飲水砷暴露人群谷胱甘肽轉移酶M1基因多態性和腫瘤及癌前病變關系的Meta分析

張亮，羅教華，邱志群，舒為群

飲水砷暴露人群谷胱甘肽轉移酶M1基因多態性和腫瘤及癌前病變關系的Meta分析

張亮，羅教華，邱志群，舒為群

目的探討飲水砷暴露人群谷胱甘肽轉移酶M1(GSTM1)基因多態性和腫瘤及癌前病變危險因素的關系，以期為腫瘤的基礎和臨床研究提供循證依據。方法通過計算機檢索有關飲水砷暴露人群GSTM1基因多態性和腫瘤及癌前病變相關研究文獻，嚴格按照納入和排除標準，對檢索到的符合標準的5篇文獻進行Meta分析，對數據進行異質性檢驗，最后選擇固定或隨機效應模型進行統計學處理，根據數據結果進行分析，繪制漏斗圖并評價發表偏倚對結果的影響程度。結果經過數據匯總分析，飲水砷暴露人群GSTM1基因空白缺失型和GSTM1野生基因攜帶型的比較，異質性檢驗P＞0.05，實驗選用固定效應模型，平均優勢比為1.05，其95%CI(0.91，1.20)，合并后的Z值為0.527，差異無統計學意義(P＞0.05)。亞組分析中，惡性腫瘤組OR值為1.18〔95%CI(0.97，1.42)〕，皮膚癌前病變組合并OR值為0.91〔95%CI(0.74，1.12)〕，結果均無統計學意義(P＞0.05)。結論飲水砷暴露人群GSTM1基因空白缺失型和腫瘤及癌前病變的發病風險無相關性。

飲水;砷暴露;腫瘤;谷胱甘肽轉移酶M1;多態性

飲用水砷暴露導致的疾病是全球公共衛生問題之一。本課題組前期工作發現，飲水砷暴露可能導致記憶損害［1］，值得注意的是，發生癌變者只占所有飲水砷暴露人群的小部分，提示個體化的基因背景可能在砷誘發的癌變過程中起關鍵作用，所攜帶基因功能的不同直接導致人群腫瘤易感性的差異，但目前其機制并不清楚。谷胱甘肽轉移酶(GST)屬于Ⅱ相代謝酶，谷胱甘肽轉移酶M1(GSTM1)是其中了解比較多的一個亞型，攜帶其空白基因突變型〔GSTM1(－)〕的個體GST酶活性較正常攜帶野生基因型〔GSTM1(+)〕的個體低，有研究認為GSTM1的突變型和多種腫瘤的發病有關［2］。飲水砷暴露人群GSTM1的基因多態性是否與腫瘤發病有關系，目前說法不一。本研究擬用Meta分析方法對既往發表的相關文獻進行合并分析，以期得到相對可靠的結果，為腫瘤防治及研究提供循證醫學證據。

1 資料與方法

1.1 納入和排除標準(1)研究類型:各文獻報道的研究方法相似，病例診斷明確;所有研究為觀察性研究，人群選擇為飲用水砷暴露人群，病例組為腫瘤或癌前病變者，對照組均為正常人群或非腫瘤病例。(2)研究對象:1996年1月—2012年5月國內外公開發表的關于砷暴露人群GSTM1的基因多態性和腫瘤及癌前病變關系的文獻。(3)納入標準:所納入文獻必須對樣本大小有明確規定，科研設計合理，原始數據詳實。(4)排除標準:對每項研究進行文獻復習和質量評估，對重復報道、研究質量差、信息少或數據不完整而無法利用、綜述以及非公開發表的文獻予以剔除。

1.2 檢索數據庫和檢索詞選擇數據庫:計算機檢索CBM中國生物醫學文獻數據庫、CNKI中國學術期刊網全文數據庫、維普數據庫和MEDLINE、EMBase、Ovid和Google scholar等數據庫從1996年—2012年5月公開發表的關于砷暴露人群GSTM1基因多態性和腫瘤及癌前病變關系的研究文獻。英文檢索詞:GSTM1，polymorphism，cancer，premalignant，drinking water，Arsenic。中文檢索詞:谷胱甘肽轉移酶，GSTM1，多態性，癌，腫瘤，癌前，飲水，砷。

1.3 統計學方法采用Stata 11.0軟件進行Meta分析，將資料進行定量綜合，首先進行異質性檢驗，并根據P值大小進行效應模型的選擇，如果異質性檢驗P＞0.05，則選擇固定效應模型;如果異質性檢驗P＜0.05，則選擇隨機效應模型。其次，計算合并效應量及平均效應的95%CI，計算合并檢驗統計量(Z)。對發表偏倚的檢驗，采用漏斗圖、Egger線性回歸方程檢驗。

2 結果

2.1 文獻檢索結果對檢索到的文獻進行全文閱讀，參照納入標準，對不符合標準的予以剔除，經篩選并納入Meta分析的文獻共5篇［3－7］。5篇文獻均用英文發表，有3篇文獻關于惡性腫瘤［3，6－7］，其中2篇關于尿道腫瘤［6－7］，1篇關于肺癌［3］。另外2篇文獻關于皮膚癌前病變［4－5］。對于GSTM1的基因型分布，均分為空白基因突變型〔GSTM1(－)〕和正常攜帶野生基因型〔GSTM1(+)〕兩組，見表1。

2.2 異質性檢驗5篇文獻共收集病例1 571例，對照1 851例。分兩個亞組進行分析，分別為惡性腫瘤組和癌前病變組。惡性腫瘤組735例，對照組1 079例;皮膚癌前病變組836例，對照組772例。總體數據研究療效的OR值經異質性檢驗，I2=47.7%，P=0.105，P＞0.05，所以選用固定效應模型。

2.3 GSTM1基因分布病例組和對照組療效比較的Meta分析

總體研究結果的合并OR值為1.05，95%CI(0.91，1.20)，合并后檢驗結果，Z=0.63，P=0.527，差異有無統計學意義(P＞0.05)。

對總體數據進行亞組分析，在惡性腫瘤組，合并OR值為1.18〔95%CI(0.97，1.42)〕，異質性檢驗P＞0.05，差異無統計學意義。在皮膚癌前病變組，合并OR值為0.91〔95%CI(0.74，1.12)〕，異質性檢驗P＞0.05，差異無統計學意義(見圖1)。

2.4 敏感性分析隨機效應模型分析結果顯示:合并OR值為1.03〔95%CI(0.81，1.29)〕，結論和固定效應模型結果一致。然后，對納入文獻逐一進行排除，所得結果亦和前述總體結果類似。

2.5 文獻偏倚評估圖形左右對稱，并且隨樣本量增加，各OR值向中線(合并OR值)靠攏，圖形呈漏斗狀，說明文獻發表偏倚對結果沒有很大的影響(見圖2a)。Egger檢驗結果:t=－0.19，P＞0.05，結果比較穩定(見圖2b)。

表1 納入文獻的基本信息Table 1 Basic information of studies included in the meta－analysis

圖1 森林圖Figure 1 Forest plot

圖2 漏斗圖(a)和Egger線性回歸圖(b)Figure 2 Funnel plot(a)and Egger's linear regression test(b)

3 討論

本研究通過薈萃分析，探索砷暴露人群GSTM1基因多態性和腫瘤及其相關疾病的關系，研究結果顯示，GSTM1基因多態性在飲水砷暴露人群中并不能增加腫瘤及癌前病變的易感性。

飲水砷暴露引起的慢性中毒一直是一個公共衛生問題，有Meta分析發現，砷暴露地區兒童智力低于非暴露地區［8］。關于腫瘤，飲水砷暴露可能是導致膀胱癌的獨立危險因素［9］，而另一Meta分析認為，飲水砷暴露并不能增加胰腺癌的發病機會［10］。砷暴露導致疾病的機制還不清楚，對于砷和腫瘤的關系，目前存在爭議。一方面，砷可以導致細胞的氧化應激和DNA損傷［11］，誘發包括腫瘤在內的各種疾病;另一方面，砷可能通過觸發線粒體凋亡途徑，誘發腫瘤細胞發生凋亡［12］，從而降低腫瘤的發病率，在腫瘤基礎研究中作為一種有潛力的腫瘤治療制劑已引起廣泛關注。因而，在本研究中，GSTM1突變型攜帶者對砷的解毒能力下降，從而增加砷在體內的聚集，其作用亦得到加強，體內發生變異的細胞在砷的作用下，反而可能觸發其凋亡相關機制，引起細胞發生凋亡，減少體內因各種原因(包括正常代謝)產生的異型性細胞的聚集和生長，降低腫瘤的發病率。這可以幫助理解本研究的結果，即飲水砷暴露地區，GSTM1突變型攜帶者腫瘤的發病幾率和野生型攜帶者比較并無顯著增高。

本研究通過多個數據庫文獻檢索，可以保證文獻的全面檢索，減少漏檢率。通過對檢索到的文獻進行嚴格評價，可以保證納入實驗的質量，提高本Meta分析的說服力度。然而，砷暴露人群腫瘤和GSTM1基因多態性的關系目前研究不多，關于惡性腫瘤，僅有3篇，分別為肺癌和泌尿系統腫瘤，但是3個納入試驗內含病例735例，對照1 079例，且3個研究之間沒有顯著的異質性，在一定程度上，提高了檢驗效能，增加了結果的說服力度。關于癌前病變，檢索到的文獻主要在皮膚癌前病變方面，砷暴露可以導致皮膚角質異常增生，被認為是癌前病變的一種，共包括病例836例，對照772例，2個研究之間也沒有顯著異質性。所以在本研究中，采用固定效應模型進行分析。另外，本研究也進行了敏感性分析，結果提示，本研究結果比較可靠。

發表偏倚是任何Meta分析必須注意的問題，由于Meta分析屬于一種觀察性的研究，來源的數據固定，故其設計、資料性質、分析和評價過程中不可避免地存在偏倚。文獻的來源主要是公開發表的在各大主要數據庫中能檢索到的文獻，那些沒有被數據庫收錄的其他語言和文字發表的文獻結果沒有被納入本研究中，可能造成偏倚。另外，雜志社更傾向于發表陽性結果，而忽略陰性結果的發表，這也可能導致發表偏倚的產生。對發表偏倚的檢驗，存在爭議，在納入文獻量較少時，無進行偏倚檢測的必要，然而，本研究通過倒置漏斗圖和相應的Egger線性回歸方程檢驗顯示漏斗圖傾向于對稱，提示發表偏倚對本研究結果影響不顯著。

本研究存在一定局限性，首先，通過文獻檢索，納入3篇關于惡性腫瘤和2篇關于癌前病變的文獻，符合條件并納入分析的文獻過少，在一定程度上可能導致結果的偏倚，因而本研究的結果要客觀地解讀。其次，本研究未進行年齡、腫瘤種類、種族、實驗設計等因素的分層分析，是因為原始文獻過少，提供的信息有限，因而無法進行。再次，砷暴露的標準無絕對統一性，砷暴露的劑量亦有可能干擾研究的結果，因此在將來的研究中，應該對砷暴露劑量采用統一的標準來研究，可望探索腫瘤發病以及基因多態性和砷暴露劑量之間的關系。

在本研究中，通過認真檢索、嚴格納入文獻和細致而嚴謹的分析，敏感性分析提示結果穩定，發表偏倚分析提示無明顯發表偏倚，因而，本研究結果可靠，可信度高。在將來的基礎研究中，應在飲水砷暴露地區，增加樣本量和腫瘤的研究種類。由于涉及基因多態性的種族變異性，應該盡可能在世界各地不同種族之間進行實驗，以期用更加客觀的數據說明問題，也為腫瘤的基礎和臨床研究提供循證證據。

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2 Dong LM，Potter JD，White E，et al．Genetic susceptibility to cancer:the role of polymorphisms in candidate genes［J］．JAMA，2008，299(20):2423－2436．

3 Adonis M，Martinez V，Marin P，et al．Smoking habit and genetic factors associated with lung cancer in a population highly exposed to arsenic［J］．Toxicol Lett，2005，159(1):32－37．

4 Ghosh P，Basu A，Mahata J，et al．Cytogenetic damage and genetic variants in the individuals susceptible to arsenic－induced cancer through drinking water［J］．Int J Cancer，2006，118(10):2470－2478．

5 McCarty KM，Ryan L，Houseman EA，et al．A case－control study of GST polymorphisms and arsenic related skin lesions［J］．Environ Health，2007，66(6):5．

6 Hsu LI，Chiu AW，Huan SK，et al．SNPs of GSTM1，T1，P1，epoxide hydrolase and DNA repair enzyme XRCC1 and risk of urinary transitional cell carcinoma in southwestern Taiwan［J］．Toxicol Appl Pharmacol，2008，228(2):144－155．

7 Lesseur C，Gilbert－Diamond D，Andrew AS，et al．A case－control study of polymorphisms in xenobiotic and arsenic metabolism genes and arsenic－related bladder cancer in New Hampshire［J］．Toxicol Lett，2012，210(1):100－106．

8 Dong J，Su SY．The association between arsenic and children's intelligence:a meta－analysis［J］．Biol Trace Elem Res，2009，129(1－3):88－93．

9 Chu HA，Crawford－Brown DJ．Inorganic arsenic in drinking water and bladder cancer:a meta－analysis for dose－response assessment［J］．Int J Environ Res Public Health，2006，3(4):316－322．

10 Ojajarvi IA，Partanen TJ，Ahlbom A，et al．Occupational exposures and pancreatic cancer:a meta－analysis［J］．Occup Environ Med，2000，57(5):316－324．

11 Mishra D，Flora SJ．Differential oxidative stress and DNA damage in rat brain regions and blood following chronic arsenic exposure［J］．Toxicol Ind Health，2008，24(4):247－256．

12 Walker AM，Stevens JJ，Ndebele K，et al．Arsenic trioxide modulates DNA synthesis and apoptosis in lung carcinoma cells［J］．Int J Environ Res Public Health，2010，7(5):1996－2007．

Meta－analysis of the Association of GSTM1 Gene Polymorphism with Risk of Cancer and Precancerous Lesions among Population Exposed to Arsenic from Drin

ZHANG Liang，LUO Jiao－hua，QIU Zhi－qun，et al．Department of Environmental Hygiene，College of Preventive Medicine，the Third Military Medical University，Chongqing 400038，China

ObjectiveTo investigate the association of GSTM1 gene polymorphism with the risk of cancer as well as precancerous lesions among population exposed to arsenic from drinking water．MethodsFive independent studies on this topic were selected for meta－analysis．Fixed or random effect models were selected for statistical analysis based on the.Resultsof heterogeneity test．Also，a funnel plot was drawn for evaluating the publication biases.ResultsThe pooled data analysis showed that the.Resultsof heterogeneity test was negative when comparing the GSTM1 null genotype group with the GSTM1 positive genotype group(P＞0.05)．The fixed effect model was applied．The pooled odds ratio was 1.05〔95%CI(0.91，1.20)〕and the pooled Z value was 0.527(P＞0.05)．Subgroup analyses showed that the GSTM1 gene polymorphism was not significantly associated with the cancer〔OR=0.91，95%CI(0.74，1.12)〕or precancerous lesions〔OR=0.91，95%CI(0.74，1.12)〕．ConclusionGSTM1 null genotype may be not correlated with cancer and precancerous lesions among populations exposed to arsenic from drinking water．

Drinking;Arsenic exposure;Neoplasms;Glutathione transferase M1;Polymorphism

R 123.9【文章表示碼】A

1007－9572(2012)11－3754－03

10.3969/j.issn.1007－9572.2012.11.060

400038重慶市，重慶第三軍醫大學預防醫學院環境衛生教研室

舒為群，400038重慶市，重慶第三軍醫大學預防醫學院環境衛生教研室;E－mail:sydswq@163.com

2012－05－04;

2012－10－10)

(本文編輯:李晨)