”or“genetic variation”)和asthma;檢索語言為中文和英語。

1.2 文獻(xiàn)納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)為:(1)關(guān)于VDR 基因多態(tài)性與哮喘相關(guān)性研究;(2)研究類型為病例對(duì)照研究;(3)提供或可推算病例組及對(duì)照組各基因型的頻數(shù)數(shù)據(jù);(4)對(duì)照組是非哮喘患者且無過敏性疾病病史。排除標(biāo)準(zhǔn)為: (1)綜述、病例報(bào)道、非人群研究;(2)重復(fù)研究。

1.3 數(shù)據(jù)提取及質(zhì)量評(píng)價(jià) 數(shù)據(jù)提取內(nèi)容包括:第一作者、發(fā)表年限、研究地點(diǎn)、樣本的特征(年齡、性別、種族、例數(shù))、哮喘診斷標(biāo)準(zhǔn)、VDR 基因各多態(tài)性位點(diǎn)基因型頻數(shù)和等位基因頻數(shù)。在確定VDR 基因位點(diǎn)等位基因野生型和突變型時(shí)依據(jù)Pub Med中查詢的SNP 中rs序列信息公布的全球最小等位基因頻率和祖先等位基因 (Ancestral Allele)信息,最終確定VDR 基因4 個(gè)位點(diǎn)ApaⅠ(rs7975232 C＞A C 為野生型,A 為突變型)、Fok Ⅰ(rs2228570 T＞C T 為野生型,C 為突變型)、Bsm Ⅰ (rs1544410 G＞A G 為野生型,A為突變型)和Taq Ⅰ (rs731236 T＞C T 為野生型,C 為突變型)。按照Newcastle-Ottawa Scale(NOS)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)納入研究評(píng)價(jià)方法學(xué)質(zhì)量,評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)滿分共9分。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用Stata 12.0軟件完成meta分析。(1)分別采用顯性、隱性和等位基因模型,合并計(jì)算各研究比值比 (odds ratios,OR)及其95% 置 信 區(qū) 間 (95% confidence interval,95%CI);按種族 (黃種人、白人、黑人),年齡(≤20歲、＞20歲),性別(男≥50%、男＜50%)分層并進(jìn)行亞組分析。(2)通過計(jì)算I2值和Q 檢驗(yàn),衡量納入文獻(xiàn)的異質(zhì)性。若I2＜50%或P＞0.1,認(rèn)為多個(gè)研究之間具有同質(zhì)性,選擇固定效應(yīng)模型;若I2＞50%或者P＜0.1,則采用隨機(jī)效應(yīng)模型。 (3)用Egger's檢驗(yàn)定量分析發(fā)表性偏倚,逐步排除法做敏感性分析。

2 結(jié)果

2.1 納入文獻(xiàn)概況 共檢索出相關(guān)文獻(xiàn)443 篇,經(jīng)初篩、剔除與研究目的無關(guān)、綜述和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以及無法獲得VDR 基因多態(tài)性位點(diǎn)基因頻數(shù)文獻(xiàn)后(圖1)共納入16篇文獻(xiàn),研究類型均為病例對(duì)照研究設(shè)計(jì),累積研究對(duì)象病例組2 823例,對(duì)照組3 184例,涉及7個(gè)國(guó)家 (包括中國(guó)、埃及、突尼斯、塞浦路斯、伊朗、塞爾維亞和美國(guó))。其中中文文獻(xiàn)5篇、英文文獻(xiàn)11篇。研究對(duì)象有黃種人8篇、白人5篇和黑人3篇。納入研究中報(bào)告ApaⅠ、Fok Ⅰ、Bsm Ⅰ和Taq Ⅰ位點(diǎn)的研究分別為11篇、11篇、8篇和8篇。按照NOS評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估納入研究的方法學(xué)質(zhì)量,納入文獻(xiàn)得分均在6分及以上(表1)。

2.2 meta分析結(jié)果

2.2.1 ApaⅠ位點(diǎn) 11篇文獻(xiàn)做ApaⅠ位點(diǎn)與哮喘相關(guān)研究。病例組1 875例,對(duì)照組2 448例。異質(zhì)性檢驗(yàn)顯示顯性基因模型AA+AC 比CC (I2=55.60%,P=0.01)、隱性基因模型AA 比AC+CC (I2=56.70%,P=0.01)、等位基因模型A比C (I2=68.70%,P=0.00)存在較高異質(zhì)性,選用隨機(jī)效應(yīng)模型。Apa Ⅰ位點(diǎn)的顯性、隱性、等位基因模型與哮喘患病無關(guān)聯(lián) (顯性基因模型OR=1.05,95%CI:0.80～1.36;隱性基因模型OR=1.13,95%CI:0.84～1.51;等位基因模型OR=1.00,95%CI:0.82 ～1.22;圖2～4)。

圖1 維生素D受體基因多樣性與哮喘相關(guān)性研究meta分析文獻(xiàn)篩選過程

2.2.2 Bsm Ⅰ位點(diǎn) 8篇文獻(xiàn)研究了Bsm Ⅰ位點(diǎn)與哮喘關(guān)聯(lián)性,病例組1 241例,對(duì)照組1 950例。異質(zhì)性檢驗(yàn)表明顯性基因模型AA+AG 比GG(I2=0.00%,P=0.86)、隱性基因模型AA 比AG+GG (I2=44.20%,P=0.10)二者采用固定效應(yīng)模型;等位基因模型A 比 G (I2=93.40%,P=0.00)采用隨機(jī)效應(yīng)模型。Bsm Ⅰ位點(diǎn)顯性、隱性和等位基因模型與哮喘相關(guān)性無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (顯性基因模型OR=0.92,95%CI:0.75 ～1.14; 隱性基因模型OR= 0.87,95%CI:0.64～1.19;等位基因模型OR=0.60,95%CI:0.31～1.15;圖5～7)。

圖2 ApaⅠ位點(diǎn)顯性基因模型與哮喘關(guān)聯(lián)性的meta分析

2.2.3 Fok Ⅰ位點(diǎn) 11篇研究報(bào)道了Fok Ⅰ位點(diǎn)與哮喘的相關(guān)性,病例組2 327例,對(duì)照組2 070例。異質(zhì)性檢驗(yàn)結(jié)果中顯性模型CC+CT 比TT (I2=59.80%,P=0.01)、隱性模型CC 比CT+TT (I2=82.50%,P=0.00)、等位基因模型C比T (I2=83.60%,P=0.00)有較高異質(zhì)性,采用隨機(jī)化模型。Fok Ⅰ位點(diǎn)顯性、隱性、等位基因模型與哮喘相關(guān)性無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(顯性基因模型OR=1.03,95%CI:0.79～1.35;隱性基因模型OR=1.10,95%CI:0.76～1.58;等位基因模型OR=1.05,95%CI:0.83～1.32;圖8～10)。

表1 納入文獻(xiàn)的一般特征

圖3 ApaⅠ位點(diǎn)隱性基因模型與哮喘關(guān)聯(lián)性的meta分析

圖4 ApaⅠ位點(diǎn)等位基因模型與哮喘關(guān)聯(lián)性的meta分析

圖5 Bsm Ⅰ位點(diǎn)顯性基因模型與哮喘關(guān)聯(lián)的meta分析

圖6 Bsm Ⅰ位點(diǎn)隱性基因模型與哮喘關(guān)聯(lián)的meta分析

圖7 Bsm Ⅰ位點(diǎn)等位基因模型與哮喘關(guān)聯(lián)的meta分析

圖8 Fok Ⅰ位點(diǎn)顯性基因模型與哮喘關(guān)聯(lián)的meta分析

圖9 Fok Ⅰ位點(diǎn)隱性基因模型與哮喘關(guān)聯(lián)的meta分析

圖10 Fok Ⅰ位點(diǎn)等位基因模型與哮喘關(guān)聯(lián)的meta分析

2.2.4 TaqⅠ位點(diǎn) 8篇研究報(bào)道了Taq Ⅰ位點(diǎn)與哮喘的相關(guān)性,病例組1 735例,對(duì)照組2 271例。異質(zhì)性檢驗(yàn)后顯性基因模型CC+CT 比TT (I2=0.00%,P=0.56)、等位基因模型C 比T(I2=0.00%,P=0.62)采用固定效應(yīng)模型;隱性基因模型CC 比CT+TT (I2=58.60%,P=0.02)采用隨機(jī)效應(yīng)模型;TaqⅠ位點(diǎn)顯性基因模型 (OR=1.23,95%CI:1.05～1.44)、等位基因模型 (OR=1.23,95%CI:1.10～1.38)與哮喘關(guān)聯(lián)性有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,C等位基因可提高哮喘患病風(fēng)險(xiǎn);隱性基因模型 (OR=1.35,95%CI:0.90～2.01)與哮喘關(guān)聯(lián)性不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。亞組分析顯示白人在顯性基因模型 (OR=1.34,95%CI:1.10～1.63)、等位基因模型中(OR=1.27,95%CI:1.10～1.46)均提示攜帶C基因可提高哮喘患病風(fēng)險(xiǎn);黑人在隱性基因模型(OR=1.84,95%CI:1.19～2.85)、等位基因模型中 (OR=1.36,95%CI:1.06～1.75)表明攜帶C基因可提高哮喘患病風(fēng)險(xiǎn)。年齡亞組分析中＞20 歲組在顯性基因模型 (OR=1.27,95%CI:1.04～1.55)、等位基因模型中 (OR=1.24,95%CI:1.07～1.44)顯示攜帶C 基因可提高哮喘患病風(fēng)險(xiǎn)。性別亞組分析中男性＜50%組在顯性基因模型 (OR=1.26,95%CI:1.05～1.52)、等位基因模型中 (OR=1.23,95%CI:1.08～1.41)提示攜帶C 基因可提高哮喘患病風(fēng)險(xiǎn)(圖11～13)。

圖11 TaqⅠ位點(diǎn)顯性基因模型與哮喘關(guān)聯(lián)的meta分析

圖12 TaqⅠ位點(diǎn)隱性基因模型與哮喘關(guān)聯(lián)的meta分析

圖13 TaqⅠ位點(diǎn)等位基因模型與哮喘關(guān)聯(lián)的meta分析

2.3 發(fā)表性偏倚及敏感性分析 對(duì)ApaⅠ、BsmⅠ、Fok Ⅰ和TaqⅠ位點(diǎn)納入的文獻(xiàn)用Egger's檢驗(yàn)進(jìn)行發(fā)表性偏倚分析,Egger's檢驗(yàn)結(jié)果P值分別為0.95、0.47、0.81和0.21,均提示不存在發(fā)表性偏倚。通過逐一排除法對(duì)Apa Ⅰ、Bsm Ⅰ、Fok Ⅰ和TaqⅠ位點(diǎn)顯性、隱性和等位基因模型敏感性分析后結(jié)果均較為穩(wěn)定。

3 討論

本研究匯總了16 篇關(guān)于VDR 基因多態(tài)性與哮喘患病關(guān)系的病例對(duì)照研究,用顯性、隱性和等位基因模型將VDR 基因4個(gè)位點(diǎn) (Apa Ⅰ、BsmⅠ、Fok Ⅰ和Taq Ⅰ位點(diǎn))對(duì)哮喘患病影響的效應(yīng)值進(jìn)行合并,經(jīng)meta分析發(fā)現(xiàn)Taq Ⅰ位點(diǎn)變異與哮喘患病存在關(guān)聯(lián),提示攜帶C 基因可提高哮喘患病風(fēng)險(xiǎn),這與Tizaoui等[26]做的meta分析結(jié)果 (OR=1.49,95%CI:1.02～2.17)一致,但與Han 等[27]meta 分析結(jié)果 (OR=0.86,95%CI:0.79～0.94)相反。本研究未發(fā)現(xiàn)ApaⅠ、BsmⅠ和Fok Ⅰ位點(diǎn)與哮喘患病有關(guān),這與Zhao等[28]針對(duì)兒童的meta分析結(jié)果不一致。基因分型是準(zhǔn)確揭示基因變異與疾病相關(guān)性的重要基礎(chǔ),雖然Tizaoui等[26]、Han 等[27]和Zhao 等[28]在不同時(shí)期做了相關(guān)meta分析,但是提取基因數(shù)據(jù)時(shí)基因分型標(biāo)準(zhǔn)沒有做明確陳述,合并OR值可能缺乏一定信度。而本文在數(shù)據(jù)提取時(shí)明確基因分型標(biāo)準(zhǔn),對(duì)分型標(biāo)準(zhǔn)不明確或無法區(qū)分的研究均未做納入,這可能是本文與之前meta分析結(jié)果不同的重要原因[29-33]。另外,本研究納入了最新的研究,文獻(xiàn)數(shù)量更多,樣本量更大,合并效應(yīng)值可能更為可靠。

本文進(jìn)一步對(duì)Taq Ⅰ位點(diǎn)變異與哮喘關(guān)聯(lián)做了人種、年齡和性別亞組分析,結(jié)果表明白人或黑人、年齡＞20歲或男性＜50%各組均顯示攜帶C基因可提高哮喘患病風(fēng)險(xiǎn),而黃種人、年齡≤20歲或男性≥50%各組未發(fā)現(xiàn)二者關(guān)聯(lián),TaqⅠ位點(diǎn)變異對(duì)哮喘患病作用受到種族、年齡和性別因素影響。種族影響VDR 基因多態(tài)性對(duì)哮喘患病作用已有相關(guān)報(bào)道[13,22];年齡對(duì)該效應(yīng)的影響,一方面可能由于兒童哮喘與成人哮喘在患病機(jī)制上存在一定的差異[15,22];另一方面,隨著年齡增長(zhǎng),環(huán)境因素的致病作用積累效應(yīng)增多與Taq Ⅰ基因位點(diǎn)變異更容易產(chǎn)生聯(lián)合作用。性別對(duì)VDR 基因與哮喘患病關(guān)聯(lián)的影響提示女性較男性可能更傾向TaqⅠ位點(diǎn)基因的變異,性別相關(guān)基因作用機(jī)制有待進(jìn)一步的研究澄清。

從VDR 基因結(jié)構(gòu)分析,Fok Ⅰ位點(diǎn)位于編碼區(qū),可影響VDR 基因編碼氨基酸,但本文未發(fā)現(xiàn)Fok Ⅰ位點(diǎn)變異與哮喘患病存在關(guān)聯(lián);相反,位于非編碼區(qū)的Bsm Ⅰ、ApaⅠ、TaqⅠ3個(gè)位點(diǎn)中,TaqI位點(diǎn)變異與哮喘患病有關(guān)系,這表明VDR 基因?qū)ο疾〉淖饔弥饕诜蔷幋a區(qū),而Taq Ⅰ位點(diǎn)可能在VDR 基因?qū)ο疾≌{(diào)控機(jī)制中起主導(dǎo)作用。從非編碼區(qū)基因位點(diǎn)功能分析,TaqⅠ位點(diǎn)變異會(huì)影響VDR 基因m RNA 的穩(wěn)定性和VDR蛋白的表達(dá)效率,進(jìn)而影響到VDR 與維生素D 結(jié)合、體內(nèi)維生素D 吸收和生理功能的發(fā)揮[34]。有研究顯示TaqⅠ位點(diǎn)C基因攜帶者血清25 (OH)D 水平明顯低于未攜帶者,而流行病學(xué)研究也發(fā)現(xiàn)哮喘患者血清25 (OH)D 水平偏低,這些發(fā)現(xiàn)有效證明本文結(jié)果的合理性[16,18,35]。維生素D 對(duì)免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機(jī)制研究表明維生素D 在Th1/Th2平衡調(diào)節(jié)中起重要作用[36],當(dāng)哮喘患者血清1，25-（OH）2D3水平明顯降低時(shí),患者體內(nèi)T 輔助細(xì)胞向Th2分化使得Th2型細(xì)胞因子IL-4和IL-8過度表達(dá),Th1/Th2平衡偏向Th2狀態(tài),導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生過量IgE并促使嗜酸粒細(xì)胞在氣道聚集引發(fā)氣道高反應(yīng),IL-8 因子還可引起嗜酸粒細(xì)胞釋放組織胺引發(fā)炎癥反應(yīng)[14,37-39]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,VDR 受體缺乏小鼠Th2水平較低;實(shí)驗(yàn)通過脂多糖誘導(dǎo)小鼠哮喘時(shí),VDR 基因敲除小鼠相對(duì)于野生型小鼠的肺部炎癥及哮喘反應(yīng)癥狀均較輕,其原因可能是當(dāng)VDR 基因敲除之后導(dǎo)致VDR 數(shù)量缺乏,肺環(huán)境對(duì)炎癥反應(yīng)和吸引致病性免疫細(xì)胞(Th2細(xì)胞和嗜酸粒細(xì)胞)方面存在障礙。VDR 缺乏可以在1，25-（OH）2VD3的作用下使皮膚歸巢趨化因子CCR10的表達(dá)減少,使得α4β7介導(dǎo)T 細(xì)胞轉(zhuǎn)移至皮膚數(shù)量減少,使得VDR 缺乏小鼠對(duì)哮喘癥狀和炎癥性反應(yīng)減弱[6,40-41]。雖然VDR 基因與哮喘發(fā)生發(fā)展有關(guān),但Taq Ⅰ位點(diǎn)變異如何影響VDR 數(shù)量及維生素D 水平進(jìn)而引發(fā)哮喘的更深入的分子機(jī)制仍需針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)研究來證實(shí)。

本研究有不足之處:(1)納入黑人相關(guān)研究只有3篇,比其他人種研究偏少,可能存在由文獻(xiàn)納入導(dǎo)致的偏倚;(2)哮喘是基因與環(huán)境等因素共同作用的慢性疾病,本研究未考慮環(huán)境因素與VDR基因的交互作用[42]。因此,VDR 基因位點(diǎn)多態(tài)性對(duì)哮喘患病的效應(yīng)可能存在環(huán)境因素的混雜作用。

總之,VDR 基因中Taq Ⅰ位點(diǎn)變異與哮喘有關(guān)聯(lián)性,C等位基因可提高哮喘的患病風(fēng)險(xiǎn),這為揭示哮喘患病遺傳機(jī)制提供了非常重要的線索。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突

作者貢獻(xiàn)聲明劉瑞芳、張蓉芳負(fù)責(zé)論文撰寫;李桂榮協(xié)助文獻(xiàn)收集和數(shù)據(jù)提取;雷苗協(xié)助數(shù)據(jù)分析;高文龍負(fù)責(zé)選題和數(shù)據(jù)分析指導(dǎo)