GSTs基因多態(tài)性與中國人群慢性阻塞性肺疾病易感性Meta分析*

★ 胡子毅 李人亮 賴俊宇 易瑩 陳麗莎（.江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院 南昌 330006；.江西中醫(yī)藥大學(xué) 南昌 330004）

1 前言

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是一種臨床綜合征，其特征在于慢性呼吸道癥狀，結(jié)構(gòu)性肺部異常和/或肺功能受損，這是由不同環(huán)境和遺傳因素的相互作用導(dǎo)致的［1］。目前 COPD 是全球第三大死亡原因，在 2017 年由 COPD 導(dǎo)致死亡的人數(shù)達(dá)到320萬人，到2040年死亡人數(shù)預(yù)計(jì)將達(dá)到440萬人［2］。隨著全球人口老齡化趨勢嚴(yán)重，該病的發(fā)病率和死亡率迅速上升，給社會(huì)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)［3］。吸煙是COPD 的關(guān)鍵危險(xiǎn)因素，但全球約有三分之一的 COPD 患者是不吸煙者，早期流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，COPD具有家族聚集性［4］。通過全基因組關(guān)聯(lián)（GWA）研究，許多與疾病發(fā)病機(jī)制相關(guān)的候選基因在COPD遺傳學(xué)中被發(fā)現(xiàn)［5-7］。

目前已知與COPD可能有關(guān)的基因主要有a1-AT基因、維生素D結(jié)合蛋白基因、TNF-a基因、線粒體環(huán)氧化物水解酶（mEPHX）基因、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶（GSTs）基因、細(xì)胞外超氧化物歧化酶（EC-SOD）基因和基質(zhì)金屬蛋白酶基因等。其中谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶系（GSTs）是一個(gè)Ⅱ相反應(yīng)代謝的超家族酶系，其在肺部抗氧化過程中起重要作用，其在代謝過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的解毒作用［8-9］。近年來GSTs基因多態(tài)性與COPD易感性的研究越來越多，人類胞質(zhì)GSTs分為8種不同類型：α、μ、π、σ、θ、κ、ζ和Ω［10］。目前研究最廣泛的GSTs包括GSTM1、GSTT1 缺失（NULL）基 因 和GSTP1（Ile105Val）基 因，GSTM1和GSTT1在觸發(fā)氧化應(yīng)激的活性氧失活中起作用，并可能參與COPD的細(xì)胞過程，而GSTP1是人類肺部中最豐富的GST［11-13］。

但GSTs基因多態(tài)性與COPD的相關(guān)性尚存爭議，且許多研究結(jié)果不盡相同。這些研究之間的不一致性限制了我們在闡明 COPD 遺傳基礎(chǔ)方面的進(jìn)展。因此，本文通過全面收集GSTM1、GSTT1 和 GSTP1基因多態(tài)性與中國人群COPD易感性的相關(guān)文獻(xiàn)，從循證醫(yī)學(xué)角度分析GSTM1、GSTT1 和 GSTP1基因多態(tài)性與中國人群COPD易感性的關(guān)系。

2 資料與方法

2.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

2.1.1 研究類型 病例-對(duì)照研究。

2.1.2 研究對(duì)象 經(jīng)確診的COPD患者和同期非COPD對(duì)照人群，均限為中國人群。

2.1.3 暴露因素 GSTM1，GSTT1，GSTP1 Ile（105）Val基因多態(tài)性。

2.1.4 結(jié)局指標(biāo) 慢性阻塞性肺疾病患病風(fēng)險(xiǎn)。

2.1.5 排除標(biāo)準(zhǔn) ①重復(fù)發(fā)表的文獻(xiàn)；②非病例-對(duì)照研究；③數(shù)據(jù)不充分，無法獲取全文的研究；④研究對(duì)象非中國人群；⑤非中文或英文文獻(xiàn)；⑥文獻(xiàn)綜述、meta分析、系統(tǒng)評(píng)價(jià)、文摘、述評(píng)文獻(xiàn)等。

2.2 文獻(xiàn)檢索策略 通過計(jì)算機(jī)對(duì)PubMed、Embase、Cochrane Library、中國生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫（CBM）、中國知網(wǎng)（CNKI）、萬方數(shù)據(jù)庫（WANFANG）、維普數(shù)據(jù)庫（VIP）等7大數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，搜集有關(guān)GSTM1、GSTT1和GSTP1基因多態(tài)性與慢阻肺發(fā)生相關(guān)性的病例-對(duì)照研究，檢索時(shí)限均為建庫至2020年2月。同時(shí)手工檢索納入研究的參考文獻(xiàn)，以補(bǔ)充獲取相關(guān)文獻(xiàn)。英文檢索詞包括：pulmonary disease, chronic obstructive、COPD、chronic obstructive pulmonary disease、COAD、chronic obstructive lung disease、chronic obstructive airway disease、airflow obstruction, chronic、airflow obstructions, chronic、chronic airflow obstructions、chronic airflow obstruction、glutathione s-transferase、GST、GSTM1、GSTT1、GSTP1、 xenobiotic detoxification enzymes gene。中文檢索詞包括：慢性阻塞性肺疾病、慢阻肺、慢性阻塞性肺病、慢性氣道阻塞性疾病、COPD 、COAD、肺氣腫、慢性氣道阻塞、谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶、谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶、GST、GSTM1、GSTT1、GSTP1等。以PubMed為例，其具體檢索策略如下：

#1 Pulmonary Disease, Chronic Obstructive［Title/Abstract］

#2 COPD［Title/Abstract］

#3 Chronic Obstructive Pulmonary Disease［Title/Abstract］

#4 COAD［Title/Abstract］

#5 Chronic Obstructive Airway Disease［Title/Abstract］

#6 Chronic Obstructive Lung Disease［Title/Abstract］

#7 Airflow Obstruction, Chronic［Title/Abstract］

#8 Airflow Obstructions, Chronic［Title/Abstract］

#9 Chronic Airflow Obstructions［Title/Abstract］

#10 Chronic Airflow Obstruction［Title/Abstract］

#11 #1 OR #2 OR #3 OR #4 OR #5 OR #6 OR #7 OR #8 OR #9 OR #10

#12 glutathione S-transferase

#13 GST［Title/Abstract］

#14 GSTM1［Title/Abstract］#15 GSTP1［Title/Abstract］

#16 xenobiotic detoxification enzymes gene［Title/Abstract］

#17 #12 OR #13 OR #14 OR #15 OR #16

#18 #11 AND #17

2.3 文獻(xiàn)篩選與資料提取 由2名經(jīng)過培訓(xùn)的評(píng)價(jià)員獨(dú)立進(jìn)行，若有分歧可相互討論解決，必要時(shí)需要第三名評(píng)價(jià)員。根據(jù)預(yù)先制定的檢索策略對(duì)各大數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相關(guān)文獻(xiàn)檢索，導(dǎo)出檢索到的文獻(xiàn)題錄，通過Endnote軟件管理檢索結(jié)果，建立數(shù)據(jù)庫，去除重復(fù)研究。通過閱讀題目和摘要對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行初篩。初篩選出的文獻(xiàn)進(jìn)一步下載全文，根據(jù)文獻(xiàn)中的方法學(xué)部分等相關(guān)信息，來確定文獻(xiàn)是否符合納入標(biāo)準(zhǔn)，并決定是否納入。資料提取的內(nèi)容：（1）納入研究的基本信息：第一作者姓名、發(fā)表年份、題目等；（2）研究類型；（3）納入人群的基本特征，如年齡、診斷標(biāo)準(zhǔn)、對(duì)照組排除目標(biāo)疾病的方法等；（4）基因檢測方法；（5）各組樣本量、各基因型數(shù)量。

2.4 納入研究的偏倚風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 由 2 名研究者獨(dú)立采用紐卡斯?fàn)?渥太華（NOS）量表評(píng)價(jià)納入研究的偏倚風(fēng)險(xiǎn)，并交叉核對(duì)結(jié)果。

2.5 統(tǒng)計(jì)分析 本研究采用STATA 14.0軟件計(jì)算對(duì)照組人群的哈迪-溫伯格平衡值（HWE），通過Cochrane協(xié)作網(wǎng)提供的RevMan5.3軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用比值比（OR）為效應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并提供相應(yīng)的95 %置信區(qū)間（CI）。首先采用Q檢驗(yàn)和I2檢驗(yàn)來各研究數(shù)據(jù)間的異質(zhì)性，檢驗(yàn)水準(zhǔn)為a=0.1，同時(shí)結(jié)合I2定量判斷異質(zhì)性的大小。當(dāng)P＞0.10，I2＜50 %，提示各研究結(jié)果間具有同質(zhì)性，予以采用固定效應(yīng)模型（fixed effect model）進(jìn)行Meta分析，反之則采用隨機(jī)效應(yīng)模型（random effect model）進(jìn)行分析。若存在明顯的臨床異質(zhì)性，則采用亞組分析或敏感性分析等方法進(jìn)行處理，或只行描述性分析。Meta分析的結(jié)果采用森林圖表示。文獻(xiàn)發(fā)表偏倚分析用漏斗圖表示。

3 結(jié)果

3.1 文獻(xiàn)篩選流程及結(jié)果 初檢共獲得文獻(xiàn)498篇，經(jīng)逐步篩查，最終納入21個(gè)病例-對(duì)照研究。其中10篇涉及GSTM1基因，7篇涉及GSTT1基因，13篇涉及GSTP1基因。文獻(xiàn)篩選流程及結(jié)果見圖1。

圖 1 文獻(xiàn)篩選流程

3.2 納入研究的基本特征和偏倚風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果 納入研究的基本特征見表1，偏倚風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果見表2。

表1 納入研究的基本特征

（續(xù)表）

表2 納入文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果

3.3 Meta分析結(jié)果

3.3.1 GSTM1基因多態(tài)性 共納入10個(gè)研究［14，17，23-24，27-31，33］，包 括1 047例 患 者 和1 046例 對(duì)照，詳細(xì)數(shù)據(jù)資料見表3。筆者統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)COPD組GSTM1缺失基因型頻率高于對(duì)照組（61.03 % vs 49.04 %）。異質(zhì)性檢驗(yàn)（I2=50 %，P=0.04＜0.1）提示各研究結(jié)果間的異質(zhì)性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。對(duì)納入的10個(gè)研究進(jìn)行敏感性分析，發(fā)現(xiàn)陳潔2004對(duì)異質(zhì)性影響較大，去掉該研究后再次進(jìn)行異質(zhì)性檢驗(yàn)結(jié)果顯示余下的9項(xiàng)研究不存在異質(zhì)性（I2=0 %，P=0.44＞0.1）。排除之后采用固定效應(yīng)進(jìn)行meta分析，其結(jié)果顯示，OR=1.69，95 %CI（1.41，2.04），且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，Z=5.64，P＜0.05，提示GSTM1基因多態(tài)性與中國人群COPD易感性有關(guān)。見圖2。

表3 GSTM1基因多態(tài)性數(shù)據(jù)資料

圖2 GSTM1基因多態(tài)性森林圖

3.3.2 GSTT1基因多態(tài)性 共納入7個(gè)研究［14，23，27-31］，包括847例患者和791例對(duì)照，詳細(xì)數(shù)據(jù)資料見表4。COPD組GSTT1缺失基因型頻率高于對(duì)照組（49.47 % vs 43.74 %）。異質(zhì)性檢驗(yàn)（I2= 55 %＞50 %，P=0.04＜0.1）提示各研究間的異質(zhì)性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。對(duì)納入的7個(gè)研究逐一進(jìn)行敏感性分析，異質(zhì)性結(jié)果改變不顯著，說明未發(fā)現(xiàn)異質(zhì)性的來源，但其異質(zhì)性尚在可接受范圍之內(nèi)，因此選用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行meta分析。其結(jié)果顯示：OR=1.38，95 %CI（1.00，1.89），P=0.05，提示GSTT1基因多態(tài)性與中國人群COPD易感性無關(guān)。見圖3。

表4 GSTT1基因多態(tài)性數(shù)據(jù)資料

圖3 GSTT1 基因多態(tài)性森林圖

3.3.3 GSTM1/GSTT1組合無效基因型 共納入5項(xiàng)研究［14，23，27，30-31］，包括630例患者和546例對(duì)照，見表5。病例組中GSTM1/GSTT1組合缺失基因型頻率高于對(duì)照組（31.59 % vs 22.16 %）。異質(zhì)性檢驗(yàn)（I2=58 %＞50 %，P=0.05＜0.1）提示各研究間的異質(zhì)性存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。對(duì)納入的5個(gè)研究逐一進(jìn)行敏感性分析，異質(zhì)性結(jié)果改變不顯著，說明未發(fā)現(xiàn)異質(zhì)性的來源，但其異質(zhì)性尚在可接受范圍之內(nèi)，因此選用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行meta分析。其結(jié)果 顯 示：OR=1.75，95 %（1.12，2.73），P＜0.05，提示GSTM1/GSTT1組合缺失基因型與中國人群COPD風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。見圖4。

表5 GSTM1/GSTT1組合無效基因型的數(shù)據(jù)資料

圖4 GSTM1/GSTT1組合無效基因型森林圖

3.3.4 GSTP1基因多態(tài)性 共納入13項(xiàng)研究，包括1 398例COPD患者和1 351例對(duì)照。詳細(xì)數(shù)據(jù)見表6。根據(jù)對(duì)照組中的HWE不同，將研究分為P＞0.05和P＜0.05兩個(gè)亞組。亞組1（P＞0.05）納入8項(xiàng)研究，包括801例COPD患者和735例對(duì)照。亞組2（P＜0.05）納入5項(xiàng)研究，包括447例COPD患者和466例對(duì)照。

表6 GSTP1基因多態(tài)性數(shù)據(jù)資料

異質(zhì)性檢驗(yàn)匯總結(jié)果顯示（I2=76 %＞50 %，P＜0.1），提示兩亞組間的異質(zhì)性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但其異質(zhì)性尚在可接受范圍之內(nèi)，因此采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行meta分析。等位基因型比較結(jié)果（G vs A）顯示：OR合并=1.21，95 %CI（0.87，1.68），P＜0.05提示GSTP1等位基因與中國人群COPD易感性不相關(guān)，見圖5。顯性模型比較結(jié)果（GG+AG vs AA）顯示： OR合并=1.03，95 %CI（0.75，1.42），P＜0.05提示GSTP1純合+雜合突變基因與中國人群COPD易感性不相關(guān)。見圖6。

圖5 GSTP1 等位基因森林圖

圖6 GSTP1顯性模型森林圖

3.4 發(fā)表偏倚分析 本研究采用漏斗圖評(píng)估納入研究的發(fā)表偏倚情況，結(jié)果顯示漏斗圖基本對(duì)稱，表明在本meta分析中無發(fā)表偏倚。見圖7-8 。

圖7 文獻(xiàn)發(fā)表偏倚漏斗圖

4 討論與結(jié)論

慢性阻塞性肺疾?。–OPD）是一種常見的可預(yù)防和可治療的疾病，其特征是持續(xù)性的氣流限制，通常是呈進(jìn)行性發(fā)展，并伴隨著對(duì)呼吸道和肺部有害顆?；驓怏w的慢性炎癥反應(yīng)增強(qiáng)。GSTs是參與內(nèi)源和環(huán)境外源物質(zhì)解毒的一大類酶。GSTT1可以解毒甲基化劑、殺蟲劑和香煙煙霧中的許多化學(xué)物質(zhì)［35］。GSTM1參與多環(huán)芳烴（PAHs）和ROS生成的二醇環(huán)氧化物的代謝，GSTP1與GSTM1具有一定的底物特異性，對(duì)包括苯并芘在內(nèi)的多環(huán)芳烴環(huán)氧化合物都有活性［36］。GSTM1和GSTT1基因型缺失會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)酶活性完全缺失。在GSTP1基因中檢測到一些多態(tài)性，包括第6外顯子中的C341T（Ala114Val）替換和第5外顯子中的A313G（Ile105Val）替換，會(huì)導(dǎo)致酶活性改變［37］。陳高瑛等［8］通過對(duì)有關(guān)GSTM1、GSTT1和GSTP1基因多態(tài)性與COPD易感性關(guān)系的文獻(xiàn)進(jìn)行綜述，發(fā)現(xiàn)GSTs基因多態(tài)性與COPD易感性關(guān)系的研究結(jié)果不盡一致，認(rèn)為其差異性的來源主要為種族及地域等不同。因此本文針對(duì)中國人群COPD易感性與GSTs基因多態(tài)性關(guān)系的研究進(jìn)行meta分析，盡可能地消除種族和地域的差異性，旨在探討中國人群COPD的遺傳關(guān)聯(lián)性。

本篇meta分析納入了21項(xiàng)病例對(duì)照研究，研究人群來源的國家均為中國。其中有研究［14，17，27，31，33］顯示GSTM1、GSTT1基因多態(tài)性與COPD易感性無關(guān)。而另外有研究［24，28-30］則認(rèn)為GSTM1與COPD易感性有關(guān)，且與吸煙有聯(lián)合作用，GSTM1基因缺失可能會(huì)增加吸煙人群COPD的易感性，若同時(shí)伴有GSTT1基因缺失可進(jìn)一步加重COPD的易感性。對(duì)于GSTP1 Ile（105）Val基因多態(tài)性與COPD易感性關(guān)系，有些研究［18-19，21-22，26，33］認(rèn)為GSTP1 Ile（105）Val基因多態(tài)性與COPD的易感性無相關(guān)性，而另外有研究［15，20，25，29，32，34］報(bào)道GSTP1G等位基因是COPD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。當(dāng)前meta分析結(jié)果顯示：GSTM1缺失基因、GSTM1/GSTT1組合缺失基因型可能會(huì)顯著增加中國人群COPD發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，而單獨(dú)的GSTT1基因缺失并不會(huì)增加中國人群COPD易感性，GSTP1 Ile（105）Val基因多態(tài)性與中國人群COPD易感性無明顯相關(guān)性，其中亞組1和亞組2的meta分析結(jié)果截然相反，說明對(duì)照組是否達(dá)到遺傳平衡對(duì)基因多態(tài)性與疾病相關(guān)性研究的影響極大。基于當(dāng)前研究結(jié)果，我們可以將GSTM1缺失基因型、GSTM1/GSTT1組合缺失基因型可能是COPD發(fā)生的危險(xiǎn)因素。

本文存在的局限性：（1）對(duì)照人群的來源不一，有的研究對(duì)照組來源于同期的非COPD住院病人，而非來自健康人群；（2）在納入GSTP1基因多態(tài)性研究中，存在對(duì)照組不符合哈迪-溫伯格平衡的研究（HWE＜0.05），本文并未將其排除，且納入進(jìn)行meta可能增加結(jié)果的不可靠性。本文的優(yōu)勢在于：納入研究人群均為中國人群，消除了種族間的差異性和地域的不同，對(duì)我國COPD的遺傳相關(guān)性研究有較大的促進(jìn)作用。由于COPD環(huán)境和遺傳交互作用而發(fā)生的，建議以后的研究應(yīng)考慮到環(huán)境因素對(duì)COPD基因多態(tài)性的影響，而且COPD的易感性基因并非是由單一的基因多態(tài)性所決定的，可能還涉及到多個(gè)基因之間多態(tài)性，因此以后的研究還需注意多基因之間的相互影響?？偠灾M管我們認(rèn)為GSTM1缺失基因型、GSTM1/GSTT1組合缺失基因型可能是COPD發(fā)生的危險(xiǎn)因素，獨(dú)立的GSTT1、GSTP1基因多態(tài)性可能與COPD易感性無關(guān)。但是，仍需要設(shè)計(jì)更精細(xì)的病例對(duì)照研究，以進(jìn)一步評(píng)估這種關(guān)聯(lián)。