HHIP基因rs13118928單核苷酸多態(tài)性與慢性阻塞性肺疾病易感性的薈萃分析

吳天勇 陳宏斌 程 丹

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是最常見(jiàn)的呼吸系統(tǒng)疾病之一，以不完全可逆、進(jìn)展性的氣流受限為主要特征[1]。COPD不僅使患者遭受極大的痛苦，而且給家庭和社會(huì)帶來(lái)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[2]。COPD的病因較為復(fù)雜，遺傳和環(huán)境因素都發(fā)揮著重要作用。盡管已有研究表明吸煙是COPD確切的危險(xiǎn)因素，但是大部分COPD患者的病因并不能用吸煙來(lái)解釋[3]。研究人員很早就發(fā)現(xiàn)COPD有明顯的家族聚集現(xiàn)象[4]。隨著基因測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，很多基因及大量的單核苷酸多態(tài)性都被報(bào)道與COPD的發(fā)生相關(guān)[5]。

Hedgehog相互作用蛋白(Hedgehog interacting protein, HHIP)基因位于染色體4q31，編碼同名蛋白HHIP[6]。HHIP信號(hào)通路在包括肺在內(nèi)的多種器官的形成過(guò)程中發(fā)揮著重要作用[7- 8]。自從Pillai等[9]報(bào)道了HHIP 基因rs13118928單核苷酸多態(tài)性與COPD的相關(guān)性以來(lái)，研究人員相繼在不同人群中開(kāi)展了類似研究，但是得到的結(jié)果并不一致。本文將對(duì)現(xiàn)有的研究成果進(jìn)行薈萃分析，以期得到更加真實(shí)可靠的結(jié)果。

資料與方法

一、檢索策略

系統(tǒng)檢索PubMed、Web of Science、EMBASE、中國(guó)知網(wǎng)和萬(wàn)方五個(gè)電子數(shù)據(jù)庫(kù)。檢索關(guān)鍵詞為“Polymorphism”、“HHIP”和“COPD”。語(yǔ)種不限，檢索時(shí)間設(shè)定為建庫(kù)到2018年1月5日。此步驟由兩位作者獨(dú)立完成。

二、納入和排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：病例-對(duì)照研究；病例組符合COPD的診斷標(biāo)準(zhǔn)；文獻(xiàn)能獲得全文，并且提供病例組和對(duì)照組的樣本量和基因型頻率；原始文獻(xiàn)研究?jī)?nèi)容必須涉及rs13118928；納入文章必須是同行評(píng)審的論文；重復(fù)發(fā)表的文獻(xiàn)，納入最新發(fā)表的研究。動(dòng)物研究、會(huì)議摘要、綜述及病例系列報(bào)道等需要被排除。

三、文獻(xiàn)篩選和信息提取

按照預(yù)先制定的納入和排除標(biāo)準(zhǔn)，兩位作者分別獨(dú)立完成文獻(xiàn)的篩選。確定文獻(xiàn)符合要求后，提取以下信息：第一作者的姓名、發(fā)表年份、人種、研究類型、樣本量及病例組和對(duì)照組的基因頻率分布。此過(guò)程中如果遇到分歧，由兩位作者共同商討解決。

四、方法學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)

兩位作者分別利用紐卡斯?fàn)?渥太華量表(Newcastle-Ottawa Scale, NOS)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)納入文獻(xiàn)的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。NOS采用星級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，由人群選擇、病例組和對(duì)照組的可比性、暴露因素的測(cè)量3個(gè)欄目構(gòu)成，包括8個(gè)條目，共9顆星[10]。當(dāng)納入文獻(xiàn)≥5顆星時(shí)，可視為質(zhì)量較高。計(jì)算納入文獻(xiàn)中的對(duì)照組人群基因型頻率是否符合哈代-溫伯格遺傳平衡定律(Hardy-Weinberg equilibrium，HWE)[11]。若P<0.05，則表明對(duì)照組不符合HWE。在質(zhì)量評(píng)估過(guò)程中如有分歧，通過(guò)商討解決。

五、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

利用RevMan5.3軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。分別計(jì)算出rs13118928在等位基因模型(Avs. G)、共顯性純合子模型(AAvs. GG)、共顯性雜合子模型(AGvs. GG)、顯性模型(AA+AGvs. GG)及隱性模型(AAvs. AG+GG)的OR及相應(yīng)的95%CI。按照人種將納入人群分為亞洲人種和高加索人種進(jìn)行亞組分析。用I2檢驗(yàn)來(lái)評(píng)估納入研究之間的異質(zhì)性：當(dāng)P≥0.1，I2<50%時(shí)，表明異質(zhì)性較小，采用固定效應(yīng)模型(M-H, Fixed-effect model)；反之，則采用隨機(jī)效應(yīng)模型(M-H, Random-effect model)[12]。

六、敏感性分析和發(fā)表偏倚評(píng)估

通過(guò)逐一去除各項(xiàng)研究的方式來(lái)檢測(cè)研究結(jié)果的敏感性。利用漏斗圖法來(lái)評(píng)估研究的發(fā)表偏倚。

結(jié) 果

一、文獻(xiàn)檢索結(jié)果

通過(guò)對(duì)5個(gè)電子數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)檢索，共得到173篇相關(guān)文獻(xiàn)，其中32篇來(lái)自PubMed，60篇來(lái)自EMBASE，42篇來(lái)自Web of Science，5篇來(lái)自中國(guó)知網(wǎng)，54篇來(lái)自萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)。去除90篇重復(fù)文獻(xiàn)后剩下83篇。通過(guò)閱讀題目和摘要，剔除了72篇明顯不相關(guān)的文獻(xiàn)，剩余11篇文獻(xiàn)。通過(guò)閱讀全文，發(fā)現(xiàn)有4篇文獻(xiàn)未提供基因型和基因頻率，將其排除。最終獲得了7篇[13-19]高質(zhì)量文獻(xiàn)。

二、納入文獻(xiàn)的基本特征

納入的7篇文獻(xiàn)包括6篇[14-19]英文和1篇[13]中文。其中的5項(xiàng)[13-15, 17, 18]研究在中國(guó)實(shí)施，1項(xiàng)[16]在俄羅斯實(shí)施，另外1項(xiàng)在荷蘭[19]實(shí)施。7項(xiàng)研究共包括5 157個(gè)COPD患者和9 768個(gè)健康對(duì)照者。其中Xie等[17]的研究包括3項(xiàng)獨(dú)立的研究，Xu等[15]的研究包括2項(xiàng)分別在中國(guó)漢族和蒙古族中實(shí)施的獨(dú)立研究。需要指出的是Xu等[15]的第一項(xiàng)研究和Korytina等[16]的研究不符合HWE。納入文獻(xiàn)的基本特征見(jiàn)表1。根據(jù)NOS評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，納入的每項(xiàng)研究至少得到了5顆星，均為高質(zhì)量研究。質(zhì)量評(píng)估結(jié)果，見(jiàn)表2。

三、薈萃分析和亞組分析結(jié)果

由于在Avs. G，AAvs. GG和AAvs. AG+GG三種遺傳模型下，各項(xiàng)研究之間的異質(zhì)性較小(I2分別為0，21%，0)，所以采用固定效應(yīng)模型。AGvs. GG和AA+AGvs. GG模型下，研究之間的異質(zhì)性較大(I2分別為63%，52%)，采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行分析。合并后的數(shù)據(jù)顯示在五種遺傳模型下， rs13118928與COPD易感性均有顯著相關(guān)性，具體為：Avs. G，OR=1.14，95%CI，1.08～1.20，P<0.001，見(jiàn)圖1；AAvs. GG，OR=1.36，95%CI，1.20～1.55，P<0.001；AGvs. GG，OR=1.27，95%CI，1.03～1.58，P=0.030；AA+AGvs. GG，OR=1.31，95%CI，1.10～1.57，P=0.003；AAvs. AG+GG，OR=1.12，95%CI，1.04～1.21，P=0.002。

亞組分析結(jié)果顯示在亞洲人種中，rs13118928多態(tài)性在Avs. G，AAvs. GG，AAvs. AG+GG三種遺傳模型下與COPD有顯著相關(guān)性。在高加索人群中，rs13118928多態(tài)性除了在AAvs. AG+GG遺傳模型下與COPD無(wú)顯著的相關(guān)性外，其余幾種遺傳模型下均存在顯著的相關(guān)性。具體的薈萃分析結(jié)果，見(jiàn)圖1，表3。

四、敏感性分析及發(fā)表偏倚評(píng)估

排除Korytina等[16]和Xie等[17]這兩項(xiàng)不符合HWE的研究后，結(jié)果無(wú)明顯變化，所以本研究未將這兩項(xiàng)研究剔除。此外，在逐一排除其余各項(xiàng)研究后，整體的效應(yīng)值和可信區(qū)間也無(wú)顯著改變，表明研究結(jié)果具有良好的穩(wěn)定性。漏斗圖近似對(duì)稱，見(jiàn)圖2，未檢測(cè)到明顯的發(fā)表偏倚。

圖1 等位基因模型下亞洲人種和高加索人種亞組分析結(jié)果

圖2 等位基因模型下的漏斗圖結(jié)果

表1 納入研究的基本特征

注：HWE，哈迪-溫伯格平衡定律

表2 納入研究根據(jù)紐卡斯?fàn)?渥太華量表的評(píng)估結(jié)果

注：★得分，☆不得分

表3 HHIP基因rs13118928單核苷酸多態(tài)性與慢性阻塞性肺疾病易感性的薈萃分析結(jié)果

注：OR，比值比；95%CI，95%可信區(qū)間；R，隨機(jī)效應(yīng)模型；F，固定效應(yīng)模型

討 論

本文通過(guò)整合現(xiàn)有的證據(jù)，發(fā)現(xiàn)HHIP基因 rs13118928單核苷酸多態(tài)性與COPD易感性有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)聯(lián)。具體來(lái)說(shuō)，rs13118928位點(diǎn)的A等位基因和AA基因型攜帶者表現(xiàn)出較高的COPD易感性。亞組分析結(jié)果顯示，除了個(gè)別遺傳模型，rs13118928多態(tài)性與COPD關(guān)聯(lián)性在亞洲人種和高加索人種中也存在。亞洲人種和高加索人種之間的差異可能是種族特異性所致。除了rs13118928位點(diǎn)外，與COPD相關(guān)的HHIP基因多態(tài)性位點(diǎn)還包括rs13141641和rs1828591[9, 20-22]。但由于多數(shù)涉及這兩個(gè)位點(diǎn)的研究未提供等位基因和基因型頻率，所以本文未對(duì)這兩個(gè)位點(diǎn)進(jìn)行薈萃分析。

COPD的發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜，機(jī)體的內(nèi)在因素和外在環(huán)境因素共同促進(jìn)其發(fā)生[23]?；蜃鳛橐环N內(nèi)在因素，在COPD的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。HHIP基因編碼的同名跨膜糖蛋白是一種內(nèi)源性音猬因子拮抗劑[24]。音猬因子信號(hào)通路廣泛參與胚胎發(fā)育、慢性炎癥及腫瘤生成等過(guò)程。由HHIP調(diào)控的音猬因子信號(hào)通路還在肺的發(fā)育，特別是早期支氣管的生成過(guò)程中發(fā)揮著重要作用[7]。敲除HHIP基因的小鼠，生育的純合子后代會(huì)在出生后數(shù)小時(shí)內(nèi)因呼吸衰竭而死亡[7]。Zhou等[6]發(fā)現(xiàn)與正常人相比，COPD患者HHIP基因在蛋白水平和信使RNA水平的表達(dá)均明顯降低。Kim等[25]也得到了與Zhou等相似的研究結(jié)果。HHIP蛋白結(jié)構(gòu)的改變還能夠影響肺的發(fā)育及自我修復(fù)[26]。這些研究均表明HHIP對(duì)維持正常肺功能有重要作用。

早在2009年，Pillai等[9]在多個(gè)人群中開(kāi)展了全基因組關(guān)聯(lián)研究，發(fā)現(xiàn)HHIP基因多態(tài)性和COPD的關(guān)聯(lián)性。Van Durme等[19]隨后在荷蘭人群中證實(shí)了這種關(guān)聯(lián)。Zhou等[27]，Cho等[21]，Siedlinski等[28]也相繼在高加索人群中開(kāi)展了相關(guān)研究。Wang等[18]在中國(guó)的漢族人群中開(kāi)展HHIP基因多態(tài)性和COPD相關(guān)性的研究以來(lái)，類似的研究在中國(guó)的黎族[22]、蒙古族[15]和哈薩克族[13]人群中也相繼被開(kāi)展?？紤]到每項(xiàng)研究的樣本量大小各異、納入的種族不同、得到的結(jié)果也不一致，我們采用了薈萃分析的方法對(duì)現(xiàn)有的研究結(jié)果進(jìn)行合并，得到了循證級(jí)別更高的證據(jù)。需要指出的是，Xie等[17]在其研究中對(duì)先前的四項(xiàng)研究[18-19, 21, 29]也進(jìn)行了薈萃分析。但是Xie等[17]只是對(duì)既往研究的OR值進(jìn)行了合并，沒(méi)有根據(jù)不同的遺傳模型進(jìn)行薈萃分析，也沒(méi)有對(duì)納入文獻(xiàn)進(jìn)行方法學(xué)質(zhì)量評(píng)估，所以Xie等[17]的研究并不是嚴(yán)格意義上的薈萃分析。相比之下，本文除了對(duì)納入文獻(xiàn)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估和分析不同遺傳模型下的作用效應(yīng)外，還納入了幾項(xiàng)最新發(fā)表的研究成果。本文的這些優(yōu)勢(shì)都保證了結(jié)果的可信性。

盡管本文對(duì)現(xiàn)有的研究結(jié)果進(jìn)行了合并，擴(kuò)大了總體的樣本量，但是仍存在一些局限性：第一，納入文獻(xiàn)的研究對(duì)象只包含亞洲人種和高加索人種，不能反映其他人種的情況；第二，本文只對(duì)三個(gè)英文數(shù)據(jù)庫(kù)和兩個(gè)中文數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了系統(tǒng)檢索，以其他語(yǔ)種發(fā)表及收錄在其他數(shù)據(jù)庫(kù)的文獻(xiàn)，無(wú)法被納入，可能存在一定的發(fā)表偏倚[30]；第三，納入的研究并沒(méi)有按照吸煙狀況、年齡及性別等因素進(jìn)行分層分析，因此不能消除這些因素對(duì)研究結(jié)果的影響。第四，本文只對(duì)HHIP基因的單一位點(diǎn)進(jìn)行了分析，而位點(diǎn)與位點(diǎn)之間、基因與基因之間、基因與環(huán)境之間的相關(guān)作用不能被控制，這也可能導(dǎo)致研究結(jié)果偏離真實(shí)情況。

綜上所述，本文結(jié)果表明HHIP基因rs13118928單核苷酸多態(tài)性與COPD易感性有顯著的相關(guān)性?？紤]到本文存在的缺陷，還需要在不同地區(qū)、不同人種中開(kāi)展大樣本的研究進(jìn)一步驗(yàn)證本文的結(jié)果。