秦胜花,孙芹,李小媚,王倩倩,樊洁华,申超燕,庞棋期,于祥远
(1桂林医学院附属医院,广西桂林,541001;2中国人民解放军第306医院;3桂林医学院公共卫生学院)
血管紧张素Ⅰ转换酶基因插入/缺失多态性与2型糖尿病肾病关系的系统评价
秦胜花1,孙芹2,李小媚3,王倩倩3,樊洁华3,申超燕3,庞棋期3,于祥远3
(1桂林医学院附属医院,广西桂林,541001;2中国人民解放军第306医院;3桂林医学院公共卫生学院)
目的 探讨血管紧张素I转换酶(ACE)基因插入/缺失(I/D)多态性与2型糖尿病肾病(T2DN)的关系。方法 检索PubMed、Google Scholar数据库以及外文医学信息资源检索平台(FMRS)2016年3月20日前相关文献,用Review Manager5.0以及Stata12.0软件对所纳入研究数据进行统计分析,以合并OR值及相应95%置信区间(95%CI)评估ACE基因I/D多态性与T2DN的关系。结果 共39篇文献纳入本研究,包含研究对象18 996例,其中T2DN患者8 131例,2型糖尿病(T2DM)无DN者10 865例。与ACE基因I/D多态性D等位基因相比,I等位基因可显著降低T2DM患者继发DN的风险,其整体合并效应的OR值及相应95%CI分别为0.72、0.64~0.80。在显性和隐性遗传模型下,总体相对发病风险的OR分别为1.22(95%CI为1.08~1.37)和1.15(95%CI为1.02~1.29)。ACE基因I/D多态性与亚洲人群T2DN发病风险显著相关,在显性和隐性遗传模型下相对发病风险的OR分别为1.31(95%CI为1.12~1.53)和1.22(95%CI为1.03~1.46),而ACE基因I/D多态性与白种人T2DN发病风险无明显相关。结论 ACE基因I/D多态性与T2DN关系密切,存在I等位基因的T2DM患者继发DN的风险低。ACE基因I/D多态性与亚洲人群T2DN发病风险显著相关,与白种人T2DN发病风险无关。
2型糖尿病;血管紧张素I转换酶;基因多态性;基因插入/缺失;糖尿病肾病
糖尿病肾病(DN)发病机理复杂,目前认为主要受到肾血流动力学异常、高血压、高血糖症、基因易感性、促生长因子增加以及其他环境因素等共同影响[1]。血管紧张素转化酶(ACE)基因插入/缺失(I/D)多态性可影响2型糖尿病(T2DM)患者血浆ACE水平,这可能与2型糖尿病肾病(T2DN)发病风险相关[2]。截至目前国内外已有多项病例-对照研究探讨ACE基因I/D多态性与DN的关系,但研究结果和结论却不一致。为明确ACE基因I/D多态性与T2DN的关系,本研究对ACE基因I/D多态性与T2DN的关系进行了Meta分析。现报告如下。
1.1 文献检索策略 以“ACE”、“polymorphism”、“Diabetics nephropathy”、“DN”检索PubMed、Google Scholar数据库以及外文医学信息资源检索平台(FMRS) 2016年3月20日之前文献。文献筛选由两名专业研究人员同时进行,对检索结果及研究数据进行整理汇总,若出现分歧则由第三人仔细阅读全文进行判定。文献纳入标准:①文献须为探讨ACE基因I/D多态性与T2DN的关系,且为具有独立研究资料的病例-对照研究,其中病例组为T2DN患者,对照组为无DN的T2DM患者;②纳入文献的语言限定为英文;③具有所研究位点基因型和/或等位基因频率等分型资料;④对照组基因型分布符合Hardy-Weinberg遗传平衡(HWE)定律。文献排除标准:① 研究对象为非2型糖尿病或不全为2型糖尿病者;②综述、病例报告、文摘等非病例-对照研究;③重复发表的数据。
1.2 资料提取 统一制定数据收集表,由两位研究者独立提取纳入文献数据资料,主要包括第一作者、发表时间、国家、种族、基因分型结果、对照组HWE遗传平衡情况等。若纳入文献涉及多个种族,则依照人群分别提取相应数据。
1.3 文献质量评价方法 采用Newcastle-Ottawa Scale (NOS) 病例-对照研究的质量评价量表[3],和星级系统半量化评估纳入文献质量,包括研究对象选择评价、病例-对照组可比性评价和暴露评价。每项评价设置评价条目,研究对象选择评价共4个评价条目,满分4星;病例-对照组可比性评价仅1个评价条目,满分2星;暴露评价共3个评价条目,满分3星。三项评价之和>7星则文献质量等级为高,4~6星为中,0~4星为低。
1.4 统计学方法 采用Review Manager5.0和Stata12.0统计软件。 ACE基因I/D多态性与DN发病风险评估以相对危险度OR值及相应95%置信区间(95%CI)进行描述;采用χ2检验评价对照组基因分型结果的HWE遗传平衡情况。采用Cochran Q检验各研究间异质性,P<0.05提示发表文献数据间存在明显异质性;I2值定量评价异质性大小,值越大提示异质性愈明显。设定异质性检验结果P<0.05或I2>50%,则提示各研究存在明显异质性,分析时采用随机效应模型;反之则采用固定效应模型。以Begg′s漏斗图和Egger′s线性回归分析纳入研究数据的发表偏倚情况[4,5]。Leave-one-out方法逐一剔除单个研究进行敏感性分析,用以评价单一研究对总体效应的影响。采用Meta回归分析种族是不是异质性产生的主要原因。
2.1 纳入文献基本资料特征及文献质量 共检索相关研究报道96篇,最终纳入合格文献39篇,共包含研究对象18 996例,其中T2DN患者8 131例,T2DM无DN者10 865例。纳入的39篇文献,采用NOS量表评估,得分为4~9星,平均得分为6.1星,提示纳入研究整体质量较高。
2.2 ACE基因I/D多态性与T2DN的关系 与ACE基因D等位基因相比,I等位基因可显著降低T2DM的发病风险,其整体合并效应的OR值为0.72(95%CI为0.64~0.80)。进一步以种族进行亚组分析,结果显示I等位基因在亚洲人群及白种人当中均能够降低T2DN的发病风险,与D等位基因携带者相比,其合并效应的OR值及相应分别为0.81 (95%CI为0.73~0.91)和0.57 (95%CI分别为0.49~0.66)。采用Cochran Q检验纳入数据间异质性,结果显示,所纳入各研究分型结果等位基因数据存在明显异质性(I2=81%,P<0.01)。
在显性和隐性遗传模型下,ACE基因I/D多态性均与T2DN有关,其总体相对发病风险的OR分别为1.22(95%CI为1.08~1.37)和1.15(95%CI为1.02~1.29)。进一步以种族进行亚组分析,结果发现两种遗传模型下,ACE基因I/D多态性与亚洲人群T2DN发病风险显著相关,相对发病风险的OR分别为1.31(95%CI为1.12~1.53和1.22(95%CI为1.03~1.46),而ACE基因I/D多态性与白种人T2DN发病风险无相关,OR分别为1.03(95%CI为0.90~1.17)和1.02(95%CI为0.92~1.14)。异质性检验结果显示,在显性和隐性遗传模型下,各研究基因型分布数据在亚洲人中存在显著异质性(显性模型:I2=63%,P<0.01;隐性模型:I2=52%,P=0.01),而在白种人中未发现显著异质性(显性模型:I2=0,P=0.65;隐性模型:I2=0,P=0.52)。
2.3 文献发表偏倚情况 Begg′s漏斗图和Egger′s线性回归分析结果显示,评价所纳入研究数据发表偏倚情况的散点图基本呈对称分布,进一步的统计学检验结果显示,Begg′s检验(P=0.468)和Egger′s检验(t=-1.05,P=0.301),表明本研究所纳入相关文献不存在明显发表偏倚。 将本研究所纳入文献逐一剔除,结果并未发现总体效应的OR及95%CI因单篇文献发生明显波动,说明本研究结果稳健性较好。同时,逐一剔除单个研究后,所纳入发表数据间的异质性检验结果未发生显著性变化。Meta回归分析种族因素对纳入数据间异质性的影响,结果显示,总体(t=1.63,P=0.113)、显性遗传模型(t=1.30,P=0.203)和隐性遗传模型(t=-1.33,P=0.193)下种族不是导致异质性产生的主要原因。
临床研究表明,21.05%的T2DM 患者的会发生T2DN,约5.0%的DN患者终末期出现肾功能衰竭,严重者可使患者残疾甚至死亡。目前认为DN的发生、发展过程伴随着多种遗传因素和环境因素共同作用。迄今已发现,ACE、内皮性一氧化氮合酶(eNOS)、葡萄糖转运蛋白-1 (Glut-1)、CDK5调节亚单位相关蛋白1类似物1(CDKAL1)、L-选择素、环氧化酶-2 (COX-2)、Klotho等[6~21]多个基因与T2DN发病有关,但目前DN的发病有关机制仍未完全阐明。人类ACE基因位于染色体17q23,全长约21 kb,包含26个外显子和25个内含子,其第16内含子一段287 bp的Alu重复序列的出现或缺失可导致I/D多态性。ACE是肾素-血管紧张素系统(RAS)的关键酶,通过将血管紧张素I转移成具有强烈收缩活性的血管紧张素II,以及灭活舒血管作用的物质缓激肽而在血管的生理调节中发挥关键作用。T2DN的发病机制较为复杂,研究表明,CDKAL1(rs7754840)、COX-2(启动子区-765G/C)、ACE(I/D)、Klotho(rs9536314、rs9527025、rs2149860)等基因单核苷酸多态性与DN的发生关系密切[19~21]。结果显示,与ACE基因I/D多态性D等位基因相比,I等位基因可显著降低T2DM患者继发DN的风险,其整体合并效应的OR值分别为0.72(95%CI为0.64~0.80),提示ACE基因该I/D多态性可能在某种程度上导致机体对DN的遗传易感性改变而与T2DM患者继发DN有关,这与Yu等[22]有关ACE基因I/D多态性与T2DN关系的研究结果一致。进一步以种族进行亚组分析,发现ACE基因I/D多态性与亚洲人群DN发病风险显著相关,合并OR及相应分别为1.31(95%CI为1.12~1.53)和1.22(95%CI为1.03~1.46),而在白种人当中未发现显著统计学意义。表明ACE基因I/D多态位点可能因种族不同而在不同人群中导致T2DM患者对DN的易感程度有所差异。
综上所述,ACE基因I/D多态性与T2DN有关,但因种族和地域的不同,导致个体可能对DN表现出不同程度的遗传易感性,I等位基因可显著降低T2DM患者继发DN的风险,推测其可能是防止2型糖尿病患者继发糖尿病肾病的保护性遗传因素。为进一步确证这一发现,有必要在今后的研究中优化病例-对照研究设计,验证ACE基因(I/D)多态性与T2DN之间的关系。
[1] Park HC, Choi SR, Kim BS, et al. Polymorphism of the ACE gene in dialysis patients: over expression of DD genotype in type 2 diabetic end-stage renal failure patients[J]. Yonsei Med J, 2005,46(6):779-787.
[2] Marre M, Bernadet P, Gallois Y, et al. Relationships between angiotensin I converting enzyme gene polymorphism, plasma levels, and diabetic retina l and renal complications[J]. Diabetes,1994,43(3):384-388.
[3] Wells G, Shea B, O′Connell D, et al. The Newcastle-Ottawa Scale (NOS) for assessing the quality of non-randomized studies in Meta-analysis[J]. Eur J Epidemiol, 2011,25(9):603-605.
[4] Peters JL, Sutton AJ, Jones DR, et al. Comparison of two methods to detect publication bias in meta-analysis[J]. JAMA, 2006,295(6):676-680.
[5] Egger M, Davey Smith G, Schneider M, et al. Bias in meta-analysis detected by a simple, graphical test[J]. BMJ, 1997,315(7109):629-634.
[6] Ahluwalia TS, Ahuja M, Rai TS, et al. ACE variants interact with the RAS pathway to confer risk and protection against type 2 diabetic nephropathy[J]. DNA Cell Biol, 2009,28(3):141-150.
[7] Fathi M, Nikzamir AR. Combination of angiotensin converting enzyme insertion/ deletion (I/D) (rs4646994) and VEGF polymorphism (+405G/C; rs2010963) synergistically associated with the development, of albuminuria in iranian patients with type 2 diabetes[J]. Iran Red Crescent Med J, 2015,17(2):19469.
[8] Hanyu O, Hanawa H, Nakagawa O, et al. Polymorphism of the angiotensin I-converting enzyme gene in diabetic nephropathy in type II diabetic patients with proliferative retinopathy[J]. Ren Fail, 1998,20(1):125-133.
[9] Jayapalan JJ, Muniandy S, Chan SP. Null association between ACE gene I/D polymorphism and diabetic nephropathy among multiethnic Malaysian subjects[J]. Indian J Hum Genet, 16(2):78-86.
[10]Lee YJ, Tsai JC. ACE gene insertion/deletion polymorphism associated with 1998 World Health Organization definition of metabolic syndrome in Chinese type 2 diabetic patients[J]. Diabetes Care, 2002,25(6):1002-1008.
[11] Movva S, Alluri RV, Komandur S, et al. Relationship of angiotensin-converting enzyme gene polymorphism with nephropathy associated with Type 2 diabetes mellitus in Asian Indians[J]. J Diabetes Complications, 2007,21(4):237-241.
[12] Okuno S, Utsugi T, Ohno T, et al. Angiotensin-converting enzyme gene polymorphism as a potent risk factor for developing microalbuminuria in Japanese patients with type 2 diabetes mellitus: a 9-year follow-up study[J]. J Int Med Res, 2003,31(4):290-298.
[13] Osawa N, Koya D, Araki S, et al. Combinational effect of genes for the renin-angiotensin system in conferring susceptibility to diabetic nephropathy[J]. J Hum Genet, 2007,52(2):143-151.
[14] Rahimi Z, Vaisi-Raygani A, Rahimi Z, et al. Concomitant presence of endothelial nitric oxide 894T and angiotensin II-converting enzyme D alleles are associated with diabetic nephropathy in a Kurdish population from Western Iran[J]. Nephrology (Carlton), 2012,17(2):175-181.
[15] Araz M, Yilmaz N, Gungor K, et al. Angiotensin-converting enzyme gene polymorphism and microvascular complications in Turkish type 2 diabetic patients[J]. Diabetes Res Clin Pract, 2001,54(2):95-104.
[16] Arzu Ergen H, Hatemi H, Agachan B, et al. Angiotensin-I converting enzyme gene polymorphism in Turkish type 2 diabetic patients[J]. Exp Mol Med, 2004,36(4):345-350.
[17]Canani LH, Costa LA, Crispim D, et al. The presence of allele D of angiotensin -converting enzyme polymorphism is associated with diabetic nephropathy in patients with less than 10 years duration of Type 2 diabetes[J]. Diabet Med, 2005,22(9):1167-1172.
[18] Hadjadj S, Gallois Y, Alhenc-Gelas F, et al. Angiotensin-I-converting enzyme insertion/deletion polymorphism and high urinary albumin concentration in French Type 2 diabetes patients[J]. Diabet Med, 2003,20(8):677-682.
[19] Carpena MP, Rados DV, Sortica DA, et al. Genetics of diabetic nephropathy[J]. Arq Bras Endocrinol Metabol, 2010,54(3):253-261.
[20] 付丽丽,林婴,杨正林,等. TCF7L2、CDKAL1、SLC30A8和HHEX基因多态性与2型糖尿病微血管并发症的相关性[J].中华医学遗传学杂志,2012,29(2):194-199.
[21] 季婷,田晨,王云从,等. L-选择素基因多态性在2型糖尿病肾病家系中的相关性分析[J].甘肃医药,2016,35(5):326-329.
[22] Yu ZY, Chen LS, Zhang LC, et al. Meta-analysis of the relationship between ACE I/D gene polymorphism and end-stage renal disease in patients with diabetic nephropathy[J]. Nephrology (Carlton), 2012,17(5):480-487.
大学生创新创业训练计划项目(201510601079);广西教育厅高校科研项目(KY2015YB223);桂林市科技开发计划项目(20150206-1-11)。
于祥远(E-mail: guilinxiangyuan123@163.com)
10.3969/j.issn.1002-266X.2016.39.025
R394.3
B
1002-266X(2016)39-0075-03
2016-03-22)