心臟轉錄因子GATA4基因單核苷酸多態性與先天性心臟病關系的Meta分析

陳紅燕，周文正，何子翼

重慶市婦幼保健院質量管理科，重慶 401147

先天性心臟?。╟ongenital heart disease，CHD）是指出生時心臟或大血管結構和/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]。作為我國最主要的出生缺陷之一，CHD盡管在內外科治療上取得了顯著成效，但仍有部分患者必須長期經受心血管并發癥的困擾，治療過程中的高昂費用、高致殘率均為家庭和社會帶來了極大的心理和經濟負擔。多中心研究表明，近年來國內CHD總量和一些亞型的發病均呈上升趨勢[3]。心臟轉錄因子是在心臟發育基因表達過程中起著重要調控作用的轉錄活化因子，其突變是遺傳因素基因方面的主要致病原因。前期已有的針對心臟轉錄因子的研究由于單一位點研究數量不足，主要針對幾個熱門基因相關位點的關系研究，該研究即以重要心臟轉錄因子GATA4基因單核苷酸多態性（single nucleotide polymorphism，SNP）在CHD病例和正常對照之間的分布差異為研究內容，探索GATA4基因單核苷酸多態性與先天性心臟病易感性之間的關聯。

1 資料與方法

1.1 納入及排除標準

納入標準：①不合并其他畸形的單純先天性心臟病人群研究；②病例對照研究；③含有研究基因SNP是否發生突變或等位基因頻率信息；④出現相同研究對象的多篇文章，選取研究內容更全面且時間更近者。排除標準：①研究對象不具有人群代表性；②綜述、重復報告。

1.2 檢索策略

以“GATA4”“先天性心臟病”“單核苷酸多態性”及其相應英文表達作為檢索關鍵詞，檢索PubMed、Web of Science、中國期刊全文數據庫（CNKI）、萬方數據庫、維普數據庫從建庫到2020年8月發表的文獻。為保證查全率，對發表的高質量綜述也進行了查看，補充納入文獻，減量避免遺漏。

1.3 數據提取

文獻檢索由兩人同時進行，采用Endnote進行文獻整理，首先通過閱讀標題、作者、年份等信息剔除重復文獻，再通過閱讀摘要、關鍵詞剔除明顯不符合納入標準的文獻。再次檢索該研究主題高質量文章所引用的參考文獻。檢索完畢后，對于余下文章進行全文通讀，并記錄以下信息：作者、發表年份、研究國別、病例數、對照數、研究SNP位點及突變類型（有模型檢驗者，記錄下相應的等位基因頻率）、CHD類型、是否符合Hardy-Weinberg平衡。

1.4 質量評價

該研究采用Newcastle-Ottawa Scale（NOS）文獻質量評價量表進行文獻的質量評價，分別從選擇、可比性、暴露3個方面共9點進行文獻質量評價，當文獻得分大于等于7分，即認為研究質量較高。兩名研究者在文獻篩選、數據提取及NOS評分出現分歧時，邀請第三名研究者共同進行討論并達成共識。

1.5 統計方法

采用Revman5.3進行Meta分析，對于納入文獻≥2篇的同一個SNP突變位點與CHD的研究，即可進行合并分析。分別計算研究位點是否突變、突變等位基因模型相應的OR值及95%置信區間（95%CI），檢驗水準α=0.05。納入研究P≥0.10或I2≤70%者，即認為不存在異質性，采用固定效應模型；反之，存在異質性，進行異質性排查，若無法消除，則采用隨機效應模型。對納入文獻數量較多的SNP位點必要時采用敏感性分析，評估結果穩定性，并使用“漏斗圖”分析發表偏倚的存在情況。

2 結果

2.1 納入文獻匯總

該次研究初檢索共檢出352篇相關文獻，剔除重復文獻、閱讀題目和摘要后剩余71篇，進行全文通讀，最后共納入22篇研究文獻，共包含CHD病例4 575例，正常對照組5 225例。收集到文獻最早年份為2008年，最近年份為2019年。納入研究中，13篇文獻未提及Hardy-Weinberg平衡檢驗，少數未考慮病例對照組匹配問題，所有研究NOS平均分7.36分，文獻基本情況，見表1。

表1 納入22篇文獻的基本信息

2.2 Meta分析結果

2.2.1 整體情況 結果顯示，位點99G＞T（rs56166237）是否出現突變，354A＞C（rs867858）位點純合子模型（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）位點突變雜合子模型（CT VS.TT）、1220C＞A（rs115099192）位點是否發生突變OR＞1，提示為CHD發生危險因素。563C＞G（rs12825）位點等位基因模型（G VS.C），1521C＞G（rs3203358）位點純合子、雜合子、等位基因模型OR＜1，提示以上SNP為CHD發生的保護因素，見表2。

表2 GATA4基因單核苷酸多態性與先天性心臟病的關系

2.2.2 99G＞T （r s56166237） 位 點 突 變 研究rs56166237位點突變納入文獻共8項，單一納入文獻對該位點突變的研究均提示無統計學意義，但進行Meta分析整合后，OR值及95%置信區間為1.53（1.07～2.18），并且顯示無異質性，繪制漏斗圖也提示并無發表偏倚，說明是否發生突變在CHD組和正常對照組差異有統計學意義，見圖1（A,B）。

圖1 （B）99G＞T（rs56166237）位點漏斗圖

圖1 （A）99G＞T（rs56166237）位點森林圖

2.3 敏感性分析及發表偏倚評價

對于99G＞T（rs56166237）、354A＞C(rs867858)位點研究進行敏感性分析，逐篇排除各研究文獻對Meta分析結果的影響，結果顯示各研究對合并效應值改變不大，同時漏斗圖也提示無發表偏倚，表明分析結果穩健。1220C＞A(rs115099192)位點研究，當排除丁凡等的研究時，研究結果提示無顯著性，OR值為2.80（0.87～9.07），因此對所得結論應持謹慎態度。

3 討論

研究顯示，過去40年間我國整體先天性心臟病發生率呈上升趨勢，從1980—1984年的0.201‰上升至2015—2019年的4.905‰[26]。另有針對特定區域的研究提出，發病率根據地域不同分布在7‰～22.9‰[27-28]。盡管醫療技術進步為患者的生活質量帶來明顯改善，但有跡象表明，先天性心臟病患兒發育問題發生率有所上升，如感覺障礙、智力障礙、學習障礙等[2]。為有效減少疾病負擔，盡可能做到早發現、早診斷，提出有效的防治措施，對于病因和機制的探究仍是需要持續關注的問題。鋅指蛋白轉錄因子GATA4，位于染色體8p22-23，與絲裂原活化蛋白激酶信號通路密切相關，主要表達于心臟、性腺及肝臟中，參與心臟環化、心房心室發育、房室瓣形成及動脈干分割，是心臟早期發育最重要的轉錄因子之一[29]。

99G＞T(rs56166237)是GATA4基因編碼序列第99位的鳥嘌呤替換為胸腺嘧啶，屬于外顯子區域的堿基突變。雖然堿基發生改變，但仍然編碼相同的氨基酸，即發生同義突變。該Meta分析研究發現，99G＞T(rs56166237)同義突變可能是CHD發生的危險因素，與早期Zhang等[3]、劉興元等[8-9]、許細財等[14]研究結論相反。因納入的各項研究樣本量分布較為均勻，無某項研究起決定性主導作用，故根據Meta分析的結果，考慮原因為之前單一文獻研究樣本量偏少，合并分析后，效應顯現。文獻表明外顯子SNP同義突變雖不改變蛋白質種類，但可能會對轉錄后剪切機制產生影響，因此即使是同義突變，也可能在轉錄后進程中發生改變[30]。354A＞C(rs867858)位點研究結果與黃雄[16]、李棟[13]研究結果一致，基因型CA/AA、基因型CC/AA以及C等位基因相對于A等位基因的頻率在CHD患者與正常對照中有顯著差異，OR值及95%CI＞1，突變可能是CHD發生的危險因素。該位點位于mRNA3’-UTR區中相關microRNA的結合區域，通過對相應microRNA靶基因調控功能的影響使得基因轉錄活性發生改變，可能影響轉錄后mRNA的降解或翻譯抑制水平，或導致mRNA二級結構折疊錯誤。1521C＞G(rs3203358)位點同樣位于3’-UTR區，同樣可能通過與相應microRNA結合，調控靶基因表達，突變提示可能為CHD的保護因素，但目前研究文獻較少，有待進一步擴大研究。

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之上，目前針對心臟轉錄因子的基因SNP，同時包括基因型和等位基因測序結果的研究數量仍有限，也不足以以某一種類型的先心病，例如VSD、ASD、TOF等亞組進行合并分析；基因與基因，基因與環境之間的交互作用都有可能對CHD的發生產生影響；另外目前絕大多數研究對象均為患兒本身，今后還需要多結合親代雙親的基因多態性進行分析，更加有助于早期診斷。