DNA損傷修復基因XRCC1 rs25487單核苷酸多態性與男性不育關系的Meta分析

楊蕊瓊，惠玲，馬俊，唐瑜

(1.甘肅中醫藥大學臨床醫學院，蘭州 730000；2.聯勤保障部隊第940醫院基礎醫學實驗科 甘肅省干細胞與基因藥物重點實驗室，蘭州 730050)

目前，全世界受到不孕不育癥困擾的育齡夫婦約10%～15%左右，其中男性不育約占 50%[1]。與其他細胞相比生殖細胞對DNA損傷劑極其敏感，生殖細胞DNA的損傷被認為是導致生精失敗和男性不育的主要原因之一[2-3]。然而，人類基因組中存在一套完整的DNA損傷修復系統可應對DNA損傷，從而保持基因組的完整性。DNA損傷修復系統可歸納為堿基切除修復(Base excision repair，BER)、核苷酸切除修復(Nucleotide excision repair，NER)、錯配修復(Mismatch repair，MMR)和雙鏈斷裂修復(Double-strand break repair，DSBR)。X線修復交叉互補基因1(X-ray repair cross-complementary gene 1，XRCC1)是第一個被克隆出來的在BER途徑中起關鍵作用的支架蛋白，可將不同成分招募到DNA損傷部位，提高BER修復途徑的效率[4]。XRCC1基因位于19q13.2，包含17個外顯子[5]。研究發現XRCC1單核苷酸多態性(Single nucleotide polymorphism，SNP)可能會改變DNA修復能力，并且可能會影響疾病易感性[6-7]。隨著DNA 測序技術的發展，發現XRCC1基因常見的單核苷酸多態性有可能阻礙正常的精子發生，從而導致男性不育。目前XRCC1基因 Gln399Arg(rs25487)多態性與男性不育的關系尚存在爭議。本研究納入既往報道的相關文獻，采用Meta分析以綜合評價XRCC1 rs25487多態性與男性不育發病風險之間的關系。

資料與方法

一、文獻檢索

通過計算機系統檢索PubMed、中國生物醫學文獻數據庫(CBM)、中國知網及萬方數據庫中已發表的涉及XRCC1基因多態性與男性不育相關性的研究。中文數據庫中關鍵詞選擇“人類X線修復交叉互補基因1”“基因多態性”“XRCC1”“rs25487”及“男性不育”等。英文數據庫檢索詞選擇“X-ray repair cross-complementary gene 1”“XRCC1”“SNP”“rs25487”“polymorphism”和“male infertility”“Oligozoospermia”等。

二、文獻選擇標準

1. 納入標準：(1)公開發表的評價XRCC1單核苷酸多態性與男性不育相關性的中英文病例-對照研究；(2)研究對象為男性不育癥患者；(3)報道了病例組和對照組的各基因型頻數，并能計算出優勢比(OR)及其95%可信區間(95%CI)；(4)同一研究若重復發表時取最新發表的文獻；(5)對照組基因型分布遵循哈迪-溫伯格平衡(Hard-Weinberg equilibrium，HWE)檢驗。

2. 排除標準：(1)研究類型不是病例對照研究；(2)不能獲取原始數據，無法計算OR及95%CI；(3)對照組的基因型分布不符合HWE；(4)研究數據重復使用；(5)實驗設計不嚴謹的文獻。

三、文獻篩選及質量分析

文獻篩選工作由兩名研究人員嚴格按照納入及排除標準進行，并采用Endnote軟件篩選，互相核對，出現結果差異時與第3位評價員通過協商解決。對所納入文獻采用Newcastle-Ottawa scale(NOS)標準進行質量分析。

四、數據提取

對納入的文獻提取下列數據：(1)研究的基本信息(第一作者姓名、發表時間、研究地點、研究人群、研究類型)；(2)基因分型方法，包括聚合酶鏈式反應(PCR)、限制性片段長度多態性(Polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism，PCR-RFLP)、水解探針法(TaqMan)等；(3)數據的信息(病例組和對照組人數、病例組和對照組的各基因型和等位基因頻數、HWE檢驗的P值等)。

五、統計學分析

將所納入的數據運用Review Manager 5.3軟件進行統計學處理，采用OR及95%CI進行數據分析，以P<0.05為差異具有統計學意義。利用HWE確認研究樣本的群體代表性(若P>0.05，表示研究對照組的結果符合HWE；若P<0.05，表明不符合HWE)。異質性檢驗采用P和I2檢驗，若I2>50%以及P<0.05則說明具有顯著異質性，需采用隨機效應模型進行分析；若P≥0.05提示異質性較小時則采用固定效應模型進行分析，同時計算OR值和95%CI，并分析引起異質性可能的因素。I2<25%，25%≤I2<50%，I2≥50%，分別表示低度、中度和高度異質性。最后通過egger’s檢驗和漏斗圖評估本項研究是否存在發表偏倚。

結 果

一、納入文獻基本情況

按檢索策略，初步檢索到相關文獻95篇，按剔除標準剔除82篇，得到13篇，通讀全文后排除5篇，再根據是否符合HWE檢驗又剔除1篇[8]，最終納入7篇文獻[9-15](圖1)。發表年份為2007～2019年，研究人群為亞洲人和高加索人。所有研究中對照組基因型分布均符合HWE平衡?；蚍中偷姆椒镻CR-RFLP。各項研究病例組均已排除具有導致精子發生障礙的原因，精液檢查為無精子癥或嚴重少精子癥不育男性；對照組為正常的健康男性(表1)。

圖1 文獻的納入與排除過程

表1 Meta分析中7篇文獻 XRCC1 rs25487基因型的主要特征

二、Meta分析結果

1. 等位基因模型與男性不育的Meta分析：結果顯示，等位基因模型A vs. G：OR=1.06，95%CI(0.83，1.36)，P=0.64。提示在等位基因模型中XRCC1 rs25487與男性不育發生無明顯相關性(圖2)。

圖2 等位基因模型與男性不育的Meta分析(A vs. G)

2. 顯性模型與男性不育的Meta分析：結果顯示，顯性模型AA+AG vs. GG：OR=1.08，95%CI(0.76，1.54)，P=0.67。提示在顯性模型中XRCC1 rs25487與男性不育發生無明顯相關性(圖3)。

圖3 顯性模型與男性不育的Meta分析(AA+AG vs. GG)

3.隱性模型與男性不育的Meta分析：結果顯示，隱性模型AA vs. GG+AG：OR=1.03，95%CI(0.77，1.36)，P=0.85。提示在隱性模型中XRCC1 rs25487與男性不育發生無明顯相關性(圖4)。

圖4 隱性模型與男性不育的Meta分析(AA vs. GG+AG)

4.純合模型與男性不育的Meta分析：結果顯示，純合模型AA vs. GG：OR=1.03，95%CI(0.77，1.36)，P=0.85。提示在純合模型中XRCC1 rs25487與男性不育發生無明顯相關性(圖5)。

圖5 純合模型與男性s不育的Meta分析(AA vs. GG)

5.雜合模型與男性不育的Meta分析：結果顯示，雜合模型AG vs. GG：OR=1.04，95%CI(0.72，1.51)，P=0.82。提示在雜合模型中XRCC1 rs25487與男性不育發生無明顯相關性(圖6)。

圖6 雜合模型與男性不育的Meta分析(AG vs. GG)

6.分層分析XRCC1 rs25487多態性與男性不育發生之間的危險因素：根據種族和病例數(>200和<200)不同進一步分層分析，在5種比較模型中，結果顯示差異無統計學意義(P>0.05)，表明種族和病例數不是XRCC1 rs25487多態性與男性不育發生之間的危險因素(表2)。

表2 XRCC1 rs25487在5種比較模型中的結果

三、敏感性和發表偏倚分析

將5種基因型模型中的單個研究逐個剔除后重新獲得其他研究合并的OR值及95%CI，結果顯示剔除單個研究后Meta分析結果均未發生顯著變化，可以判定最終的合并效應量較穩定。但在剔除Garcia-Rodriguez(2018)等[10]、Gu(2007)等[11]兩篇文獻后5種模型比較中的異質性均有不同程度的降低，并且結果顯示在等位基因模型中A vs. G：OR=1.23，95%CI(1.05，1.43)(P=0.009)，說明這兩篇文章是異質性的主要來源(表3)。采用egger’s檢驗和繪制漏斗圖形，結果顯示等位基因模型、顯性模型、隱性模型、純合模型和雜合模型的漏斗圖基本對稱，沒有明顯的發表偏倚情況(圖7)。

表3 XRCC1 rs25487在5種比較模型中調整后的結果

圖7 XRCC1 rs25487在5種比較模型中的Meta分析漏斗圖

討 論

男性不育的發生受多種因素的干擾，而遺傳因素占主導地位，其中精子的發生最為關鍵。精子的產生是一個多步驟、多條件、多階段的過程。生精細胞如持續受到內源性物質(如活性氧等)和外源性物質(例如射線、化學毒物等)影響，會導致大量DNA受損，繼而造成男性生育功能障礙[16]。因此，通過DNA修復維持精子DNA的完整性是男性正常生育的一項重要環節。XRCC1基因在BER修復途徑中起重要作用，其作為連接體與DNA聚酶β、 DNA連接酶Ⅲ、多聚ADP核糖聚合酶以及多核苷酸激酶等結合，通過一系列反應形成DNA損傷修復系統，參與各種損傷造成的堿基切除修復和單鏈斷裂修復[17-18]。DNA修復能力減弱可能會增加生殖細胞及生精相關基因的突變風險，進一步導致精子發生的失敗，引起精子減少甚至出現無精子癥[19]。從2007年開始，一些病例對照研究發現XRCC1基因多態性可能會增加男性不育的風險[11]。近年來，關于XRCC1基因多態性rs25487與男性不育發生的相關性實驗研究有很多，但結果存在較大的爭議。本文所納入的7篇文獻中，Garcia-Rodriguez等[10]、Gu等[11]、Zheng等[13]、姚佳欣等[14]和張健等[15]的研究結果認為XRCC1 rs25487基因多態性與男性不育有相關性，而Akbas等[9]和Ji等[12]的研究結論認為沒有相關性。后來，Singh等[20]的研究也發現XRCC1 rs25487與男性不育無相關性。可見不同的研究由于研究背景及人群的不同結果也會有所差異。因此，本研究運用Meta分析方法對所納入的既往文獻進行整理綜合統計，以期得到更為客觀、真實的評價結果用于指導臨床和實驗研究。

本研究共納入7篇病例對照試驗，其中病例組1 579例，對照組1 013例。對各項納入研究進行HWE檢驗，均符合平衡(P>0.05)。整體分析顯示，在5種比較模型中，XRCC1 rs25487多態性與男性不育發生之間無相關性。異質性檢驗提示各項研究均存在中、高度異質性，當去除Garcia-Rodriguez(2018)等[10]，Gu(2007)等[11]兩篇文獻后，5種模型比較中的異質性均有不同程度的降低，說明這兩篇文獻是主要異質性的來源。我們根據種族和病例數(>200和<200)不同進一步分層分析顯示，亞組分析結果顯示差異仍無統計學意義(P>0.05)。發表偏倚情況采用egger’s檢驗和繪制漏斗圖形，未發現明顯的發表偏倚，證明研究結論可靠。

本次Meta分析雖然按照嚴格納入標準和文獻篩選過程進行，但仍存在一些不足。首先，文獻納入數量較少，僅有7篇，數據分析結果存在一定偶然性誤差；其次，納入人群僅為亞洲人和高加索人，由于不同種族的生活習俗、遺傳背景及飲食習慣的差異可能對本結果的穩定性產生干擾；最后，部分患者的詳細信息(生活習俗、工作狀態、身體狀況及家族病史情況等)文獻中采集不夠準確，存在一定干擾因素。因此，后續有待于臨床上開展多中心、大樣本的高質量病例對照或隊列研究以獲得更嚴謹、科學的結論。