SOD基因多態性與COPD易感性的Meta分析

王在川 華琳

摘 要：目的 系統評價SOD中SOD1 +35A/C，SOD2 Val 16 Ala，SOD3 R213G基因多態性與慢性阻塞性肺疾病的相關性。方法 檢索CBM、CNKI、萬方、VIP、EmBase和PubMed等中英文數據庫，收集上述基因多態性與COPD的關系。采用Stata 12.0軟件進行統計分析，以病例組和對照組基因型分布比值比及其95%可信區間（95%CI）表示其關聯強度。結果 共納入研究11項，其中病例組5915例，對照組96831例。Meta分析結果顯示，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）基因多態性可能與COPD易感性無關，SOD3 R213G相關研究異質性較大（I2=68.8%），分組分析結果顯示異質性主要來自于吸煙人群中。結論 SOD1 +35A/C，SOD2 Val 16 Ala，SOD3 R213G基因多態性可能與COPD易感性無關，但在吸煙人群中SOD3 R213G多態性對COPD的影響需更多大樣本的研究進一步證實。

關鍵詞：超氧化物歧化酶；慢性阻塞性肺疾病；基因多態性；Meta分析

中圖分類號：R563.9 文獻標識碼：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）是一種以進行性發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，在全球疾病經濟負擔中位居第五位。COPD的發生、發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、細胞凋亡等多種機制相關[2]。除少數因素（如SERPINA1基因、吸煙等）已被完全確認為COPD的危險因素外，其他可能的危險因素如職業暴露、空氣污染，遺傳因素等仍需進一步探究[3]。影響COPD的遺傳因素較為復雜，包括氣道炎癥、蛋白酶失衡、氧化應激等多方面相關基因[4]。

機體的氧化/抗氧化平衡失調是造成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行歧化反應的酶，是生物體內最重要的自由基清除劑，與肌萎性脊髓側索硬化癥、唐氏綜合征、動脈粥樣硬化等疾病緊密關聯[6]。SOD在哺乳動物的細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基因多態性與COPD易感性之間的聯系，但由于種族、地域的差異及單個樣本量不足的影響，各研究之間存在較大的爭議。本研究采用Meta分析的方法對國內外有關文獻進行定量分析，探討超氧化物歧化酶基因多態性與慢性阻塞性肺疾病發生的相關性。

1資料與方法

1.1文獻檢索 計算機檢索中國生物醫學文獻服務系統、中國知網、萬方數據庫、維普數據庫、EmBase和PubMed數據庫，檢索時限均為從建庫至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納入與排除標準

1.2.1納入標準 ①關于SOD基因多態性與COPD相關性的中文、英文病例對照研究；②研究報告可直接或間接提供優勢比（odds ratio， OR）及其95%置信區間（95%CI）；③研究對象為人類；④對照組為同期健康人群。

1.2.2排除標準 ①原始文獻未涉及SOD基因多態性與COPD相關性的研究；②不能得到完整數據的文獻；③重復發表的文獻；④研究對象為動物；⑤綜述或摘要文章。

1.3數據提取與質量評價 兩名研究者獨立對文獻的研究數據進行提取，如出現不一致意見由兩名研究者協商解決。根據納入與排除標準對數據進行篩選后，提取各納入研究的基本數據，包括第一作者、發表時間、研究對象所在地區、種族、基因分型和哈迪-溫伯格遺傳平衡（hardy-weinberg equilibrium，HWE） P值等。采用紐卡斯爾-渥太華文獻質量評價量表（newcastle-ottawa scale， NOS）進行文獻質量評估，≥6分為高質量文獻。

1.4統計學方法 采用Stata 12.0 軟件進行統計學分析，若納入的研究無統計學異質性（I2<50%），采用固定效應模型進行合并分析，若納入的研究有統計學異質性（I2>50%），采用隨機效應模型進行合并分析。采用OR值及其95%CI評估SOD基因多態性與COPD的相關性，以P<0.05表示差異有統計學意義。以OR值自然對數的標準誤為橫坐標，OR值的自然對數為縱坐標，繪制漏斗圖，運用Begg's檢驗評估發表偏倚。

2結果

2.1檢索結果 初檢出文獻125篇，剔除重復文獻42篇，進一步閱讀全文排除不符合納入標準的文獻67篇，發現研究的基因位點集中于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數據的文獻，最終納入符合標準的文獻共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 因樣本中突變純合子個體較少，故僅進行 CA vs AA分析。異質性檢驗結果顯示，各研究結果無異質性（I2=0.7%），故采用固定效應模型分析，基因型CA vs AA多態性與COPD不存在相關性（OR：1.31；95%CI：0.88～1.95），見圖1。

2.2.2 SOD2 Val 16 Ala基因位點 ①TC vs TT：各研究結果存在異質性（I2=6.9%），故采用固定效應模型分析，基因型TC vs TT多態性與COPD不存在相關性（OR：1.31；95%CI：0.88～1.95），見圖2。②CC vs TT：各研究結果存在異質性（I2=55.3%），對各研究逐一剔除后分析發現Pietras[14]等的研究對異質性影響較大（剔除后I2=0）。進一步分析后發現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模型分析，結果顯示，基因型CC vs TT多態性與COPD不存在相關性（OR：0.93；95%CI：0.68～1.28），見圖3。

2.2.3 SOD3 R213G基因位點 因樣本中突變純合子個體較少，故僅進行 CA vs AA分析，異質性檢驗結果顯示，各研究結果存在異質性（I2=68.8%），故采用隨機效應模型分析，基因型CA vs AA多態性與COPD不存在相關性（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出保護作用，故對是否吸煙進行分層分析，共有4個研究提供了不吸煙者數據，5個研究提供了吸煙者數據。采用隨機效應模型進行合并分析，非吸煙組不存在異質性（I2=0.0%），吸煙組存在異質性（I2=76.6%）。在非吸煙組中，基因型CAvs AA多態性與COPD不存在相關性（OR：1.11；95%CI：0.24～2.94）；在吸煙組中，雜合子可能是COPD的保護因素，但結果不具有統計學意義（OR：0.57；95%CI：0.29～1.12），見圖5。

2.3發表偏倚評估 通過Begg's法檢驗發表偏倚，結果顯示：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，未見明顯發表偏倚。

2.4敏感性分析 采用逐一剔除的方法進行敏感性分析，結果顯示，剔除任一項研究后結果均與原有結果相似，提示Meta分析結果較為穩健。

3討論

+35A/C是SOD1外顯子3/內含子3附近的一個基因位點，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-螺旋結構變為β-片層結構，喪失其兩親性，不利于其轉運到線粒體發揮生物學活性。Kang SW等的薈萃分析結果顯示，Val 16 Ala多態性與肺癌等多項癌癥的發展相關[18]。本研究通過對+35A/C和Val 16 Ala兩個基因位點進行Meta分析，結果表明其基因型頻率在COPD組和對照組中均無顯著差異，研究異質性較好。提示SOD1和SOD2活性在慢性阻塞性肺疾病的發展過程中可能影響輕微。

SOD3是細胞外超氧化物陰離子和自由基等的主要清除劑。從各種動物模型觀察到的數據表明，SOD3通過促進細胞存活和增殖，維持正常的組織內穩態[19]。SOD3基因在肺中高度表達，通過控制氧化應激和炎癥以及調節氣道的氧化還原穩態發揮重要的保護作用[20]。SOD3 C端有一個細胞外基質結合區域，對帶有負電荷的分子如肝素具有較強的親和力，故稱肝素結合區。肝素結合區213位Gly被Arg取代可降低SOD3與肝素的親和力，引起SOD3從內皮細胞表面和結締組織基質向血漿遷移。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是一種保護因素抑或是一種危險因素，現有的研究結果有一定的分歧。夏大慶等認為，血清中的SOD3具有更高的活性，213位Gly促進SOD3轉移到血清中，同時可以幫助SOD3抵抗蛋白酶水解以延長其半衰期，是COPD的保護因素[17]。而魏明霞等則認為這種基因多態性使SOD3不能在細胞外基質發揮抗氧化作用，是COPD的危險因素[16]。該基因位點的突變對肺組織的影響尚不清楚。

Meta分析結果顯示，R213G 基因多態性與COPD無關，但研究異質性較大?？赡茉诓煌姆N族、地域中，R213G 基因多態性對機體的影響差異較大。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]在戒煙干預研究中，發現雜合子血清SOD3濃度與野生型不存在統計學差異。由此可見，該基因多態性對不同人群的影響存在較大差異。

吸煙是COPD發病的重要危險因素之一[22]。每卷香煙煙霧中含有多達10～15個自由基分子。吸煙會增加肺部氧化應激，增加炎性細胞因子，引起肺部炎癥細胞的募集，耗盡抗氧化劑防御并傷害肺細胞。這種氧化應激被認為是暴露于吸煙后發生COPD的基礎[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。一個重要的防線是生產抗氧化酶，如超氧化物歧化酶等。對是否吸煙的分層分析結果顯示，R213G基因位點的異質性主要來源在吸煙組中。在非吸煙組中，R213G基因多態性可能與COPD無關。在吸煙組中，雖然統計數據傾向于雜合子是COPD的保護因素，但由于兩個認為雜合子是危險因素的研究沒有被納入分層分析，因此，在吸煙人群中，R213G 基因多態性與COPD的關系有待進一步研究。

除了納入研究的三個基因位點外，SOD2 G5744A、SOD3 E1和I1等基因位點也被報道與COPD易感性有關。但涉及這些基因位點的病例對照研究過少（n≤2），故未進行Meta分析。

本研究采用依次剔除單個文獻后的Meta分析結果進行敏感性分析，剔除單個文獻后并未對效應量產生明顯影響；采用Bgger's回歸分析發現Meta分析結果未有明顯發表偏倚，提示Meta分析結果較為可靠。但本研究仍有如下不足之處：①納入文獻的樣本量較小，且R213G基因多態性相關研究的異質性較大，不足以反映整體水平；②COPD的發生與發展受到遺傳與環境因素的多重影響，本研究僅對SOD3 R213G基因多態性與吸煙因素的交互作用進行分析，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基因多態性與COPD易感性無關，但在吸煙人群中，SOD3 R213G基因多態性研究的異質性較大，該基因位點的突變對肺部可能有較為復雜的影響機制，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