12種LncRNA對(duì)心力衰竭及其相關(guān)病因診斷價(jià)值的Meta分析

彭啟龍，林碧秀，譚 露，王 萍，邱漢波，黃修解

從全球疾病負(fù)擔(dān)著眼，心血管疾病(cardiovascular diseases，CVDs)始終占人類(lèi)疾病負(fù)擔(dān)的主要組成部分，是直接或間接的主要死因[1]。報(bào)告顯示，包含1 550萬(wàn)例冠心病、心力衰竭病人在內(nèi)的中國(guó)CVDs病人已達(dá)到2.9億例，且死亡率和患病率一直升高，居民因CVDs的致死率遠(yuǎn)超腫瘤等其他疾病，占四分之一左右[2]。就中國(guó)疾病負(fù)擔(dān)而言，在各種CVDs進(jìn)展過(guò)程失代償期的心力衰竭，被衛(wèi)生行政部門(mén)列入亟待解決的清單中[3]，也是全球慢性CVDs防治的重要部分。近年來(lái)，有關(guān)心力衰竭發(fā)生機(jī)制已發(fā)展至基因水平研究，為臨床診治提供了新靶點(diǎn)和新思路[4]。此外，對(duì)心臟表觀遺傳學(xué)研究方法也日漸深入[5]。

被轉(zhuǎn)錄成RNA的在人類(lèi)基因組DNA中占90%以上，其中具備蛋白質(zhì)編碼能力的則僅占2%左右，而非編碼RNA(ncRNA)占絕大多數(shù)，ncRNA可分為環(huán)狀RNA、microRNA(miRNA或miRs)和其他小RNA(包括tRNA、5S和5.8S核糖體RNA、小核RNA和piRNA)、長(zhǎng)鏈非編碼RNA(LncRNA)。轉(zhuǎn)錄本含有不少于200個(gè)核苷酸且自身不具備編碼蛋白功能的LncRNA占ncRNA類(lèi)別的80%左右。在經(jīng)歷從一代到高通量測(cè)序的歷程中，也逐漸擺脫了早期有關(guān)研究[6-9]認(rèn)為L(zhǎng)ncRNA在轉(zhuǎn)錄中不起作用且是噪音的論斷，并揭示了LncRNA具有與mRNA趨同的展示調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄、內(nèi)含子外顯子剪接、組織特定環(huán)境中的表達(dá)方式等功能，還能通過(guò)與剪接因子相互作用改變mRNA剪接，通過(guò)染色質(zhì)重塑蛋白實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)表觀遺傳，促進(jìn)或者阻斷轉(zhuǎn)錄因子影響基因表達(dá)水平等獨(dú)特功能[10-11]。有研究表明，LncRNA的差異表達(dá)與人類(lèi)心血管疾病存在相關(guān)性，LncRNA參與調(diào)控心臟病理性肥大、血管疾病、動(dòng)脈粥樣硬化、血脂異常等信號(hào)通路[12]。

有研究揭示了B型利鈉肽(BNP)與尿路上皮癌相關(guān)分子1(UCA1)結(jié)合診斷慢性心力衰竭(CHF)的準(zhǔn)確性并未明顯增加。動(dòng)物模型、臨床研究已證實(shí)LncRNA與心力衰竭疾病進(jìn)展緊密相連[13]。精準(zhǔn)化醫(yī)療時(shí)代在心力衰竭診斷、危險(xiǎn)分層、治療等方面運(yùn)用LncRNA具備極大價(jià)值[14-15]。人體內(nèi)例如血液等體液中，LncRNA能以游離核酸形式檢測(cè)到，因其二級(jí)結(jié)構(gòu)在該環(huán)境中相對(duì)穩(wěn)定[16]。臨床上目前最常用于診斷心力衰竭的生物標(biāo)志物有血漿N末端B型利鈉肽(NT-proBNP)、BNP、C反應(yīng)蛋白(CRP)等[17]。但這些生物標(biāo)志物在伴其他疾病時(shí)同樣升高，這使得早期心力衰竭未受到重視，而發(fā)展到失代償期后，才靠臨床癥狀去診斷[18]，因此，尋找敏感度(sensitivity，Sen)、特異度(specificity，Spe)更高、更早期的心力衰竭標(biāo)志物顯得尤其重要。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：①?lài)?guó)內(nèi)外開(kāi)放的數(shù)據(jù)庫(kù)中已經(jīng)發(fā)表的關(guān)于LncRNA對(duì)心力衰竭診斷價(jià)值的病例-對(duì)照研究；②研究主體為臨床確診為心力衰竭的病人；③評(píng)價(jià)指標(biāo)包括Spe、Sen、綜合受試者工作特征(SROC)曲線下面積(AUC)和95%置信區(qū)間(CI)等；④未考慮年齡、性別和種族；⑤不考慮語(yǔ)言。排除標(biāo)準(zhǔn)：①原始研究未設(shè)置對(duì)照組；②試驗(yàn)標(biāo)本不是取自人類(lèi)；③綜述、會(huì)議摘要等無(wú)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的文獻(xiàn)。

1.2 檢索策略 檢索PubMed、the Cochrane Library、EMbase、Ovid、中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方、維普、CBMdisc中LncRNA診斷心力衰竭的文獻(xiàn)。由2名研究員分別進(jìn)行檢索，按照其納入與排除標(biāo)準(zhǔn)，在閱讀文獻(xiàn)的題目、摘要時(shí)篩選，必要時(shí)則閱讀全文，意見(jiàn)有分歧時(shí)由第3名研究者進(jìn)行判斷。對(duì)高質(zhì)量文獻(xiàn)涉及文獻(xiàn)進(jìn)行手工檢索。經(jīng)文獻(xiàn)提供的網(wǎng)站補(bǔ)充材料信息、郵箱詢(xún)問(wèn)索取資料的爭(zhēng)議文獻(xiàn)給予剔除。檢索方式如下：

以PubMed為例：

("Heart Failure"[MeSH]) AND "RNA，Long Noncoding"[MeSH]

以Cochrane Library為例：

'heart failure'：ab，ti AND LncRNA：ab，ti

以EMbase為例：

'heart failure'：ab，ti AND lncRNA：ab，ti

以O(shè)vidsp Multi-Field Search為例：

(LncRNA and heart failure).ab.

以知網(wǎng)、萬(wàn)方、維普、CBMdisc為例：

#1 心力衰竭

#2 心衰

#3 #1 or #2

#4 long non-coding RNA

#5 LncRNA

#6 #4 or #5

1.3 數(shù)據(jù)提取和質(zhì)量評(píng)價(jià) 由2名研究人員獨(dú)立從納入文獻(xiàn)中提煉包含作者、文獻(xiàn)時(shí)間、樣本量、Spe、Sen、真陽(yáng)性數(shù)(true positive，TP)、假陽(yáng)性數(shù)(false positive，F(xiàn)P)、真陰性數(shù)(true negative，TN)和假陰性數(shù)(false negative，F(xiàn)N)、SROC AUC等評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。2名研究人員逐一參照QUADAS-2質(zhì)量評(píng)價(jià)細(xì)則，進(jìn)行文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)估[19]。關(guān)于僅有ROC曲線和AUC值的文獻(xiàn)按照?qǐng)D1進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，并通過(guò)文獻(xiàn)核對(duì)準(zhǔn)確后納入。并按照表1進(jìn)行數(shù)值計(jì)算[20-21]。

表1 診斷性試驗(yàn)的四格表

圖1 根據(jù)ROC曲線、AUC數(shù)據(jù)挖掘流程圖

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用MetaDisc 1.4、Review Manager 5.3等統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，綜合分析LncRNA診斷心力衰竭的診斷效能。提取最終納入文獻(xiàn)的FP、TP、FN、TN，對(duì)Spe、Sen、診斷比值比(DOR)、PLR、NLR、AUC，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)匯總來(lái)驗(yàn)證LncRNA的診斷價(jià)值，并繪制匯總后SROC曲線，提取SROC AUC及Q檢驗(yàn)指數(shù)。采用χ2檢驗(yàn)分析納入研究的異質(zhì)性，I2用于檢驗(yàn)異質(zhì)性大小。當(dāng)I2>50%或P<0.05，表明研究結(jié)果之間異質(zhì)性較大，則應(yīng)用隨機(jī)效應(yīng)模型；當(dāng)I2<50%或P>0.05，提示研究結(jié)果之間異質(zhì)性較小，則采取固定效應(yīng)模型。檢驗(yàn)水準(zhǔn)為α=0.05。

2 結(jié) 果

2.1 文獻(xiàn)檢索及納入研究的基本特征、質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果 利用布爾邏輯運(yùn)算，共檢索到381篇相關(guān)文獻(xiàn)，采用EndNote軟件按納入與排除標(biāo)準(zhǔn)對(duì)標(biāo)題、摘要、材料與方法學(xué)及全文逐步篩選，最終滿(mǎn)足Meta分析的有10篇文獻(xiàn)[22-31]，涉及12種LncRNA，包括UCA1、H19、LIPCAR、NRON、MHRT、CoroMarker、ENST00000507296、XIST、ENST00000532365、ENST00000504882、AF118081等。文獻(xiàn)檢索流程見(jiàn)圖2，納入文獻(xiàn)的一般情況見(jiàn)表2，文獻(xiàn)資料提取和軟件處理后數(shù)據(jù)匯總見(jiàn)表3，采用QUADAS-2質(zhì)量評(píng)價(jià)對(duì)偏倚風(fēng)險(xiǎn)、文獻(xiàn)質(zhì)量、適用性進(jìn)行評(píng)價(jià)，詳見(jiàn)表4、圖3、圖4。

圖2 文獻(xiàn)篩選流程圖

表2 納入文獻(xiàn)基本信息

表3 納入文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)匯總

表4 QUADAS-2 質(zhì)量評(píng)價(jià)表

圖3 偏倚風(fēng)險(xiǎn)和適用性問(wèn)題比例圖

圖4 偏倚風(fēng)險(xiǎn)和適用性問(wèn)題偏倚風(fēng)險(xiǎn)總結(jié)

2.2 診斷性能分析

2.2.1 以心力衰竭為主要診斷的研究結(jié)果 共納入6篇文獻(xiàn)[22-23，27-29，31]，其中心力衰竭組443例，健康組269例。與健康組比較，LncRNA診斷心力衰竭的合并評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)果詳見(jiàn)表5。以心力衰竭為主要診斷的研究合并Spe、Sen、NLR、PLR、SROC AUC詳見(jiàn)圖5。

圖5 LncRNA預(yù)測(cè)以心力衰竭為主要診斷的研究結(jié)果(納入6篇文獻(xiàn))

表5 按納入病人診斷分類(lèi)的評(píng)價(jià)指標(biāo)匯總表

2.2.2 以導(dǎo)致心力衰竭疾病為診斷的研究結(jié)果 以進(jìn)展為心力衰竭相關(guān)疾病的病人為研究主體，納入4篇文獻(xiàn)[24-26，30]，其中可致心力衰竭疾病組共1 374例，對(duì)照組964例。LncRNA在導(dǎo)致心力衰竭疾病診斷效力比較時(shí)，合并評(píng)價(jià)指標(biāo)值詳見(jiàn)表5。以可致心力衰竭的疾病為診斷的研究合并Spe、Sen、NLR、PLR、SROC AUC詳見(jiàn)圖6。

圖6 LncRNA預(yù)測(cè)以可致心力衰竭疾病為診斷的研究結(jié)果(納入4篇文獻(xiàn))

2.2.3 LncRNA預(yù)測(cè)心力衰竭的總體分析結(jié)果 以LncRNA診斷心力衰竭及其誘因的文獻(xiàn)為研究主體，合計(jì)納入10篇[22-31]，其中心力衰竭及誘因組共1 817例，非疾病對(duì)照組1 233例。12項(xiàng)LncRNA在診斷心力衰竭及誘因時(shí)合并評(píng)價(jià)指標(biāo)值詳見(jiàn)表5。10篇文獻(xiàn)的診斷性能合并Spe、Sen、NLR、PLR、SROC AUC詳見(jiàn)圖7。

圖7 LncRNA預(yù)測(cè)心力衰竭的診斷性能合并指標(biāo)分析結(jié)果

3 討 論

多種原因引起的CVDs均將導(dǎo)致心肌結(jié)構(gòu)、功能的代償，隨后導(dǎo)致心室泵血和/或充盈功能下降，最終會(huì)導(dǎo)致心力衰竭，LncRNA為診斷和預(yù)防心力衰竭開(kāi)辟了新的領(lǐng)域[32]。

診斷心力衰竭目前臨床常用BNP聯(lián)合癥狀學(xué)檢查，在如肺栓塞、長(zhǎng)期慢性阻塞性肺疾病(COPD)等其他疾病中同樣出現(xiàn)，這無(wú)疑讓心力衰竭的診斷更困難[33-34]。因而發(fā)現(xiàn)一個(gè)特異度、敏感度都好的生物標(biāo)志物是十分必要的?，F(xiàn)已有許多研究報(bào)道了LncRNA可作為一種新型的診斷心力衰竭的生物標(biāo)志物，本研究采用Meta分析的方法評(píng)估LncRNA對(duì)代償期心力衰竭病人診斷的臨床價(jià)值。全面檢索數(shù)據(jù)庫(kù)后，發(fā)現(xiàn)暫時(shí)沒(méi)有發(fā)表有關(guān)LncRNA診斷心力衰竭的Meta分析，本研究以期為臨床提供循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。

在胚胎發(fā)育期H19是高豐度表達(dá)的一組基因印記群，出生后明顯下調(diào)，最終轉(zhuǎn)錄為L(zhǎng)ncRNA H19和miRNA 675兩種。Greco等[35]研究表明LncRNA H19在非終末期心力衰竭病人、終末期心力衰竭病人、心肌肥厚小鼠模型中都明顯增加；Liu等[36]對(duì)心肌肥厚小鼠模型心肌組織檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)LncRNA H19轉(zhuǎn)錄上調(diào)，并進(jìn)一步驗(yàn)證通過(guò)LncRNA H19轉(zhuǎn)錄軸涉及調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞肥大，表明H19表達(dá)失衡可能促進(jìn)缺血性心力衰竭的發(fā)展；LncRNA H19與脂質(zhì)代謝相關(guān)[37]，這些都讓LncRNA H19成為預(yù)測(cè)心力衰竭危險(xiǎn)分層提供可能。在心力衰竭小鼠模型中，經(jīng)熒光定量測(cè)定心肌肥厚相關(guān)因子(CHRF)較無(wú)心力衰竭的小鼠對(duì)照組明顯表達(dá)，酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)(ELISA)法測(cè)得轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1(TGF-β1)較對(duì)照組上升[38]。Greco等[39]研究揭示心力衰竭病人體內(nèi)BACE1-AS、β淀粉酶表達(dá)明顯上升，經(jīng)β淀粉酶處理后，人胚胎干細(xì)胞、小鼠胚胎干細(xì)胞生存力都下降，說(shuō)明BACE1-AS、BACE1、β淀粉酶共同參與心力衰竭形成的病理機(jī)制。

目前，LncRNA應(yīng)用于臨床檢測(cè)時(shí)還存在很多問(wèn)題。首先，LncRNA的樣本制作和檢測(cè)耗時(shí)長(zhǎng)，費(fèi)用昂貴[40]；其次，RNA的檢測(cè)、制備都需要專(zhuān)業(yè)儀器設(shè)備，不同的檢測(cè)標(biāo)本保存時(shí)間存在不一致性[41]。這些問(wèn)題都是LncRNA的臨床實(shí)踐需要克服的；LncRNA的價(jià)值需要從檢測(cè)技術(shù)、臨床試驗(yàn)等方面發(fā)展。

本研究的不足：匯總納入的文獻(xiàn)研究病例都是不連續(xù)的；5篇納入文獻(xiàn)[21-23，26，29-30]未記錄納入病例的時(shí)間間隔；10篇納入文獻(xiàn)研究的人群在分組前都已被診斷為心力衰竭組和對(duì)照組，未能回避病例-對(duì)照的研究設(shè)計(jì)；2篇文獻(xiàn)[21-22]未描述納入研究人群的診斷標(biāo)準(zhǔn)；所有納入的文獻(xiàn)研究LncRNA檢測(cè)前都未設(shè)定閾值，且檢測(cè)的時(shí)間未見(jiàn)明顯描述，這些因素給病例選擇、LncRNA的檢測(cè)、解釋帶來(lái)偏倚，影響歸一性結(jié)論的論證強(qiáng)度，若能在后續(xù)進(jìn)行更高品質(zhì)的臨床隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)，并再評(píng)價(jià)LncRNA對(duì)心力衰竭的診斷性?xún)r(jià)值。

綜上所述，LncRNA對(duì)診斷代償期心力衰竭具備確切臨床價(jià)值，能幫助鑒別有其他疾病導(dǎo)致BNP等數(shù)值升高的心力衰竭病人，可與其他生物標(biāo)志物共同檢測(cè)，指導(dǎo)臨床醫(yī)師更精確地診斷心力衰竭。