GSTM1基因型與炎癥性腸病關(guān)系的Meta分析

陳影影，甄玲玲，費(fèi)素娟

1.徐州醫(yī)科大學(xué)研究生院，江蘇 徐州 221000；2.徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院消化內(nèi)科

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)包括克羅恩病(Crohn’s disease, CD)和潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis, UC)，是一種慢性、復(fù)發(fā)性、非特異性腸道炎性疾病，目前發(fā)病機(jī)制尚不清楚，可能與腸道菌群失調(diào)、黏膜免疫障礙、環(huán)境因素和易感基因等有關(guān)。谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(GST)在人體內(nèi)廣泛存在，除了有促進(jìn)毒物代謝的作用，還可以保護(hù)DNA免受損傷、促進(jìn)DNA修復(fù)[1]。研究[2]表明，谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶M1(GSTM1)基因型患者對(duì)化學(xué)致癌物質(zhì)的解毒能力下降，增加了個(gè)體對(duì)腫瘤及其他疾病的易感性。本研究實(shí)時(shí)評(píng)估GSTM1基因型與IBD易感性的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1檢索策略檢索PubMed、SinoMed、萬(wàn)方、維普、知網(wǎng)電子數(shù)據(jù)庫(kù)。檢索關(guān)鍵詞：谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶M1(GSTM1)；基因多態(tài)性(polymorphism)；炎癥性腸病(inflammatory bowel disease)。檢索時(shí)間：建庫(kù)至2017年7月。

1.2納入與排除標(biāo)準(zhǔn)納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)公開發(fā)表全文；(2)文章研究GSTM1基因型與IBD相關(guān)性；(3)病例對(duì)照研究，隊(duì)列研究，橫斷面研究。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)重復(fù)發(fā)表的文獻(xiàn)；(2)研究未設(shè)立對(duì)照組。

1.3數(shù)據(jù)提取及質(zhì)量評(píng)估閱讀文獻(xiàn)，提取文獻(xiàn)基本特征，包括：作者，發(fā)表年份，國(guó)家，人種，疾病類型，病例組和對(duì)照組樣本量及GSTM1基因型分布。通常，使用Hardy-Weinberg平衡(HWE)分析3種及以上單核苷酸基因多態(tài)性的分布，但我們的研究涉及兩種基因型，因此，Hardy-Weinberg平衡不被用于本研究質(zhì)量的評(píng)估。使用Newcastle-Ottawa量表(NOS)[3]評(píng)價(jià)文獻(xiàn)質(zhì)量，7～9分為高質(zhì)量文獻(xiàn)，4～6分為中等質(zhì)量，<4分為低質(zhì)量文獻(xiàn)。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用Review Manager 5.3對(duì)納入文獻(xiàn)進(jìn)行Meta分析。對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行異質(zhì)性檢驗(yàn)，P≥0.1，I2≤50%，表明異質(zhì)性較低，使用固定效應(yīng)模型。如果P<0.1，I2>50%，表明異質(zhì)性較高，使用隨機(jī)效應(yīng)模型。為尋找潛在的異質(zhì)性來(lái)源，我們對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行亞組分析及敏感性分析。計(jì)數(shù)資料采用OR作為分析統(tǒng)計(jì)量，并計(jì)算其95%CI，使用Begg漏斗圖評(píng)估發(fā)表偏倚，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1文獻(xiàn)基本特征共13篇文獻(xiàn)納入研究，包括20個(gè)研究，其中8項(xiàng)研究了GSTM1基因型與CD的相關(guān)性，12項(xiàng)研究了GSTM1基因型與UC的關(guān)系。IBD患者共4 179例，對(duì)照組8 198例。此外，13項(xiàng)研究涉及高加索人種，5項(xiàng)涉及亞洲人種，非洲人種2項(xiàng)。納入研究均使用NOS評(píng)估文獻(xiàn)質(zhì)量(見表1)。

表1 納入文獻(xiàn)基本特征及GSTM1基因型分布Tab 1 Basic characteristics of inclusive literature and distribution of GSTM1 genotypes

注：Δ:該文獻(xiàn)未給出后部分患者未納入原因。

2.2Meta分析結(jié)果

2.2.1 GSTM1基因型與IBD的相關(guān)性分析：對(duì)20項(xiàng)研究進(jìn)行Meta分析，異質(zhì)性檢驗(yàn)顯示研究之間存在異質(zhì)性(I2=82%，P<0.00001)，采用隨機(jī)效應(yīng)模型。Meta分析表明，GSTM1(-)基因型與IBD有相關(guān)性，GSTM1(-)基因型發(fā)生IBD的風(fēng)險(xiǎn)是GSTM1(+)基因型的1.32倍(OR=1.32, 95%CI: 1.09～1.61，P<0.05，見圖1)。

2.2.2 人種亞組分析結(jié)果：為分析異質(zhì)性來(lái)源，我們對(duì)納入文獻(xiàn)進(jìn)行了人種亞組分析。異質(zhì)性檢驗(yàn)顯示，高加索人(I2=46%)和亞洲人(I2=58%)的異質(zhì)性較前均降低，高加索人使用固定效應(yīng)模型進(jìn)行分析，亞洲人使用隨機(jī)效應(yīng)模型分析。結(jié)果表明，在亞洲人中，GSTM1(-)基因型患IBD的風(fēng)險(xiǎn)是GSTM1(+)基因型的2.57倍(OR=2.57, 95%CI: 1.85～3.57,P<0.05)。但高加索人GSTM1(-)基因型與IBD無(wú)明顯相關(guān)性(OR=1.03, 95%CI: 0.94～1.12,P>0.05)(見表2、圖2～3)。

2.2.3 疾病亞組分析結(jié)果：將納入研究分為UC組和CD組，對(duì)兩組進(jìn)行亞組分析。異質(zhì)性檢驗(yàn)顯示，UC組(I2=86%)與CD組(I2=54%)均存在異質(zhì)性，兩組均采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，攜帶GSTM1(-)基因型發(fā)生UC的幾率是GSTM1(+)基因型的1.46倍(OR=1.46, 95%CI: 1.09～1.96,P<0.05)。但CD與GSTM1(-)基因型無(wú)顯示明顯相關(guān)性(OR=1.09, 95%CI: 0.90～1.33,P>0.05)(見表2、圖4)。

圖1 GSTM1基因型與IBD相關(guān)性Meta分析森林圖Fig 1 Analysis of forest map of GSTM1 genotypes and IBD

圖2 GSTM1基因型與亞洲人種分析的森林圖Fig 2 Analysis of forest map of GSTM1 genotype and Asian ethnic

圖3 GSTM1基因型與高加索人種分析的森林圖Fig 3 Analysis of forest map of GSTM1 genotype and Caucasian race

圖4 GSTM1基因型與疾病亞組分析的森林圖Fig 4 Analysis of forest map of GSTM1 genotype and disease subgroup

表2 Meta分析結(jié)果Tab 2 The results of Meta analysis

注：F：固定效應(yīng)模型；R：隨機(jī)效應(yīng)模型。

2.3敏感性分析采用RevMan 5.3進(jìn)行敏感性分析，每排除一個(gè)病例-對(duì)照研究，就重新進(jìn)行Meta分析以確?？傮w結(jié)果不受任何一項(xiàng)研究的較大影響。結(jié)果顯示，在人種亞組分析中，去除吳昊等[15]的研究后，亞洲人群與對(duì)照組之間的異質(zhì)性明顯降低(I2=0)(見圖5)。

圖5 敏感性分析的森林圖Fig 5 Analysis of forest map of sensitivity

2.4發(fā)表偏倚采用RevMan 5.3繪制Begg圖，評(píng)估納入研究是否存在潛在的發(fā)表偏倚。結(jié)果顯示，納入研究的Begg圖呈基本對(duì)稱的倒漏斗形，未見明顯的不對(duì)稱，提示研究的發(fā)表偏倚較小(見圖6)。

圖6 Meta分析的Begg圖Fig 6 Begg diagram of Meta-analysis

3 討論

谷胱甘肽是人體中具有去除潛在毒物能力的保護(hù)性化合物，GST催化谷胱甘肽與各種活性氧結(jié)合并進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，維持氧化-抗氧化系統(tǒng)平衡[17-18]，GST是細(xì)胞抗損傷和抗癌的重要解毒系統(tǒng)[19]。GST根據(jù)其基因序列分為A、M、T、P亞家族，且酶系中許多成員的編碼基因具有多態(tài)性，GST基因多態(tài)性可導(dǎo)致代謝酶活性變化從而導(dǎo)致疾病。研究表明，GSTM1基因多態(tài)性與肺癌[20]、乳腺癌[21]、胃癌[22]、骨髓增生異常綜合征[23]等疾病有關(guān)。GSTM1定位于染色體1p13.3，GSTM1基因型在不同人種中的分布存在波動(dòng)[24]，非洲人為33%～48%，亞洲人為33%～63%，歐洲人為39%～62%，美國(guó)人為23%～62%。

IBD是一種多病因、異常免疫介導(dǎo)的腸道疾病，具有終身復(fù)發(fā)傾向，與環(huán)境、感染、遺傳、免疫等因素有關(guān)。尋找與IBD發(fā)生、發(fā)展相關(guān)的基因標(biāo)記十分重要，將有助于我們篩選具有遺傳易感性的群體，并采取有針對(duì)性的措施來(lái)預(yù)防IBD的發(fā)生。本研究分析了不同種族和IBD不同疾病類型的GSTM1基因型的分布。結(jié)果表明，GSTM1(-)基因型增加了IBD的易感性。此外，在亞洲人群中，GSTM1(-)基因型與IBD的發(fā)生顯著相關(guān)，但在高加索人群中，GSTM1(-)基因型與IBD患者無(wú)明顯相關(guān)性。同時(shí)，本研究表明，GSTM1(-)基因型與UC的發(fā)生密切相關(guān)，但與CD的發(fā)生無(wú)明顯相關(guān)性。

當(dāng)然，我們的研究有很多局限性。首先GSTM1、GSTA1、GSTP1、GSTT1基因多態(tài)性并不是IBD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。單獨(dú)GST基因型無(wú)法正確預(yù)測(cè)GST的確切表達(dá)；其次，IBD的發(fā)生和發(fā)展涉及基因-基因和基因-環(huán)境的相互作用，因此我們需要更多的高質(zhì)量研究來(lái)驗(yàn)證此次Meta分析的結(jié)果。

[1] DEAKIN M, ELDER J, HENDRICKSE C, et al. Glutathione S-transferase GSTT1 genotypes and susceptibility to cancer: studies of interactions with, GSTM1 in lung, oral, gastric and colorectal cancers [J]. Carcinogenesis, 1996, 17(4): 881.

[2] PINARBASI H, SILIG Y, GURELIK M. Genetic polymorphisms of GSTs and their association with primary brain tumor incidence [J]. Cancer Genet Cytogenet, 2005, 156(2): 144-149. DOI: 10.1016/j.cancergencyto.2004.04.020.

[3] STANG A. Critical evaluation of the Newcastle-Ottawa scale for the assessment of the quality of nonrandomized studies in meta-analyses [J]. Eur J Epidemiol, 2010, 25(9): 603-605. DOI: 10.1007/s10654-010-9491-z.

[4] BROEKMAN M M, BOS C, MORSCHE R H, et al. GST Theta null genotype is associated with an increased risk for ulcerative colitis: a case-control study and meta-analysis of GST Mu and GST Theta polymorphisms in inflammatory bowel disease [J]. J Hum Genet, 2014, 59(10): 575-580. DOI: 10.1038/jhg.2014.77.

[5] BUYUKGOZE O, OSMANOGLU N, ARSLAN S, et al. Association of the CYP1A1*2A, GSTT1 null, GSTM1 null, mEPHX*3, and XRCC1-399 genetic polymorphisms with ulcerative colitis [J]. Int J Colorectal Dis, 2013, 28(4): 593. DOI: 10.1007/s00384-012-1507-6.

[6] DE JONG D J, VAN DER LOGT E M, VAN SCHAIK A, et al. Genetic polymorphisms in biotransformation enzymes in Crohn’s disease: association with microsomal epoxide hydrolase [J]. Gut, 2003, 52(4): 547-551.

[7] DUNCAN H, SWAN C, GREEN J, et al. Susceptibility to ulcerative colitis and Crohn’s disease: interactions between glutathione S-transferase GSTM1 and GSTT1 genotypes [J]. Clin Chim Acta, 1995, 240(1): 53-61.

[8] ERNST A, ANDERSEN V, ?STERGAARD M, et al. Genetic variants of glutathione S-transferases μ, θ, and π display no susceptibility to inflammatory bowel disease in the Danish population [J]. Scand J Gastroenterol, 2010, 45(9): 1068-1075. DOI: 10.3109/00365521.2010.490594.

[9] 馮秀琴, 劉婉薇. 谷胱甘肽轉(zhuǎn)硫酶基因多態(tài)性與潰瘍性結(jié)腸炎的關(guān)系[J]. 寧夏醫(yī)學(xué)雜志, 2016, 38(11): 988-990. DOI: 10.13621/j.1001-5949.2016.11.0988.

FENG X Q, LIU W W. The relationship of glutathione S-transferase gene polymorphism and ulcerative colitis [J]. Ningxia Med J, 2016, 38(11): 988-990. DOI: 10.13621/j.1001-5949.2016.11.0988.

[10] HERTERVIG E, NILSSON A, SEIDEG?ED J. The expression of glutathione transferase mu in patients with inflammatory bowel disease [J]. Scand J Gastroenterol, 1994, 29(8): 729-735.

[11] KARBAN A, KRIVOY N, ELKIN H, et al. Non-Jewish Israeli IBD patients have significantly higher glutathione S-transferase GSTT1-null frequency [J]. Dig Dis Sci, 2011, 56(7): 2081-2087. DOI: 10.1007/s10620-010-1543-4.

[12] MITTAL R D, MANCHANDA P K, BID H K, et al. Analysis of polymorphisms of tumor necrosis factor-alpha and polymorphic xenobiotic metabolizing enzymes in inflammatory bowel disease: study from northern India [J]. J Gastroenterol Hepatol, 2007, 22(6): 920-924. DOI: 10.1111/j.1440-1746.2006.04538.x.

[13] SENHAJI N, KASSOGUE Y, FAHIMI M, et al. Genetic polymorphisms of multidrug resistance gene-1 (MDR1/ABCB1) and glutathione S-Transferase gene and the risk of inflammatory bowel disease among moroccan patients [J]. Mediators Inflamm, 2015: 248060. DOI: 10.1155/2015/248060.

[14] VARZARI A, DEYNEKO I V, TUDOR E, et al. Polymorphisms of glutathione S-transferase and methylenetetrahydrofolate reductase genes in Moldavian patients with ulcerative colitis: Genotype-phenotype correlation [J]. Meta Gene, 2015, 7: 76-82. DOI: 10.1016/j.mgene.2015.12.002.

[15] 吳昊, 鄭波, 王建嶂, 等. 谷胱甘肽轉(zhuǎn)硫酶基因多態(tài)性與浙江漢族潰瘍性結(jié)腸炎易感性的相關(guān)性[J]. 世界華人消化雜志, 2010, 18(26): 2780-2784.

WU H, ZHENG B, WANG J Z, et al. Relationship between genetic polymorphisms of glutathione S-transferase genes and susceptibility to ulcerative colitis in Zhejiang Han population [J]. World Chinese Journal of Digestion, 2010, 18(26): 2780- 2784.

[16] YE X, JIANG Y, WANG H, et al. Genetic polymorphisms of glutathione S-transferases are associated with ulcerative colitis in central China [J]. Cell Biochem Biophys, 2011, 60(3): 323-328. DOI: 10.1007/s12013-011-9154-z.

[17] AGRAWAL D, SHAJIL E M, MARFATIA Y S, et al. Study on the antioxidant status of vitiligo patients of different age groups in Baroda [J]. Pigment Cell Res, 2010, 17(3): 289-294. DOI: 10.1111/j.1600-0749.2004.00149.x.

[18] HAZNECI E, KARABULUT A B, ?ZTüRK M D, et al. A comparative study of superoxide dismutase, catalase, and glutathione peroxidase activities and nitrate levels in vitiligo patients [J]. Int J Dermatol, 2005, 44(8): 636-640. DOI: 10.1111/j.1365-4632.2004.02027.x.

[19] FEDETS O M. Structure and functions of glutathione transferases [J]. Ukr Biochem J, 2014, 86(3): 23-32.

[20] NAZAR-STEWART V, VAUGHAN T L, STAPLETON P, et al. A population-based study of glutathione S-transferase M1, T1 and P1 genotypes and risk for lung cancer [J]. Lung Cancer, 2003, 40(3): 247-258.

[21] AMBROSONE C B, SWEENEY C, COLES B F, et al. Polymorphisms in glutathione S-transferases (GSTM1 and GSTT1) and survival after treatment for breast cancer [J]. Cancer Res, 2001, 61(19): 7130-7135.

[22] TAMER L, ATEN A, ATEC, et al. Glutathione S-transferase M1, T1 and P1 genetic polymorphisms, cigarette smoking and gastric cancer risk [J]. Cell Biochem Funct, 2005, 23(4): 267-272. DOI: 10.1002/cbf.1148.

[23] TSABOURI S E, GEORGIOU I, ALAMANOS I, et al. Increased prevalence of GSTM (1) null genotype in patients with myelodysplastic syndrome: a case-control study [J]. Acta Haematologica, 2000, 104(4): 169-173. DOI: 10.1159/000046510.

[24] COTTON S C, SHARP L, LITTLE J, et al. Glutathione S-transferase polymorphisms and colorectal cancer: a HuGE review [J]. Am J Epidemiol, 2000, 151(1): 7-32.