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)是最常見的呼吸系統(tǒng)疾病之一，以不完全可逆、進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，而且給家庭和社會帶來沉重的經濟負擔[2]。COPD的病因較為復雜，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確切的危險因素，但是大部分COPD患者的病因并不能用吸煙來解釋[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]。隨著基因測序技術的發(fā)展，很多基因及大量的單核苷酸多態(tài)性都被報道與COPD的發(fā)生相關[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信號通路在包括肺在內的多種器官的形成過程中發(fā)揮著重要作用[7- 8]。自從Pillai等[9]報道了HHIP 基因rs13118928單核苷酸多態(tài)性與COPD的相關性以來，研究人員相繼在不同人群中開展了類似研究，但是得到的結果并不一致。本文將對現(xiàn)有的研究成果進行薈萃分析，以期得到更加真實可靠的結果。

資料與方法

一、檢索策略

系統(tǒng)檢索PubMed、Web of Science、EMBASE、中國知網(wǎng)和萬方五個電子數(shù)據(jù)庫。檢索關鍵詞為“Polymorphism”、“HHIP”和“COPD”。語種不限，檢索時間設定為建庫到2018年1月5日。此步驟由兩位作者獨立完成。

二、納入和排除標準

納入標準：病例-對照研究；病例組符合COPD的診斷標準；文獻能獲得全文，并且提供病例組和對照組的樣本量和基因型頻率；原始文獻研究內容必須涉及rs13118928；納入文章必須是同行評審的論文；重復發(fā)表的文獻，納入最新發(fā)表的研究。動物研究、會議摘要、綜述及病例系列報道等需要被排除。

三、文獻篩選和信息提取

按照預先制定的納入和排除標準，兩位作者分別獨立完成文獻的篩選。確定文獻符合要求后，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照組的基因頻率分布。此過程中如果遇到分歧，由兩位作者共同商討解決。

四、方法學質量評價

兩位作者分別利用紐卡斯爾-渥太華量表(Newcastle-Ottawa Scale, NOS)評價標準對納入文獻的質量進行評估。NOS采用星級評價標準，由人群選擇、病例組和對照組的可比性、暴露因素的測量3個欄目構成，包括8個條目，共9顆星[10]。當納入文獻≥5顆星時，可視為質量較高。計算納入文獻中的對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，則表明對照組不符合HWE。在質量評估過程中如有分歧，通過商討解決。

五、統(tǒng)計學分析

利用RevMan5.3軟件進行統(tǒng)計學分析。分別計算出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行亞組分析。用I2檢驗來評估納入研究之間的異質性：當P≥0.1，I2<50%時，表明異質性較小，采用固定效應模型(M-H, Fixed-effect model)；反之，則采用隨機效應模型(M-H, Random-effect model)[12]。

六、敏感性分析和發(fā)表偏倚評估

通過逐一去除各項研究的方式來檢測研究結果的敏感性。利用漏斗圖法來評估研究的發(fā)表偏倚。

結 果

一、文獻檢索結果

通過對5個電子數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)檢索，共得到173篇相關文獻，其中32篇來自PubMed，60篇來自EMBASE，42篇來自Web of Science，5篇來自中國知網(wǎng)，54篇來自萬方數(shù)據(jù)庫。去除90篇重復文獻后剩下83篇。通過閱讀題目和摘要，剔除了72篇明顯不相關的文獻，剩余11篇文獻。通過閱讀全文，發(fā)現(xiàn)有4篇文獻未提供基因型和基因頻率，將其排除。最終獲得了7篇[13-19]高質量文獻。

二、納入文獻的基本特征

納入的7篇文獻包括6篇[14-19]英文和1篇[13]中文。其中的5項[13-15, 17, 18]研究在中國實施，1項[16]在俄羅斯實施，另外1項在荷蘭[19]實施。7項研究共包括5 157個COPD患者和9 768個健康對照者。其中Xie等[17]的研究包括3項獨立的研究，Xu等[15]的研究包括2項分別在中國漢族和蒙古族中實施的獨立研究。需要指出的是Xu等[15]的第一項研究和Korytina等[16]的研究不符合HWE。納入文獻的基本特征見表1。根據(jù)NOS評價標準，納入的每項研究至少得到了5顆星，均為高質量研究。質量評估結果，見表2。

三、薈萃分析和亞組分析結果

由于在Avs. G，AAvs. GG和AAvs. AG+GG三種遺傳模型下，各項研究之間的異質性較小(I2分別為0，21%，0)，所以采用固定效應模型。AGvs. GG和AA+AGvs. GG模型下，研究之間的異質性較大(I2分別為63%，52%)，采用隨機效應模型進行分析。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性，具體為：Avs. G，OR=1.14，95%CI，1.08～1.20，P<0.001，見圖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無顯著的相關性外，其余幾種遺傳模型下均存在顯著的相關性。具體的薈萃分析結果，見圖1，表3。

四、敏感性分析及發(fā)表偏倚評估

排除Korytina等[16]和Xie等[17]這兩項不符合HWE的研究后，結果無明顯變化，所以本研究未將這兩項研究剔除。此外，在逐一排除其余各項研究后，整體的效應值和可信區(qū)間也無顯著改變，表明研究結果具有良好的穩(wěn)定性。漏斗圖近似對稱，見圖2，未檢測到明顯的發(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果

圖2 等位基因模型下的漏斗圖結果

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)紐卡斯爾-渥太華量表的評估結果

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果

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

討 論

本文通過整合現(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)計學關聯(lián)。具體來說，rs13118928位點的A等位基因和AA基因型攜帶者表現(xiàn)出較高的COPD易感性。亞組分析結果顯示，除了個別遺傳模型，rs13118928多態(tài)性與COPD關聯(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位點外，與COPD相關的HHIP基因多態(tài)性位點還包括rs13141641和rs1828591[9, 20-22]。但由于多數(shù)涉及這兩個位點的研究未提供等位基因和基因型頻率，所以本文未對這兩個位點進行薈萃分析。

COPD的發(fā)病機制十分復雜，機體的內在因素和外在環(huán)境因素共同促進其發(fā)生[23]?；蜃鳛橐环N內在因素，在COPD的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用。HHIP基因編碼的同名跨膜糖蛋白是一種內源性音猬因子拮抗劑[24]。音猬因子信號通路廣泛參與胚胎發(fā)育、慢性炎癥及腫瘤生成等過程。由HHIP調控的音猬因子信號通路還在肺的發(fā)育，特別是早期支氣管的生成過程中發(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在出生后數(shù)小時內因呼吸衰竭而死亡[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水平的表達均明顯降低。Kim等[25]也得到了與Zhou等相似的研究結果。HHIP蛋白結構的改變還能夠影響肺的發(fā)育及自我修復[26]。這些研究均表明HHIP對維持正常肺功能有重要作用。

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

盡管本文對現(xiàn)有的研究結果進行了合并，擴大了總體的樣本量，但是仍存在一些局限性：第一，納入文獻的研究對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，本文只對三個英文數(shù)據(jù)庫和兩個中文數(shù)據(jù)庫進行了系統(tǒng)檢索，以其他語種發(fā)表及收錄在其他數(shù)據(jù)庫的文獻，無法被納入，可能存在一定的發(fā)表偏倚[30]；第三，納入的研究并沒有按照吸煙狀況、年齡及性別等因素進行分層分析，因此不能消除這些因素對研究結果的影響。第四，本文只對HHIP基因的單一位點進行了分析，而位點與位點之間、基因與基因之間、基因與環(huán)境之間的相關作用不能被控制，這也可能導致研究結果偏離真實情況。

綜上所述，本文結果表明HHIP基因rs13118928單核苷酸多態(tài)性與COPD易感性有顯著的相關性。考慮到本文存在的缺陷，還需要在不同地區(qū)、不同人種中開展大樣本的研究進一步驗證本文的結果。