Taqi位點多態(tài)性與骨密度降低現(xiàn)象相關(guān)性的薈萃分析

李自豪 盛楠 豐攀峰 姜嘉偉 徐冠華

南通市第一人民醫(yī)院,江蘇 南通 226001

在整個人體解剖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中骨組織是由骨細(xì)胞處于一種動態(tài)變化下形成的。正是通過骨細(xì)胞群不斷地進(jìn)行著降解和構(gòu)建使骨細(xì)胞群在整個骨質(zhì)吸收以及骨質(zhì)沉積的過程中之間達(dá)到一個動態(tài)平衡,從而引起正常骨密度值發(fā)生動態(tài)變化[1]。臨床上骨密度(bone mineral density,BMD)主要是用來衡量機(jī)體骨骼強(qiáng)度。對于人體骨組織來說大部分人會在25～30歲達(dá)到最大骨密度值[2]。隨著最大骨密度值到達(dá)后,機(jī)體可能會隨著年齡增長進(jìn)而出現(xiàn)骨密度值下降的趨勢,尤其中老年女性,隨著絕經(jīng)的發(fā)生,可能進(jìn)一步導(dǎo)致骨密度值的降低,因此對于影響骨密度值的因素研究是具有臨床意義的。目前臨床上對于骨密度值測量最主要是采用雙能X射線吸收儀(DXA)進(jìn)行評估,采用T評分用于量化BMD[3]。臨床實踐和大量基礎(chǔ)研究表明,維持BMD的穩(wěn)定對于個體健康至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)在成年女性中隨著年齡增長尤其是到了絕經(jīng)后由于機(jī)體雌激素分泌的減少會導(dǎo)致骨密度突然降低,進(jìn)而引發(fā)骨質(zhì)疏松和骨折等一系列意外事件[4]。根據(jù)一項最新臨床研究表明,中老年人咬合力和自身BMD密切相關(guān)。維持一定水平的BMD對維持老年人的口腔功能有積極作用[4]。此外,統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示低BMD的兒童和青少年炎癥性腸病的患病率較比同齡正常BMD的兒童和青少年高[5]。Trivi等[5]在一項臨床研究中得出如下結(jié)論:在一般健康人群中每天保持中至重度體力活動、以及擁有較低體重和較高BMD之間存在很強(qiáng)的關(guān)系。Wu等[6]在2020年一項基礎(chǔ)研究中發(fā)現(xiàn),對實驗組大鼠通過采用吸煙和細(xì)菌感染相結(jié)合的方式使其發(fā)生慢性阻塞性肺疾病后,實驗組大鼠相對健康組大鼠擁有更低的骨密度。此外,一些慢性病患者也容易出現(xiàn)BMD降低現(xiàn)象并引發(fā)骨骼疾病,如慢性胰腺炎患者低骨密度風(fēng)險較高時會導(dǎo)致骨質(zhì)減少和骨質(zhì)疏松的患病率顯著增加,最終增加骨折的發(fā)生風(fēng)險[7]。通過上述一系列研究得出結(jié)論:骨密度和多種疾病發(fā)生具有一定的相關(guān)性,因此臨床上通過探索影響骨密度的因素從而來預(yù)測骨密度降低的發(fā)生風(fēng)險具有重要的意義。

通過閱讀大量對BMD的相關(guān)研究文獻(xiàn),發(fā)現(xiàn)維生素D受體(vitamin D receptor,VDR)在維持BMD穩(wěn)定性中發(fā)揮著不可替代的作用。在人體中經(jīng)過羥化酶活化后的維生素D更加容易與VDR結(jié)合進(jìn)而進(jìn)行骨質(zhì)代謝,從而實現(xiàn)維持鈣穩(wěn)態(tài)和骨骼健康的目的[8-11]。先前有研究小組人員研究發(fā)現(xiàn)人類基因組的VDR相關(guān)編碼基因位于12號常染色體的短臂上,其中起著主要作用的是染色體上的外顯子[9,12]。在VDR基因表達(dá)中,已發(fā)現(xiàn)其存在多個單核苷酸多態(tài)性位點(single nucleotide polymorphsim,SNP)和其功能發(fā)揮有著密切聯(lián)系,在過去的10年中,包括Foki、Bsmi、Apai和Taqi在內(nèi)的多個VDR基因位點與BMD之間的相關(guān)性已被廣泛研究[3]。有研究發(fā)現(xiàn)VDR的基因位點BsmI 中的bb基因型變異可被視為兒童骨質(zhì)疏松癥發(fā)生的危險因素[13]。Zhang等[14]在一項臨床研究中表明VDR的基因位點ApaI的a等位基因能顯著降低白種絕經(jīng)后婦女的骨質(zhì)疏松風(fēng)險,攜帶ApaI aa基因型的白種人絕經(jīng)后女性股骨頸BMD普遍較高。Marozik等[15]在一項臨床隊列研究中發(fā)現(xiàn)VDR的基因位點Taqi和白種人骨密度降低發(fā)生風(fēng)險相關(guān)。由于樣本量限制及種族差異,VDR基因多態(tài)性位點與臨床的相關(guān)性尚存在爭議。目前,已有相關(guān)薈萃分析對VDR上的基因位點Foki、Bsmi及Apai進(jìn)行了報道,但Taqi作為VDR的一個重要SNP,尚無相關(guān)薈萃分析研究。本文從Taqi位點與BMD的關(guān)系著手,系統(tǒng)梳理近年來的文獻(xiàn)評價Taqi多態(tài)性與BMD是否具有一定的相關(guān)性,擬為Taqi位點對BMD的影響提供科學(xué)可靠的循證證據(jù)。

1 資料與方法

1.1 檢索策略

首先對于檢索策略而言,本文摒棄了傳統(tǒng)分別通過主題詞和關(guān)鍵詞檢索數(shù)據(jù)庫的方法,而是通過采用主題詞和關(guān)鍵詞結(jié)合的方式檢索數(shù)據(jù)庫,這樣既能保證全文的查全率,又提高了全文查準(zhǔn)率,同時避免了誤檢率和漏檢率。隨后由兩位獨立的研究人員分別通過計算機(jī)檢索相關(guān)數(shù)據(jù)庫,所有文獻(xiàn)時間均截至2021年12月。檢索詞分為中文和英文兩個部分,其中檢索中文數(shù)據(jù)庫時采用“維生素D受體”“VDR”“基因多態(tài)性”“骨密度”等作為檢索關(guān)鍵詞。檢索英文數(shù)據(jù)庫時主要采用“VDR”“gene polymorphism” “SNP”“BMD”“single nucleotide polymorphim”“bone miner density”等作為檢索關(guān)鍵詞。

1.2 納入以及排除標(biāo)準(zhǔn)

文獻(xiàn)納入標(biāo)準(zhǔn):(1)相關(guān)文獻(xiàn)類型:可通過計算機(jī)數(shù)據(jù)庫搜索到的且已發(fā)表的有關(guān)研究內(nèi)容為VDR基因多態(tài)性與骨密度的關(guān)系;(2)相關(guān)文獻(xiàn)中研究對象為VDR的基因位點Taqi;(3)論文中實驗組和對照組分別為骨密度降低組和骨密度正常組,并且提供相關(guān)基因型的例數(shù)數(shù)據(jù);(4)文中骨密度減低的臨床診斷需明確。文獻(xiàn)排除標(biāo)準(zhǔn):(1)目前暫時無法通過有效手段獲得全文數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的文獻(xiàn)。(2)文獻(xiàn)內(nèi)容為個案報道、綜述、動物實驗等。

1.3 文獻(xiàn)篩選

檢索得到57篇相關(guān)文獻(xiàn),首先需要兩位研究員分別通過瀏覽文獻(xiàn)內(nèi)容符合納入標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)。對于有爭議的文獻(xiàn),由第三位研究員參與判定,最終納入5項符合標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)。

1.4 數(shù)據(jù)提取

所有被納入的研究數(shù)據(jù)最終由兩位研究員獨自根據(jù)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)提取,如果出現(xiàn)意見不統(tǒng)一,則通過第三位研究員判斷。在研究VDR基因多態(tài)性與BMD降低風(fēng)險之間的關(guān)聯(lián)時,同時還收集了以下數(shù)據(jù):作者名單、發(fā)表年份、種族、樣本量以及每個基因多態(tài)性的等位基因和基因型。

1.5 質(zhì)量評價

文章最終納入5項臨床研究[15-19]。其中有4項為病例對照研究[16-19],此外還有1項為隊列研究[15],對納入的5篇文獻(xiàn)質(zhì)量評價選擇采用傳統(tǒng)常用的NOS量表進(jìn)行評估?？傆嫗?分,其中評估得分大于或等于5分的研究為高質(zhì)量。

1.6 統(tǒng)計學(xué)處理

采用計算機(jī)軟件 Review Manager 5.3計算95%置信區(qū)間(confidence interval,CI)以及優(yōu)勢比(odds ratio,OR),用來評估VDR基因多態(tài)性與BMD之間是否具有相關(guān)性。在等位基因?qū)Ρ饶Ｐ汀㈦s合子模型、純合子模型和顯性模型下,通過OR和95%CI評估VDR基因多態(tài)性與BMD變化的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度。采用I2檢驗來評判異質(zhì)性,并且分析異質(zhì)性的來源,并運用漏斗圖分析發(fā)表偏倚。

2 結(jié)果

2.1 檢索結(jié)果及納入研究結(jié)果

最終根據(jù)納入與排除標(biāo)準(zhǔn),納入5項研究,包括1 787個研究對象。納入本研究的5篇文獻(xiàn)基本信息見表1。

表1 與骨密度降低風(fēng)險相關(guān)研究的一般特征及NOS評分Table 1 General characteristics and NOS scores of studies associated with reduced risk of bone mineral density

2.2 納入研究的質(zhì)量評價

通過NOS量表評價結(jié)果顯示,納入的5篇文獻(xiàn)有3項研究得7分,1項研究得6分,1項研究得5分,所納入的5項研究均為高質(zhì)量研究。NOS量表評價結(jié)果見表1。

2.3 薈萃分析結(jié)果

Taqi基因多態(tài)性與骨密度的關(guān)系。針對VDR 基因位點Taqi基因多態(tài)性與BMD的關(guān)系,總共納入5項研究,共報道了1 787名研究對象(925個觀察對象,862個健康對照)的椎體BMD或者股骨頸BMD,薈萃分析結(jié)果顯示,VDR 基因位點Taqi各基因型之間的BMD總體比較在T vs. t模型差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。t等位基因是骨密度降低發(fā)生的危險因素,t基因攜帶者的骨密度降低發(fā)生風(fēng)險是T攜帶者的1.51倍(圖1A)。在tt vs. TT模型差異同樣具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。tt基因型是骨密度降低發(fā)生的危險因素,tt基因的骨密度降低發(fā)生風(fēng)險是TT攜帶者的2.95倍(圖1B)。在Tt vs. TT模型差異同樣具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。Tt基因的骨密度降低發(fā)生風(fēng)險是TT攜帶者的1.51倍(圖1C)。在Tt/tt vs. TT模型差異同樣具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。Tt/tt基因的骨密度降低發(fā)生風(fēng)險是TT攜帶者的1.68倍(圖1 D)。在TT vs. Tt/tt模型差異同樣具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。TT基因的骨密度降低發(fā)生風(fēng)險是Tt/tt攜帶者的0.81倍,即人群中基因型為TT的更不易發(fā)生骨密度降低(圖1E)?？偠灾?t基因是骨密度降低發(fā)生的危險因素,可以作為預(yù)測骨密度降低風(fēng)險的發(fā)生風(fēng)險的遺傳指標(biāo)(表2)。

圖1 VDR位點Taqi基因多態(tài)性與BMD降低發(fā)生風(fēng)險的相關(guān)性的敏感性分析。A:t vs. T,B:tt vs. TT,C:Tt vs. TT,D:Tt/tt vs. TT,E:TT vs. Tt/tt。Fig.1 Sensitivity analysis of the association between VDR Taqi gene polymorphism and reduced risk of BMD A:t vs. T,B:tt vs. TT,C:Tt vs. TT,D:Tt/tt vs. TT,E:TT vs. Tt/tt.

表2 VDR Taqi多態(tài)性及骨密度降低易感性的遺傳模型結(jié)果

2.4 敏感性分析

本研究最后進(jìn)行了敏感性分析,逐一剔除納入的文獻(xiàn),各模型合并效應(yīng)量未發(fā)生明顯改變,結(jié)果也顯示數(shù)據(jù)并未受到影響,表明研究所納入文獻(xiàn)的穩(wěn)定性基本良好。

2.5 發(fā)表偏倚

對VDR Taqi位點與BMD的相關(guān)性中顯性模型的結(jié)果繪制漏斗圖(圖2),可以觀察到所得圖形結(jié)構(gòu)大致對稱,存在較小的偏倚可能。

圖2 VDR Taqi位點基因多態(tài)性與BMD降低發(fā)生風(fēng)險的相關(guān)性的漏斗分析圖A:t vs. T,B:tt vs. TT,C:Tt vs. TT,D:Tt/tt vs. TT,E:TT vs. Tt/tt。Fig.2 Funnel analysis of the association between VDR Taqi locus polymorphism and reduced risk of BMD A: t vs T, B: tt vs TT, C: Tt vs TT, D: Tt/tt vs TT, E: TT vs Tt/tt.

3 討論

骨質(zhì)疏松癥一直是許多中老年女性關(guān)心的一項主要健康障礙問題,其臨床特征是因骨量減少進(jìn)而導(dǎo)致骨內(nèi)部結(jié)構(gòu)惡化和骨密度降低,容易過早導(dǎo)致脆性骨折發(fā)生[20],并且骨質(zhì)疏松也是類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、炎癥性腸病[6]等的常見臨床并發(fā)癥。骨質(zhì)減少和骨質(zhì)疏松的風(fēng)險具有相似的病理序列,由大量內(nèi)分泌分子和遺傳標(biāo)志物調(diào)節(jié),包括雌激素受體(ESR)、VDR和亞甲基四氫葉酸還原酶[3]。盡管有多項研究考察了VDR SNPs與不同人群(如絕經(jīng)前和絕經(jīng)后婦女)BMD之間的關(guān)系,但樣本量小,參與者的異質(zhì)性和地域差異都會影響關(guān)聯(lián)分析結(jié)果。因此,由于統(tǒng)計效率低,小樣本研究很難得出可靠的結(jié)論。為了彌補(bǔ)受試者的不足,薈萃分析是一種很有前途的選擇。

本研究對VDR基因位點Taqi多態(tài)性與人體BMD間的動態(tài)關(guān)系問題進(jìn)行了薈萃分析,結(jié)果顯示人體VDR基因位點Taqi多態(tài)性與骨密度降低的發(fā)生風(fēng)險相關(guān),此外由于納入的文獻(xiàn)采用DXA測定骨密度,因此進(jìn)一步推斷Taqi多態(tài)性與椎體以及股骨頸的BMD相關(guān),有望可為臨床提供更精準(zhǔn)的BMD風(fēng)險評估參考。已有研究表明TaqI位于VDR基因的第9號外顯子,且已被證明會影響mRNA的穩(wěn)定性,導(dǎo)致蛋白質(zhì)水平的變化[21-22]。研究同時發(fā)現(xiàn)t等位基因是骨密度降低發(fā)生的一個危險因素,等位基因t攜帶者尤其是純合子tt的人群骨密度降低發(fā)生風(fēng)險是TT純合子的1.53倍,考慮到異質(zhì)性,通過將納入的文獻(xiàn)逐一剔除后,發(fā)現(xiàn)研究的整體的異質(zhì)性及最終實驗結(jié)果并未因此而發(fā)生改變,表明本研究的研究結(jié)果相對比較可靠。盡管Taqi位點等位基因T突變?yōu)閠為同義突變,不能影響到VDR的表達(dá)水平。但很多研究發(fā)現(xiàn)VDR的基因多態(tài)性能夠影響伊班膦酸鹽、雷洛昔芬等抗骨質(zhì)疏松藥物的療效,VDR多態(tài)性可能改變BMD影響機(jī)體對鈣的攝入以及對鈣和維生素D補(bǔ)充劑和激素替代治療的響應(yīng)[23]。因此筆者推測,Taqi的等位基因t可能通過影響機(jī)體對維生素、鈣及激素的代謝參與BMD的調(diào)節(jié)功能,具體機(jī)制需要后續(xù)研究進(jìn)一步闡述。本研究內(nèi)容不可避免也存在一定程度的局限性:①納入的VDR基因位點Taqi的相關(guān)文獻(xiàn)研究信息不夠完整充足,這些都可能間接影響本文最后得出的統(tǒng)計效應(yīng)模型;②由于只納入了公開發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn),可能導(dǎo)致存在一定范圍的統(tǒng)計偏差風(fēng)險。

總之,本研究為人群VDR上的位點 Taqi多態(tài)性與BMD之間的關(guān)聯(lián)提供了一定可信的證據(jù)。通過研究表明,Taqi的t等位基因與BMD降低有關(guān)。由于本研究樣本量相對不足,導(dǎo)致研究結(jié)果應(yīng)被謹(jǐn)慎對待。隨著臨床研究越來越多以及文獻(xiàn)質(zhì)量的提升,相信可以在未來進(jìn)一步明確兩者之間的關(guān)聯(lián),這就需要更大樣本、更多中心,以及更嚴(yán)格合理的實驗設(shè)計思路。