心臟轉(zhuǎn)錄因子GATA4基因單核苷酸多態(tài)性與先天性心臟病關(guān)系的Meta分析

陳紅燕，周文正，何子翼

重慶市婦幼保健院質(zhì)量管理科，重慶 401147

先天性心臟?。╟ongenital heart disease，CHD）是指出生時(shí)心臟或大血管結(jié)構(gòu)和/或功能的異常，是胎兒和嬰兒非感染性死亡的主要原因。作為全世界最常見(jiàn)的出生缺陷，2010年—2017年全球出生兒童平均患病率為9.4‰[1]。僅2017年，CHD共造成全球261 247人死亡[2]。作為我國(guó)最主要的出生缺陷之一，CHD盡管在內(nèi)外科治療上取得了顯著成效，但仍有部分患者必須長(zhǎng)期經(jīng)受心血管并發(fā)癥的困擾，治療過(guò)程中的高昂費(fèi)用、高致殘率均為家庭和社會(huì)帶來(lái)了極大的心理和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。多中心研究表明，近年來(lái)國(guó)內(nèi)CHD總量和一些亞型的發(fā)病均呈上升趨勢(shì)[3]。心臟轉(zhuǎn)錄因子是在心臟發(fā)育基因表達(dá)過(guò)程中起著重要調(diào)控作用的轉(zhuǎn)錄活化因子，其突變是遺傳因素基因方面的主要致病原因。前期已有的針對(duì)心臟轉(zhuǎn)錄因子的研究由于單一位點(diǎn)研究數(shù)量不足，主要針對(duì)幾個(gè)熱門(mén)基因相關(guān)位點(diǎn)的關(guān)系研究，該研究即以重要心臟轉(zhuǎn)錄因子GATA4基因單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism，SNP）在CHD病例和正常對(duì)照之間的分布差異為研究?jī)?nèi)容，探索GATA4基因單核苷酸多態(tài)性與先天性心臟病易感性之間的關(guān)聯(lián)。

1 資料與方法

1.1 納入及排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：①不合并其他畸形的單純先天性心臟病人群研究；②病例對(duì)照研究；③含有研究基因SNP是否發(fā)生突變或等位基因頻率信息；④出現(xiàn)相同研究對(duì)象的多篇文章，選取研究?jī)?nèi)容更全面且時(shí)間更近者。排除標(biāo)準(zhǔn)：①研究對(duì)象不具有人群代表性；②綜述、重復(fù)報(bào)告。

1.2 檢索策略

以“GATA4”“先天性心臟病”“單核苷酸多態(tài)性”及其相應(yīng)英文表達(dá)作為檢索關(guān)鍵詞，檢索PubMed、Web of Science、中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)（CNKI）、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)、維普數(shù)據(jù)庫(kù)從建庫(kù)到2020年8月發(fā)表的文獻(xiàn)。為保證查全率，對(duì)發(fā)表的高質(zhì)量綜述也進(jìn)行了查看，補(bǔ)充納入文獻(xiàn)，減量避免遺漏。

1.3 數(shù)據(jù)提取

文獻(xiàn)檢索由兩人同時(shí)進(jìn)行，采用Endnote進(jìn)行文獻(xiàn)整理，首先通過(guò)閱讀標(biāo)題、作者、年份等信息剔除重復(fù)文獻(xiàn)，再通過(guò)閱讀摘要、關(guān)鍵詞剔除明顯不符合納入標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)。再次檢索該研究主題高質(zhì)量文章所引用的參考文獻(xiàn)。檢索完畢后，對(duì)于余下文章進(jìn)行全文通讀，并記錄以下信息：作者、發(fā)表年份、研究國(guó)別、病例數(shù)、對(duì)照數(shù)、研究SNP位點(diǎn)及突變類型（有模型檢驗(yàn)者，記錄下相應(yīng)的等位基因頻率）、CHD類型、是否符合Hardy-Weinberg平衡。

1.4 質(zhì)量評(píng)價(jià)

該研究采用Newcastle-Ottawa Scale（NOS）文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)量表進(jìn)行文獻(xiàn)的質(zhì)量評(píng)價(jià)，分別從選擇、可比性、暴露3個(gè)方面共9點(diǎn)進(jìn)行文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)，當(dāng)文獻(xiàn)得分大于等于7分，即認(rèn)為研究質(zhì)量較高。兩名研究者在文獻(xiàn)篩選、數(shù)據(jù)提取及NOS評(píng)分出現(xiàn)分歧時(shí)，邀請(qǐng)第三名研究者共同進(jìn)行討論并達(dá)成共識(shí)。

1.5 統(tǒng)計(jì)方法

采用Revman5.3進(jìn)行Meta分析，對(duì)于納入文獻(xiàn)≥2篇的同一個(gè)SNP突變位點(diǎn)與CHD的研究，即可進(jìn)行合并分析。分別計(jì)算研究位點(diǎn)是否突變、突變等位基因模型相應(yīng)的OR值及95%置信區(qū)間（95%CI），檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。納入研究P≥0.10或I2≤70%者，即認(rèn)為不存在異質(zhì)性，采用固定效應(yīng)模型；反之，存在異質(zhì)性，進(jìn)行異質(zhì)性排查，若無(wú)法消除，則采用隨機(jī)效應(yīng)模型。對(duì)納入文獻(xiàn)數(shù)量較多的SNP位點(diǎn)必要時(shí)采用敏感性分析，評(píng)估結(jié)果穩(wěn)定性，并使用“漏斗圖”分析發(fā)表偏倚的存在情況。

2 結(jié)果

2.1 納入文獻(xiàn)匯總

該次研究初檢索共檢出352篇相關(guān)文獻(xiàn)，剔除重復(fù)文獻(xiàn)、閱讀題目和摘要后剩余71篇，進(jìn)行全文通讀，最后共納入22篇研究文獻(xiàn)，共包含CHD病例4 575例，正常對(duì)照組5 225例。收集到文獻(xiàn)最早年份為2008年，最近年份為2019年。納入研究中，13篇文獻(xiàn)未提及Hardy-Weinberg平衡檢驗(yàn)，少數(shù)未考慮病例對(duì)照組匹配問(wèn)題，所有研究NOS平均分7.36分，文獻(xiàn)基本情況，見(jiàn)表1。

表1 納入22篇文獻(xiàn)的基本信息

2.2 Meta分析結(jié)果

2.2.1 整體情況 結(jié)果顯示，位點(diǎn)99G＞T（rs56166237）是否出現(xiàn)突變，354A＞C（rs867858）位點(diǎn)純合子模型（CC VS.AA）、雜合子模型（CA VS.AA））以及等位基因模型（C VS.A），517T＞C（rs884662）位點(diǎn)突變雜合子模型（CT VS.TT）、1220C＞A（rs115099192）位點(diǎn)是否發(fā)生突變OR＞1，提示為CHD發(fā)生危險(xiǎn)因素。563C＞G（rs12825）位點(diǎn)等位基因模型（G VS.C），1521C＞G（rs3203358）位點(diǎn)純合子、雜合子、等位基因模型OR＜1，提示以上SNP為CHD發(fā)生的保護(hù)因素，見(jiàn)表2。

表2 GATA4基因單核苷酸多態(tài)性與先天性心臟病的關(guān)系

2.2.2 99G＞T （r s56166237） 位 點(diǎn) 突 變 研究rs56166237位點(diǎn)突變納入文獻(xiàn)共8項(xiàng)，單一納入文獻(xiàn)對(duì)該位點(diǎn)突變的研究均提示無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但進(jìn)行Meta分析整合后，OR值及95%置信區(qū)間為1.53（1.07～2.18），并且顯示無(wú)異質(zhì)性，繪制漏斗圖也提示并無(wú)發(fā)表偏倚，說(shuō)明是否發(fā)生突變?cè)贑HD組和正常對(duì)照組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見(jiàn)圖1（A,B）。

圖1 （B）99G＞T（rs56166237）位點(diǎn)漏斗圖

圖1 （A）99G＞T（rs56166237）位點(diǎn)森林圖

2.3 敏感性分析及發(fā)表偏倚評(píng)價(jià)

對(duì)于99G＞T（rs56166237）、354A＞C(rs867858)位點(diǎn)研究進(jìn)行敏感性分析，逐篇排除各研究文獻(xiàn)對(duì)Meta分析結(jié)果的影響，結(jié)果顯示各研究對(duì)合并效應(yīng)值改變不大，同時(shí)漏斗圖也提示無(wú)發(fā)表偏倚，表明分析結(jié)果穩(wěn)健。1220C＞A(rs115099192)位點(diǎn)研究，當(dāng)排除丁凡等的研究時(shí)，研究結(jié)果提示無(wú)顯著性，OR值為2.80（0.87～9.07），因此對(duì)所得結(jié)論應(yīng)持謹(jǐn)慎態(tài)度。

3 討論

研究顯示，過(guò)去40年間我國(guó)整體先天性心臟病發(fā)生率呈上升趨勢(shì)，從1980—1984年的0.201‰上升至2015—2019年的4.905‰[26]。另有針對(duì)特定區(qū)域的研究提出，發(fā)病率根據(jù)地域不同分布在7‰～22.9‰[27-28]。盡管醫(yī)療技術(shù)進(jìn)步為患者的生活質(zhì)量帶來(lái)明顯改善，但有跡象表明，先天性心臟病患兒發(fā)育問(wèn)題發(fā)生率有所上升，如感覺(jué)障礙、智力障礙、學(xué)習(xí)障礙等[2]。為有效減少疾病負(fù)擔(dān)，盡可能做到早發(fā)現(xiàn)、早診斷，提出有效的防治措施，對(duì)于病因和機(jī)制的探究仍是需要持續(xù)關(guān)注的問(wèn)題。鋅指蛋白轉(zhuǎn)錄因子GATA4，位于染色體8p22-23，與絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)通路密切相關(guān)，主要表達(dá)于心臟、性腺及肝臟中，參與心臟環(huán)化、心房心室發(fā)育、房室瓣形成及動(dòng)脈干分割，是心臟早期發(fā)育最重要的轉(zhuǎn)錄因子之一[29]。

99G＞T(rs56166237)是GATA4基因編碼序列第99位的鳥(niǎo)嘌呤替換為胸腺嘧啶，屬于外顯子區(qū)域的堿基突變。雖然堿基發(fā)生改變，但仍然編碼相同的氨基酸，即發(fā)生同義突變。該Meta分析研究發(fā)現(xiàn)，99G＞T(rs56166237)同義突變可能是CHD發(fā)生的危險(xiǎn)因素，與早期Zhang等[3]、劉興元等[8-9]、許細(xì)財(cái)?shù)萚14]研究結(jié)論相反。因納入的各項(xiàng)研究樣本量分布較為均勻，無(wú)某項(xiàng)研究起決定性主導(dǎo)作用，故根據(jù)Meta分析的結(jié)果，考慮原因?yàn)橹皢我晃墨I(xiàn)研究樣本量偏少，合并分析后，效應(yīng)顯現(xiàn)。文獻(xiàn)表明外顯子SNP同義突變雖不改變蛋白質(zhì)種類，但可能會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)錄后剪切機(jī)制產(chǎn)生影響，因此即使是同義突變，也可能在轉(zhuǎn)錄后進(jìn)程中發(fā)生改變[30]。354A＞C(rs867858)位點(diǎn)研究結(jié)果與黃雄[16]、李棟[13]研究結(jié)果一致，基因型CA/AA、基因型CC/AA以及C等位基因相對(duì)于A等位基因的頻率在CHD患者與正常對(duì)照中有顯著差異，OR值及95%CI＞1，突變可能是CHD發(fā)生的危險(xiǎn)因素。該位點(diǎn)位于mRNA3’-UTR區(qū)中相關(guān)microRNA的結(jié)合區(qū)域，通過(guò)對(duì)相應(yīng)microRNA靶基因調(diào)控功能的影響使得基因轉(zhuǎn)錄活性發(fā)生改變，可能影響轉(zhuǎn)錄后mRNA的降解或翻譯抑制水平，或?qū)е耺RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)折疊錯(cuò)誤。1521C＞G(rs3203358)位點(diǎn)同樣位于3’-UTR區(qū)，同樣可能通過(guò)與相應(yīng)microRNA結(jié)合，調(diào)控靶基因表達(dá)，突變提示可能為CHD的保護(hù)因素，但目前研究文獻(xiàn)較少，有待進(jìn)一步擴(kuò)大研究。

作為Meta分析，該研究仍有一些不足：首先從方法上，Meta分析作為二次分析，都是建立在已有研究的基礎(chǔ)之上，目前針對(duì)心臟轉(zhuǎn)錄因子的基因SNP，同時(shí)包括基因型和等位基因測(cè)序結(jié)果的研究數(shù)量仍有限，也不足以以某一種類型的先心病，例如VSD、ASD、TOF等亞組進(jìn)行合并分析；基因與基因，基因與環(huán)境之間的交互作用都有可能對(duì)CHD的發(fā)生產(chǎn)生影響；另外目前絕大多數(shù)研究對(duì)象均為患兒本身，今后還需要多結(jié)合親代雙親的基因多態(tài)性進(jìn)行分析，更加有助于早期診斷。