XRCC1基因Arg399Gln位點多態性與結直腸癌鉑類藥物化療敏感性和預后關系的Meta分析

張昱 呂雨琦 柯進晶 張威

2018年全球癌癥研究中心評估結果顯示，結直腸癌是高發且高病死率的癌癥之一[1]。鉑類藥物（包括卡鉑、順鉑和奧沙利鉑）為基礎的聯合化療方案用藥，被廣泛應用于不能切除的進展期或轉移性結直腸癌患者的姑息治療，可使患者的生活質量和生存時間得到改善[2]。然而仍有很大一部分患者表現出不同程度的鉑類藥物耐藥性，這表明治療效果具有顯著的個體差異。在治療過程中早期評估患者對化療的敏感性，根據患者的腫瘤特征為其提供更加精確的治療方案，探索潛在的蛋白質標志物對于預測癌癥患者的臨床結局是非常重要的。

DNA修復功能是維持基因組完整性以及預防癌癥的發生、發展所必需的[3]。DNA損傷的修復涉及堿基切除修復（BER）、核苷酸切除修復、錯配修復等幾種途徑[3]。XRCC1基因是BER途徑中的限制因子，是DNA單鏈斷裂修復系統的重要組成部分，其通過與其他蛋白如DNA聚合酶β和DNA連接酶Ⅲ合作來促進單鏈DNA斷裂修復[4]。XRCC1基因第10號外顯子上的Arg399Gln位點G堿基突變為A堿基，導致密碼子所編碼的氨基酸發生改變，影響XRCC1蛋白的正常功能，從而影響DNA的修復能力，最終對鉑類藥物的化療預后造成影響[5]。一些研究報道了XRCC1Arg399Gln多態性與結直腸癌患者臨床預后的關系[7-19]，但結果并不一致。本研究通過Meta分析系統評價XRCC1Arg399Gln位點多態性與結直腸癌患者的鉑類藥物化療的敏感性和預后之間的關系，現報道如下。

1 材料和方法

1.1 文獻檢索 文獻檢索以下數據庫：PubMed、Embase、the Cochrane Library、Web of Science databases、中國知網、中國生物醫學文獻數據庫和萬方數據庫，檢索時限均從建庫起至2019年11月。檢索詞為“X線修復交叉互補基因 1”“XRCC1”“結腸癌”“直腸癌”“結直腸癌”“化療”“X-ray Repair Cross Complementing Protein 1”“XRCC1Protein”“XRCC1DNA Repair Protein”“XRCC1”“Colorectal Neoplasm”“Colorectal Tumor”“Colorectal Carcinoma”“Colorectal Cancer”“Platinum”“FOLFOX”“XELOX”“Chemotherapy”“Oxaliplatin”等。根據各數據庫特點，結合自由詞和主題詞，運用布爾邏輯符、通配符和范圍運算符等制訂檢索式；通過手工檢索方式篩選納入文獻的參考文獻。

1.2 納入與排除標準

1.2.1 納入標準 國內外公開發表的隊列研究，語種限定為英文和中文：（1）研究內容涉及XRCC1Arg399Gln多態性與結直腸癌患者鉑類化療臨床結果之間的關聯，包括化療敏感性及預后；（2）療效評價標準依據WHO標準或實體瘤療效評定標準評定療效，包括疾病完全緩解（complete response，CR）、部分緩解（partial response，PR）、疾病穩定（stable disease，SD）、疾病進展（partial disease，PD），以CR+PR或CR+PR+SD為化療敏感性的評價指標；以無進展生存期（progression-free survival，PFS）和總生存率（overall survival，OS）為化療預后的評估指標。（3）原始數據直接或者間接提供了比值比（OR）、風險比（HR）及其 95%CI。

1.2.2 排除標準 （1）動物研究或者結直腸癌細胞系的基礎實驗研究；（2）文獻類型為綜述、會議或病例報告；（3）文獻數據關鍵信息缺失，數據不完整或者無法提取；（4）化療方案為新輔助化療；（5）重復發表的論文。

1.3 文獻篩選、數據提取與文獻質量評價 由2位研究者根據納入和排除標準獨立進行。提取的內容包括第一作者姓名、發表年份、國家、種族、患者數量、單核苷酸多態性檢測方法、化療方案和臨床結果。最后對所有結果進行交叉核對，若作者之間存在分歧，則交由第3方進行判定。對于數據庫無法獲得的文獻，則盡量與原作者聯系予以補充。方法學質量評價采用紐卡斯爾-渥太華量表（newcastle-ottawa scale，NOS），評價內容包括研究人群選擇、可比性、暴露評價和結局評價3個方面，每方面 3分，滿分為 9分，0～3分、3～6分、≥7分分別被定義為低、中、高質量文獻。

1.4 統計學處理 根據Thakkinstian等[6]從研究中提取基因型數據的方法，對XRCC1Arg399Gln位點野生型（GG基因型）、突變雜合型（AG基因型）和突變純合型（AA 基因型），計算 3個合并OR值：AA vs GG（OR1），AG vs GG（OR2），AA vs AG（OR3）。所得到的OR值用來選擇最合適的遺傳模型進行下一步的檢驗。（1）OR1=OR3≠1 和OR2=1，推薦采用隱性模型；（2）OR1=OR2≠1和OR3=1，推薦采用顯性模型；（3）OR2=1/OR3≠1 且OR1=1，推薦采用超顯性模型；（4）OR1＞OR2＞1 和OR1＞OR3＞1（或OR1＜OR2＜1 和OR1＜OR3＜1），推薦采用共顯性模型。

數據采用Stata 15.1統計軟件進行Meta分析。化療敏感性用OR值表示，PFS和 OS用HR值表示，以95%CI評估效應量。首先采用CochraneQ檢驗判斷各研究結果間的異質性，若各研究之間無統計學異質性和臨床異質性（P≥0.1，I2＜50%），采用固定效應模型分析；反之采用隨機效應模型分析，并采用Galbraith星狀圖進行異質性分析尋找異質性來源。采用Egger’s檢驗來評估發表偏倚。

2 結果

2.1 檢索結果 初步檢索文獻300篇，按照納入、排除標準逐一篩查文獻，最終獲得文獻19篇，其中14篇為英文文獻，5篇為中文文獻，共計2 382例結直腸癌患者。在19項研究中，患者都接受了以鉑類藥物為基礎聯合化療的一線治療方案。納入研究的基本情況及質量評價結果見表1。

2.2 Meta分析結果

2.2.1 化療敏感性 共14項研究[7-19]報道了結直腸癌患者中XRCC1Arg399Gln位點多態性與鉑類藥物化療敏感性之間的關系，其中7項研究[7-13]詳細報道了AG基因型、AA基因型、GG基因型與化療敏感性的關系，進一步合并效應量計算OR值：（OR1=0.52，95%CI：0.18 ～1.53，P=0.233），I2=63.4%，P=0.012；（OR2=0.72，95%CI：0.53～0.98，P=0.038），I2=7.6%，P=0.370；（OR3=0.77，95%CI：0.34～1.75，P=0.536），I2=44.6%，P=0.094。采用Galbraith星狀圖對OR1及OR3進行異質性分析，結果顯示Gan等[9]的研究是異質性的來源，剔除此項研究后異質性有效下降（OR1=0.34，95%CI：0.18～0.67，P=0.002），I2=36.5%，P=0.164；（OR1=0.52，95%CI：0.28～0.96，P=0.037），I2=18.4%，P=0.294。根據 Thakkinstian 等[6]所提供的方法推薦使用共顯性模型（AG vs GG；AA vs GG）進行Meta分析；其余7項研究[13-19]只報道了顯性模型（AA+AG vs GG）與化療敏感性的關系，因此筆者采用顯性模型及共顯性模型評估XRCC1Arg399Gln位點多態性與鉑類藥物化療敏感性之間的關系。14項研究中8項研究[7-9，13-17]的研究評價化療有效的標準為CR+PR，其余6項研究[10-12，18-20]的研究判定化療有效的標準為CR+PR+PD，故分別進行亞組分析。

AA+AG vs GG：共納入 14 項研究[7-17，19，20，24]，結果顯示各研究間存在統計學異質性（I2=49.5%，P=0.018），故采用隨機效應模型進行分析，Meta分析結果顯示，AA+AG基因型與GG基因型患者化療敏感性比較差異有統計學意義（OR=0.56，95%CI：0.39～0.79，P=0.001）。采用Galbraith星狀圖進行異質性分析，結果顯示Gan等[9]的研究是異質性的來源，剔除此項研究后剩余13項研究[7-8，10-17，19-20，24]異質性降低（I2=27%，P=0.172），故采用固定效應模型進行Meta分析，結果顯示XRCC1Arg399Gln位點顯性模型（AA+AG vs GG）與結直腸癌患者鉑類藥物的化療敏感性存在相關性（OR=0.50，95%CI：0.38～0.65，P=0.000），見圖1。剔除Gan等[9]的研究后，根據化療有效率進行亞組分析，結果提示在CR+PR組及CR+PR+SD組患者化療敏感性比較差異有統計學意義：CR+PR組（OR=0.51,95%CI：0.37～0.83，P=0.000）；CR+PR+SD組（OR=0.46，95%CI：0.29～0.75，P=0.002），見圖 3；按照種族進行亞組分析，結果提示在亞洲人群中，兩組患者化療敏感性比較差異有統計學意義（OR=0.43,95%CI：0.32～0.58，P=0.000）；而在高加索人群中，兩組患者化療敏感性比較差異無統計學意義（OR=0.93，95%CI：0.50～1.72，P=0.816），見圖 2。

表1 納入研究的基本特征

AG vs GG：共納入7項研究[7-13]，各研究間不存在統計學異質性（I2=7.6%，P=0.370），故采用固定效應模型進行分析，總體Meta分析結果顯示XRCC1Arg399Gln位點雜合子遺傳模型（AG vs GG）與結直腸癌患者的鉑類藥物化療敏感性存在相關性（OR=0.72，95%CI：0.53～0.98，P=0.038），見圖3。亞組分析結果顯示在CR+PR組中，兩組患者化療敏感性比較差異有統計學意義（OR=0.70，95%CI：0.49～0.99，P=0.046）；而在 CR+PR+SD組中，兩組患者化療敏感性比較，差異無統計學意義（OR=0.80，95%CI：0.40～1.58，P=0.516），見圖 3。

圖1 XRCC1 Arg399Gln多態性顯性模型（AA+AG vs GG）對以鉑類藥物為基礎的化療敏感性影響的Meta分析森林圖（化療療效評價標準亞組）

圖2 XRCC1 Arg399Gln多態性顯性模型（AA+AG vs GG）對以鉑類藥物為基礎的化療敏感性影響的Meta分析森林圖（種族亞組）

圖3 XRCC1 Arg399Gln多態性雜合子模型（AG vs GG）對以鉑類藥物為基礎的化療敏感性影響的Meta分析森林圖（化療療效評價標準亞組）

AA vs GG：共納入7項研究[7-13]，各研究間存在統計學異質性（I2=63.4%，P=0.012），故采用隨機效應模型進行分析，Meta分析結果顯示AA基因型與GG基因型患者化療敏感性比較，差異無統計學意（OR=0.52，95%CI：0.18～1.53，P=0.233）。采用 Galbraith星狀圖進行異質性分析，剔除 Gan 等[9]的研究后，剩余 6 項研究[7-8，10-13]間異質性有效降低（I2=36.5%，P=0.164），采用固定效應模型進行分析，總體Meta分析結果顯示XRCC1Arg399Gln位點純合子遺傳模型（AA vs GG）與結直腸癌患者的鉑類藥物化療敏感性存在相關性（OR=0.34，95%CI：0.18～0.67，P=0.002），見圖 4。剔除 Gan 等[9]的研究后，按照化療有效率進行亞組分析，結果提示在CR+PR組中，兩組患者化療敏感性比較差異有統計學意義（OR=0.26，95%CI：0.09～0.75，P=0.013）；而在 CR+PR+SD 組中，兩組患者化療敏感性比較，差異無統計學意義（OR=0.43，95%CI：0.18～1.05，P=0.064），見圖 4。

圖4 XRCC1 Arg399Gln多態性純合子模型（AA vs GG）對以鉑類藥物為基礎的化療敏感性影響的Meta分析森林圖（化療療效評價標準亞組）

2.2.2 OS AA vs GG：共納入 5 項研究[9-10，16，21，24]，各研究間統計學異質性較大（P=0.000，I2=83.3%），采用隨機效應模型進行分析，Meta分析結果顯示XRCC1Arg399Gln位點AA基因型與GG基因型患者鉑類藥物化療后的OS比較，差異無統計學意義（HR=1.18，95%CI：0.89～1.55，P=0.243）。采用 Galbraith 星狀圖進行異質性分析，結果顯示Liu等[21]的研究是異質性的來源，剔除此項研究后，剩余 4 項研究[9-10，16，24]間異質性有效降低（I2=32.0%，P=0.220），采用固定效應模型進行分析，Meta分析結果顯示兩組患者化療后的OS比較差異無統計學意義（HR=0.75，95%CI：0.56～1.06，P=0.10），見表 2。

AG vs GG：共納入 4 項研究[9，16，21，24]，各研究間不存在統計學異質性（I2=31.7%，P=0.222），采用固定效應模型進行合并分析，Meta分析結果顯示XRCC1Arg399Gln位點AG基因型與GG基因型患者鉑類藥物化療后的OS比較差異無統計學意義（HR=1.06，95%CI：0.84～1.35，P=0.616），見表 2。

AA+AG vs GG：共納入 2 項研究[9，16]，各研究間不存在統計學異質性（I2=0.0%，P=0.740），故采用固定效應模型進行分析，Meta分析結果顯示XRCC1Arg399Gln位點AA+AG基因型與GG基因型患者鉑類藥物化療后的OS比較差異無統計學意義（HR=0.79，95%CI：0.55～1.14，P=0.209），見表 2。

2.2.3 PFS AA vs GG：共納入 5 項研究[8，16，22-24]，各研究間無統計學異質性（I2=0.8%，P=0.411），采用固定效應模型進行分析，Meta分析結果顯示XRCC1Arg399Gln位點AA基因型與GG基因型患者鉑類藥物化療后的PFS 比較差異無統計學意義（HR=1.05，95%CI：0.75～1.46，P=0.790），見表 2。

AG vs GG：共納入 4 項研究[16，22-24]，各研究間無統計學異質性（I2=42.9%，P=0.135），采用固定效應模型進行分析，Meta分析結果顯示XRCC1Arg399Gln位點AG基因型與GG基因型患者鉑類藥物化療后的PFS比較差異無統計學意義（HR=1.01，95%CI：0.78～1.31，P=0.954），見表2。

AA+AG vs GG：共納入3項研究[14-16]，各研究間異質性較大（I2=89.8%，P=0.000），采用隨機效應模型進行分析，Meta分析結果顯示XRCC1Arg399Gln位點AA+AG基因型與GG基因型患者鉑類藥物化療后的PFS比較差異無統計學意義（HR=1.30，95%CI：0.45～3.73，P=0.632）。采用Galbraith星狀圖進行異質性分析，結果顯示Lv等[14]的研究是異質性的來源，剔除此項研究后，剩余2項研究[15-16]間異質性有效降低（I2=0.0%，P=0.507），采用固定效應模型進行分析，結果顯示兩組患者的PFS比較，差異無統計學意義（HR=0.78，95%CI：0.50～1.21，P=0.269），見表 2。

表2 XRCC1 Arg399Gln位點多態性與結直腸癌患者化療后PFS和OS的Meta分析

納入研究中只有一項研究[25]比較了XRCC1Arg399Gln位點隱性模型（AA vs AG+GG）與結直腸癌患者鉑類藥物化療后的PFS，其結果顯示兩組比較差異無統計學意義（HR=1.71，95%CI：0.92～3.19，P=0.09）[25]。

2.3 發表偏倚分析 對XRCC1Arg399Gln多態性顯性基因模型、純合子模型、雜合子模型，采用Egger’s直線回歸方程檢測發表偏倚，在OS組的顯性模型中（AA+AG vs GG）因僅納入2篇文獻未能得到Egger’s檢驗P值，其余各檢驗結果P值均＞0.05，提示無發表偏倚。

3 討論

鉑類藥物作為臨床上多種晚期惡性腫瘤的一線化療藥物，通過形成Pt-DNA加合物誘導腫瘤細胞發生程序性死亡[2]，但是上述損傷可通過DNA修復途徑修復，從而使得鉑類藥物的化療效果受到影響[1]。DNA損傷修復途徑及其機制是近年來鉑類藥物耐藥研究的重要方向，DNA修復基因單核苷酸變異導致的DNA修復能力差異是不同個體對藥物敏感性差異的重要原因[4]。XRCC1基因的多態性和癌癥預后生存之間的關系，被認為可能是預測不同化療反應及療效的基因位點[5]。Duell等[26]在北卡羅來納州一項病例對照研究中報道了在非裔美國人中，XRCC1Arg399Gln位點AA基因型或AG基因型與GG基因型相比較使乳腺癌的患病風險增高，但是在高加索人群中卻沒有發現這一現象。這表明XRCC1Arg399Gln位點多態性對乳腺癌患病風險的影響可能取決于種族類型[26]。

本研究在全面檢索相關文獻的前提下，應用Meta分析對納入的19篇研究、2 382例研究對象進行分析，使用OR、PFS和OS作為主要參數來評估XRCC1基因Arg399Gln多態性與結直腸癌患者接受鉑類藥物化療的療效和預后之間的關系。研究分析表明，XRCC1基因Arg399Gln多態性在顯性及共顯性模型下與結直腸癌患者的化療敏感性相關。此外，按種族亞組分析，在顯性模型中亞洲人群攜帶AG基因型和AA基因型患者的化療敏感型顯著低于攜帶GG基因型的患者。但在高加索人群中沒有發現這一現象，推測可能是XRCC1Arg399Gln位點A等位基因或AA基因型對高加索結直腸癌患者的影響減弱，或小樣本研究不足以檢測到輕微的影響。需要更大規模的研究和進一步的臨床試驗來證實這一結論。

上述數據表明，XRCC1等位基因的突變的確與結直腸癌患者鉑類藥物治療敏感性的降低相關，攜帶XRCC1Arg399Gln位點有利基因型GG的患者比攜帶AG或AA基因型的患者更有可能對鉑類藥物的化療有效。

本分析的優勢在于證實了XRCC1Arg399Gln位點多態性與結直腸癌患者鉑類藥物化療敏感性之間的關聯。但缺點是本項研究中化療療效的評定標準有兩種，評定方式不同可能會在本Meta分析中造成一些偏差和異質性，但不太可能改變主要結論。鉑類化療藥物長期用于晚期結直腸癌患者的治療，兩種化療療效評定方式都是可取的，并且在納入文獻較多的顯性模型中，兩組亞組分析結果均可得出XRCC1Arg399Gln位點多態性與結直腸癌患者鉑類化療藥物敏感性相關這一結論。

本文對近幾年發表的相關文獻進行補充，新增了11篇文獻，并分析了XRCC1Arg399Gln位點多態性與結直腸癌患者化療后OS之間的關系，本文納入文獻較全，Meta分析結果可靠，結論可信。

本次Meta分析仍存在一定局限性，包括：（1）納入的大多數研究在研究設計上存在差異，例如患者腫瘤分期不同，以及不同的鉑類聯合方案差異可能會影響Meta分析結果；（2）盡管結論得出XRCC1Arg399Gln位點多態性與高加索人群結直腸癌患者的鉑類化療敏感性無關，但是考慮進行種族分析后，研究納入例數較少，仍需擴大樣本進一步明確結果。

綜上所述，本研究表明XRCC1基因Arg399Gln位點多態性與亞洲結直腸癌患者接受鉑類藥物聯合化療的化療敏感性相關，可推薦作為預測和判斷晚期結直腸癌患者化療療效的檢測指標。