SOD基因多態(tài)性與COPD易感性的Meta分析

王在川 華琳

摘 要：目的 系統(tǒng)評價(jià)SOD中SOD1 +35A/C，SOD2 Val 16 Ala，SOD3 R213G基因多態(tài)性與慢性阻塞性肺疾病的相關(guān)性。方法 檢索CBM、CNKI、萬方、VIP、EmBase和PubMed等中英文數(shù)據(jù)庫，收集上述基因多態(tài)性與COPD的關(guān)系。采用Stata 12.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以病例組和對照組基因型分布比值比及其95%可信區(qū)間（95%CI）表示其關(guān)聯(lián)強(qiáng)度。結(jié)果 共納入研究11項(xiàng)，其中病例組5915例，對照組96831例。Meta分析結(jié)果顯示，SOD1 +35A/C（CA vsAA：OR：1.31；95%CI：0.88～1.95）、SOD2 Val 16 Ala （TC vsTT： OR：1.31；95%CI：0.88～1.95；CC vsTT：OR：0.93；95%CI：0.68～1.28）、SOD3 R213G （CA vsAA：OR，0.98；95%CI：0.63～1.53）基因多態(tài)性可能與COPD易感性無關(guān)，SOD3 R213G相關(guān)研究異質(zhì)性較大（I2=68.8%），分組分析結(jié)果顯示異質(zhì)性主要來自于吸煙人群中。結(jié)論 SOD1 +35A/C，SOD2 Val 16 Ala，SOD3 R213G基因多態(tài)性可能與COPD易感性無關(guān)，但在吸煙人群中SOD3 R213G多態(tài)性對COPD的影響需更多大樣本的研究進(jìn)一步證實(shí)。

關(guān)鍵詞：超氧化物歧化酶；慢性阻塞性肺疾??；基因多態(tài)性；Meta分析

中圖分類號：R563.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.17.018

文章編號：1006-1959（2018）17-0057-06

Abstract：Objective To assess the SOD SOD1+35A/C，SOD2 Val 16 Ala，SOD3 R213G polymorphisms and chronic obstructive pulmonary disease relevance.Methods Chinese and English databases such as CBM，CNKI，Wanfang，VIP，EmBase and PubMed were searched to collect the relationship between the above gene polymorphisms and COPD.Statistical analysis was performed using Stata 12.0 software，and the correlation strength between the case group and the control group genotype distribution ratio and its 95% confidence interval（95%CI）.Results A total of 11 studies were included，of which 5915 were in the case group and 96831 in the control group.Meta-analysis results showed that SOD1+35A/C（CA vsAA：OR：1.31；95%CI：0.88～1.95），SOD2 Val 16 Ala（TC vsTT：OR： 1.31；95%CI：0.88～1.95；CC vsTT：OR：0.93；95%CI：0.68～1.28），the polymorphism of SOD3 R213G（CA vsAA：OR，0.98；95%CI：0.63～1.53）may not be related to the susceptibility to COPD，and the heterogeneity of SOD3 R213G correlation study is large（I2=68.8%）.The results of the group analysis showed that the heterogeneity mainly came from the smoking population.Conclusion The SOD1 +35A/C， SOD2 Val 16 Ala，SOD3 R213G gene polymorphism may be unrelated to the susceptibility to COPD，but the effect of SOD3 R213G polymorphism on COPD in smokers requires further studies.

Key words：Superoxide dismutase；Chronic obstructive pulmonary disease；Gene polymorphism；Meta-analysis

慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease， COPD）是一種以進(jìn)行性發(fā)展的氣流受限為特征的疾病[1]，至2020年，將在全球死亡原因中位居第三位，在全球疾病經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)中位居第五位。COPD的發(fā)生、發(fā)展過程與慢性氣道炎癥、氧化物/抗氧化物失衡、蛋白酶/抗蛋白酶失衡、自身免疫、細(xì)胞凋亡等多種機(jī)制相關(guān)[2]。除少數(shù)因素（如SERPINA1基因、吸煙等）已被完全確認(rèn)為COPD的危險(xiǎn)因素外，其他可能的危險(xiǎn)因素如職業(yè)暴露、空氣污染，遺傳因素等仍需進(jìn)一步探究[3]。影響COPD的遺傳因素較為復(fù)雜，包括氣道炎癥、蛋白酶失衡、氧化應(yīng)激等多方面相關(guān)基因[4]。

機(jī)體的氧化/抗氧化平衡失調(diào)是造成COPD的重要原因之一[5]。超氧化物歧化酶（superoxide dismutase， SOD）是一種能夠催化過氧化物進(jìn)行歧化反應(yīng)的酶，是生物體內(nèi)最重要的自由基清除劑，與肌萎性脊髓側(cè)索硬化癥、唐氏綜合征、動(dòng)脈粥樣硬化等疾病緊密關(guān)聯(lián)[6]。SOD在哺乳動(dòng)物的細(xì)胞中有三種存在形式：胞漿銅鋅超氧化物歧化酶（Cu/Zn superoxide dismutase，SOD1）、線粒體錳超氧化物歧化酶（manganese superoxide dismutase，SOD2）、細(xì)胞外超氧化物歧化酶（extracellular superoxide dismutase，SOD3）。目前已有多篇研究涉及SOD基因多態(tài)性與COPD易感性之間的聯(lián)系，但由于種族、地域的差異及單個(gè)樣本量不足的影響，各研究之間存在較大的爭議。本研究采用Meta分析的方法對國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行定量分析，探討超氧化物歧化酶基因多態(tài)性與慢性阻塞性肺疾病發(fā)生的相關(guān)性。

1資料與方法

1.1文獻(xiàn)檢索 計(jì)算機(jī)檢索中國生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)服務(wù)系統(tǒng)、中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫、維普數(shù)據(jù)庫、EmBase和PubMed數(shù)據(jù)庫，檢索時(shí)限均為從建庫至2018年4月。中文檢索詞包括：慢性阻塞性肺疾病、超氧化物歧化酶、基因多態(tài)性等，英文檢索詞包括：chronic obstructive pulmonary disease、COPD、superoxide dismutase、SOD、variant、polymorphism。

1.2納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1納入標(biāo)準(zhǔn) ①關(guān)于SOD基因多態(tài)性與COPD相關(guān)性的中文、英文病例對照研究；②研究報(bào)告可直接或間接提供優(yōu)勢比（odds ratio， OR）及其95%置信區(qū)間（95%CI）；③研究對象為人類；④對照組為同期健康人群。

1.2.2排除標(biāo)準(zhǔn) ①原始文獻(xiàn)未涉及SOD基因多態(tài)性與COPD相關(guān)性的研究；②不能得到完整數(shù)據(jù)的文獻(xiàn)；③重復(fù)發(fā)表的文獻(xiàn)；④研究對象為動(dòng)物；⑤綜述或摘要文章。

1.3數(shù)據(jù)提取與質(zhì)量評價(jià) 兩名研究者獨(dú)立對文獻(xiàn)的研究數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，如出現(xiàn)不一致意見由兩名研究者協(xié)商解決。根據(jù)納入與排除標(biāo)準(zhǔn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選后，提取各納入研究的基本數(shù)據(jù)，包括第一作者、發(fā)表時(shí)間、研究對象所在地區(qū)、種族、基因分型和哈迪-溫伯格遺傳平衡（hardy-weinberg equilibrium，HWE） P值等。采用紐卡斯?fàn)?渥太華文獻(xiàn)質(zhì)量評價(jià)量表（newcastle-ottawa scale， NOS）進(jìn)行文獻(xiàn)質(zhì)量評估，≥6分為高質(zhì)量文獻(xiàn)。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用Stata 12.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，若納入的研究無統(tǒng)計(jì)學(xué)異質(zhì)性（I2<50%），采用固定效應(yīng)模型進(jìn)行合并分析，若納入的研究有統(tǒng)計(jì)學(xué)異質(zhì)性（I2>50%），采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行合并分析。采用OR值及其95%CI評估SOD基因多態(tài)性與COPD的相關(guān)性，以P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以O(shè)R值自然對數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤為橫坐標(biāo)，OR值的自然對數(shù)為縱坐標(biāo)，繪制漏斗圖，運(yùn)用Begg's檢驗(yàn)評估發(fā)表偏倚。

2結(jié)果

2.1檢索結(jié)果 初檢出文獻(xiàn)125篇，剔除重復(fù)文獻(xiàn)42篇，進(jìn)一步閱讀全文排除不符合納入標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)67篇，發(fā)現(xiàn)研究的基因位點(diǎn)集中于SOD1+35A/C （rs2234694），SOD2 Val 16 Ala（rs4880），SOD3 R213G（rs1799895）。排除不包含以上三種基因分型及無法提取相關(guān)數(shù)據(jù)的文獻(xiàn)，最終納入符合標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)共11篇[7-17]。其中SOD1+35A/C共4篇[8， 10， 15， 17]，SOD2 Val 16 Ala共7篇[7， 8， 11， 13-15， 17]，SOD3 R213G共8篇[8， 11-15， 17]。研究的基本特征及基因分型，見表1。

2.2 Meta分析

2.2.1 SOD1 +35A/C基因位點(diǎn) 因樣本中突變純合子個(gè)體較少，故僅進(jìn)行 CA vs AA分析。異質(zhì)性檢驗(yàn)結(jié)果顯示，各研究結(jié)果無異質(zhì)性（I2=0.7%），故采用固定效應(yīng)模型分析，基因型CA vs AA多態(tài)性與COPD不存在相關(guān)性（OR：1.31；95%CI：0.88～1.95），見圖1。

2.2.2 SOD2 Val 16 Ala基因位點(diǎn) ①TC vs TT：各研究結(jié)果存在異質(zhì)性（I2=6.9%），故采用固定效應(yīng)模型分析，基因型TC vs TT多態(tài)性與COPD不存在相關(guān)性（OR：1.31；95%CI：0.88～1.95），見圖2。②CC vs TT：各研究結(jié)果存在異質(zhì)性（I2=55.3%），對各研究逐一剔除后分析發(fā)現(xiàn)Pietras[14]等的研究對異質(zhì)性影響較大（剔除后I2=0）。進(jìn)一步分析后發(fā)現(xiàn)其對照組存在一定的抽樣偏差（HWE P=0.057）且NOS評分偏低，故最終予以剔除。剔除后采用固定效應(yīng)模型分析，結(jié)果顯示，基因型CC vs TT多態(tài)性與COPD不存在相關(guān)性（OR：0.93；95%CI：0.68～1.28），見圖3。

2.2.3 SOD3 R213G基因位點(diǎn) 因樣本中突變純合子個(gè)體較少，故僅進(jìn)行 CA vs AA分析，異質(zhì)性檢驗(yàn)結(jié)果顯示，各研究結(jié)果存在異質(zhì)性（I2=68.8%），故采用隨機(jī)效應(yīng)模型分析，基因型CA vs AA多態(tài)性與COPD不存在相關(guān)性（OR：0.98；95%CI：0.63～1.53），見圖4。

部分研究顯示，CA基因型在吸煙人群中顯現(xiàn)出保護(hù)作用，故對是否吸煙進(jìn)行分層分析，共有4個(gè)研究提供了不吸煙者數(shù)據(jù)，5個(gè)研究提供了吸煙者數(shù)據(jù)。采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行合并分析，非吸煙組不存在異質(zhì)性（I2=0.0%），吸煙組存在異質(zhì)性（I2=76.6%）。在非吸煙組中，基因型CAvs AA多態(tài)性與COPD不存在相關(guān)性（OR：1.11；95%CI：0.24～2.94）；在吸煙組中，雜合子可能是COPD的保護(hù)因素，但結(jié)果不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（OR：0.57；95%CI：0.29～1.12），見圖5。

2.3發(fā)表偏倚評估 通過Begg's法檢驗(yàn)發(fā)表偏倚，結(jié)果顯示：SOD1 +35A/C CA vs AA：P=0.308， Val 16 Ala TC vs TT： P=0.452； CC vs TT： P=0.133， SOD3 R213G CA vs AA： P=0.536，未見明顯發(fā)表偏倚。

2.4敏感性分析 采用逐一剔除的方法進(jìn)行敏感性分析，結(jié)果顯示，剔除任一項(xiàng)研究后結(jié)果均與原有結(jié)果相似，提示Meta分析結(jié)果較為穩(wěn)健。

3討論

+35A/C是SOD1外顯子3/內(nèi)含子3附近的一個(gè)基因位點(diǎn)，AA基因型的人群具有更高的SOD1酶活性。SOD2信號序列16位的Ala被Val取代可引起α-螺旋結(jié)構(gòu)變?yōu)棣?片層結(jié)構(gòu)，喪失其兩親性，不利于其轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體發(fā)揮生物學(xué)活性。Kang SW等的薈萃分析結(jié)果顯示，Val 16 Ala多態(tài)性與肺癌等多項(xiàng)癌癥的發(fā)展相關(guān)[18]。本研究通過對+35A/C和Val 16 Ala兩個(gè)基因位點(diǎn)進(jìn)行Meta分析，結(jié)果表明其基因型頻率在COPD組和對照組中均無顯著差異，研究異質(zhì)性較好。提示SOD1和SOD2活性在慢性阻塞性肺疾病的發(fā)展過程中可能影響輕微。

SOD3是細(xì)胞外超氧化物陰離子和自由基等的主要清除劑。從各種動(dòng)物模型觀察到的數(shù)據(jù)表明，SOD3通過促進(jìn)細(xì)胞存活和增殖，維持正常的組織內(nèi)穩(wěn)態(tài)[19]。SOD3基因在肺中高度表達(dá)，通過控制氧化應(yīng)激和炎癥以及調(diào)節(jié)氣道的氧化還原穩(wěn)態(tài)發(fā)揮重要的保護(hù)作用[20]。SOD3 C端有一個(gè)細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)合區(qū)域，對帶有負(fù)電荷的分子如肝素具有較強(qiáng)的親和力，故稱肝素結(jié)合區(qū)。肝素結(jié)合區(qū)213位Gly被Arg取代可降低SOD3與肝素的親和力，引起SOD3從內(nèi)皮細(xì)胞表面和結(jié)締組織基質(zhì)向血漿遷移。CG基因型血漿中SOD3濃度較CC基因型可有5～10倍升高[9， 17]，GG基因型血漿SOD3濃度可有30倍升高[9]。但這種改變對COPD是一種保護(hù)因素抑或是一種危險(xiǎn)因素，現(xiàn)有的研究結(jié)果有一定的分歧。夏大慶等認(rèn)為，血清中的SOD3具有更高的活性，213位Gly促進(jìn)SOD3轉(zhuǎn)移到血清中，同時(shí)可以幫助SOD3抵抗蛋白酶水解以延長其半衰期，是COPD的保護(hù)因素[17]。而魏明霞等則認(rèn)為這種基因多態(tài)性使SOD3不能在細(xì)胞外基質(zhì)發(fā)揮抗氧化作用，是COPD的危險(xiǎn)因素[16]。該基因位點(diǎn)的突變對肺組織的影響尚不清楚。

Meta分析結(jié)果顯示，R213G 基因多態(tài)性與COPD無關(guān)，但研究異質(zhì)性較大。可能在不同的種族、地域中，R213G 基因多態(tài)性對機(jī)體的影響差異較大。Juul K[9]等觀測到雜合子基因型血清SOD3濃度有10倍增高，夏大慶[17]僅觀測到5倍增高，而周倩倩[21]在戒煙干預(yù)研究中，發(fā)現(xiàn)雜合子血清SOD3濃度與野生型不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。由此可見，該基因多態(tài)性對不同人群的影響存在較大差異。

吸煙是COPD發(fā)病的重要危險(xiǎn)因素之一[22]。每卷香煙煙霧中含有多達(dá)10～15個(gè)自由基分子。吸煙會(huì)增加肺部氧化應(yīng)激，增加炎性細(xì)胞因子，引起肺部炎癥細(xì)胞的募集，耗盡抗氧化劑防御并傷害肺細(xì)胞。這種氧化應(yīng)激被認(rèn)為是暴露于吸煙后發(fā)生COPD的基礎(chǔ)[23]。肺有多條防線可以防止氧化劑、污染物和刺激物，如香煙煙霧。一個(gè)重要的防線是生產(chǎn)抗氧化酶，如超氧化物歧化酶等。對是否吸煙的分層分析結(jié)果顯示，R213G基因位點(diǎn)的異質(zhì)性主要來源在吸煙組中。在非吸煙組中，R213G基因多態(tài)性可能與COPD無關(guān)。在吸煙組中，雖然統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)傾向于雜合子是COPD的保護(hù)因素，但由于兩個(gè)認(rèn)為雜合子是危險(xiǎn)因素的研究沒有被納入分層分析，因此，在吸煙人群中，R213G 基因多態(tài)性與COPD的關(guān)系有待進(jìn)一步研究。

除了納入研究的三個(gè)基因位點(diǎn)外，SOD2 G5744A、SOD3 E1和I1等基因位點(diǎn)也被報(bào)道與COPD易感性有關(guān)。但涉及這些基因位點(diǎn)的病例對照研究過少（n≤2），故未進(jìn)行Meta分析。

本研究采用依次剔除單個(gè)文獻(xiàn)后的Meta分析結(jié)果進(jìn)行敏感性分析，剔除單個(gè)文獻(xiàn)后并未對效應(yīng)量產(chǎn)生明顯影響；采用Bgger's回歸分析發(fā)現(xiàn)Meta分析結(jié)果未有明顯發(fā)表偏倚，提示Meta分析結(jié)果較為可靠。但本研究仍有如下不足之處：①納入文獻(xiàn)的樣本量較小，且R213G基因多態(tài)性相關(guān)研究的異質(zhì)性較大，不足以反映整體水平；②COPD的發(fā)生與發(fā)展受到遺傳與環(huán)境因素的多重影響，本研究僅對SOD3 R213G基因多態(tài)性與吸煙因素的交互作用進(jìn)行分析，未能探討更多因素之間的交互作用。

綜上所述，SOD1 +35A/C、SOD2 Val 16 Ala、SOD3 R213G基因多態(tài)性與COPD易感性無關(guān)，但在吸煙人群中，SOD3 R213G基因多態(tài)性研究的異質(zhì)性較大，該基因位點(diǎn)的突變對肺部可能有較為復(fù)雜的影響機(jī)制，尚需要更深入的研究。

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收稿日期：2018-6-6；修回日期：2018-6-16

編輯/李樺