陈晨,童梅,姚文兵,刘金毅
基因多态性与慢性乙肝患者对α干扰素应答的相关性分析
陈晨,童梅,姚文兵,刘金毅
210009 南京,中国药科大学生命科学与技术学院(陈晨、姚文兵);102600 北京市长效干扰素工程技术研究中心/北京三元基因药业股份有限公司(陈晨、童梅、刘金毅)
乙型肝炎(hepatitis B)是由乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)引起的传播广、治愈难、危害性大的流行性肝病之一。每年都有约 50 万人死于 HBV 长期感染所导致的肝硬化和肝癌。α 干扰素(interferon alpha,IFN-α)是治疗慢性乙型肝炎的一线用药,过往研究表明,乙肝患者对 IFN-α 治疗应答存在差异,乙肝病毒基因型、谷丙转氨酶(ALT)水平等都会影响 IFN-α 的治疗效果。随着精准医学的进步,科学研究者们率先发现了(interferon lambda 3,IFN-λ3,干扰素 λ3)基因多态性与丙型肝炎患者对 IFN-α 应答之间的相关性,中华医学会肝病学分会和感染病学分会已将基因多态性纳入《中国丙型肝炎防治指南(2015 版)》[1],作为 IFN-α 治疗丙肝效果的预测指标。而美国《PEG-IFN-α 治疗丙型肝炎临床药物基因组学治疗指南》也提出,基因在 rs12979860 位点上的 CC 型为 PEG-IFN-α 治疗优势应答基因型[2]。
从干扰素信号传导通路和免疫网络来看,(位于 chr19:q13.13-q13.2)、(又名,,黏病毒抵抗蛋白 A,位于 chr21:q22.3-q22.3)、(白介素 10,位于 chr1:q32.1-q32.1)在抗病毒感染和免疫效应中起重要作用。、参与了 IFN 经典信号通路 JAK-STAT途径:IFN-α/β 激活I型干扰素受体(IFNAR1)、JAK1 激酶、信号转导及转录激活蛋白(STAT)。IFN-λ3 激活 IL10RB/IFNLR1 受体二聚体及 JAK-STAT 下游信号通路,协同诱导干扰素刺激基因(ISGs)表达生成 MxA、ADAR、EIF2AK2、OAS1 等抗病毒蛋白,进而抑制HBV 和 HCV 的病毒复制。虽没有参与 JAK-STAT 途径,但 IL10 作为抗炎因子,通过免疫协同作用参与机体内多种抗病毒反应。大量文献调研结果显示,、、与 IFN-α 疗效相关。因此,本文旨在综合分析慢性乙肝(CHB)患者、、三种基因多态性与 IFN-α 治疗应答有关的文献报道,从循证医学的角度探寻这些研究的“同”与“异”。
通过计算机文献检索 PubMed、中国知网、万方数据库等国内外数据库和追溯检索相关文献的参考文献的方法,搜集国内外发表的关于、、基因多态性和 IFN-α 治疗反应性之间关系的研究文献。检索词包括基因多态性(gene polymorphisms)、α 干扰素(interferon alpha)、应答(response)、乙型肝炎(hepatitis B)、、、。
纳入标准:国内外公开发表的可查阅全文的实验性文章;所有文献均涉及、、基因多态性和 IFN-α 治疗乙型肝炎反应性之间关系的研究;研究对象应仅限于患有慢性乙型肝炎,不存在其他肝炎病毒感染;治疗方案应仅使用 IFN-α 治疗,不存在联合用药的情况;判别患者对 IFN-α 应答的标准是具有持续的病毒应答;检测多态性位点的方法具有科学性、可靠性;所有文献均能获取原始数据信息,并可根据原始数据计算出 OR 值及 95%CI。
排除标准:综述、meta 分析和无法查阅全文的实验性文章;非、、基因相关、非 IFN-α 相关、非乙型肝炎相关的文献;研究对象有多种肝炎病毒感染并存的情况;治疗方案中采用 IFN-α 和其他药物联合用药的情况;检测多态性位点的方法不科学、不可靠;无法获得原始数据信息或无法转化成 OR 值及 95%CI 的文献。
对所纳入的文献进行质量评价,考察以下 3 个方面的情况:①实验设计是否完善、合理;②研究对象选择是否具有随机性;③原始数据是否完整,有无缺失。由两人独立对所纳入文献进行质量评价,若产生意见分歧可通过协商解决,无法达成一致时请第三方参与决定。
按照 meta分析的要求提取并整理文献数据,输入 RevMan5.3 软件中获得OR 值、95%CI 和异质性检验结果。根据各研究结果的差异性选择固定效应模型和随机效应模型,计算合并的 OR 值和 95%CI。
初检出文献 1383 篇,其中 405 篇英文文献,978 篇中文文献。通过阅读标题和摘要,剔除重复和不符合纳入标准的meta 分析,其中相关文献 9 篇,相关文献3 篇,相关文献 3 篇。按照 SNP 分组,的基因位点 rs12979860、rs8099917、rs12980275 的病例数分别为 1219、1826、800;-88(rs2071430)的病例数为 445;-592(rs1800872)的病例数为 357。文献筛选流程如图 1 所示。
图 1 文献筛选流程
对纳入的 15 篇文献进行全文阅读,提取基本特征和数据资料。将这 15 篇文献根据研究基因、国家或地区、研究对象、病例数、SNP 检测技术、SNP ID、治疗药物和应答终点进行资料统计,具体如表 1 所示。
2.3.1基因多态性分析共有 3 个基因位点与 IFN-α 治疗乙肝反应性有关,分别是rs12979860、rs8099917、rs12980275。纳入的文献中有 6 篇文献报道了 rs12979860 基因多态性与慢性乙肝患者对 IFN-α 治疗应答之间的关系,对涉及到的文献进行异质性分析,结果表明各研究存在异质性(= 0.01,2= 66%),采用随机效应模型进行分析。分析结果显示:基因的 rs12979860 CC 基因型与 N-CC(CT/TT)等位基因相比对慢性乙肝患者使用 IFN-α 治疗所产生的持续病毒学应答无明显差异[= 1.01,95%(0.57,1.81),= 0.97](图 2)。
纳入的文献中有 7 篇文献报道了 rs8099917 基因多态性与慢性乙肝患者对 IFN-α 治疗应答之间的关系,对涉及到的文献进行异质性分析,结果表明各研究存在异质性(< 0.0001,2= 79%),采用随机效应模型进行分析。分析结果显示:rs8099917 N-TT 基因型(GT/GG)与 TT 基因型相比,N-TT 基因型的慢性乙肝患者对 IFN-α 具有更高的应答率[= 1.57,95%(0.72,3.42),= 0.25],但差异未见显著性(图 3)。
纳入的文献中有 3 篇报道了 rs12980275 基因多态性与慢性乙肝患者对 IFN-α 治疗应答之间的关系,对涉及到的文献进行异质性分析,结果表明各研究存在异质性(< 0.00001,2= 92%),采用随机效应模型进行分析。分析结果显示:rs12980275 AA 基因型与 N-AA 基因型(AG/GG)相比,AA 基因型的慢性乙肝患者对 IFN-α 具有更高的应答率[= 3.23,95%(0.73,14.31),= 0.12],但差异未见显著性(图 4)。
2.3.2基因多态性分析 纳入的文献中有 3 篇文献报道了-88(rs2071430)基因多态性与慢性乙肝患者对 IFN-α 治疗应答之间的关系,对涉及到的文献进行异质性分析,结果表明各研究不存在异质性(= 0.17,2= 43%),采用固定效应模型进行分析。分析结果显示,-88GT 基因型与 N-GT(TT/GG)基因型相比,GT 基因型的慢性乙肝患者对 IFN-α 具有更高的应答率[= 3.12,95%(1.97,4.95),< 0.00001],差异具有统计学意义(图 5)。
2.3.3基因多态性分析 纳入的文献中有 3 篇报道了-592(rs1800872)基因多态性与慢性乙肝患者对 IFN-α 治疗应答之间的关系,对涉及到的文献进行异质性分析,结果表明各研究存在异质性(= 0.02,2= 76%),采用随机效应模型进行分析。分析结果显示,-592 AA 基因型与 N-AA 基因型(AC/CC)相比,AA 基因型的慢性乙肝患者对 IFN-α 具有更高的应答率[= 5.16,95%(1.38,19.38),= 0.01],差异具有统计学意义(图 6)。
以干扰素应答为结局指标,分别对rs12979860 组的 6 篇纳入文献、rs8099917 组的 7 篇纳入文献、rs12980275 组的 3 篇纳入文献、-88组的 3 篇纳入文献、-592 组的 3 篇纳入文献进行 Begg’s 检验,结果见图 7。可以看出,rs12979860 组、rs8099917 组、-88 组、-592 组无明显发表偏倚,rs12980275 组存在发表偏倚。
表 1 纳入文献基本特征
图 2 IL28B rs12979860 基因多态性与 IFN-α 治疗应答的相关性
图 3 IL28B rs8099917 基因多态性与 IFN-α 治疗应答的相关性
图 4 IL28B rs12980275 基因多态性与 IFN-α 治疗应答的相关性
图 5 MxA rs2071430 基因多态性与 IFN-α 治疗应答的相关性
图 6 IL10 rs1800872 基因多态性与 IFN-α 治疗应答的相关性
本文共纳入 15 篇文献进行研究分析,均为国内外已经发表的文献。其中rs12979860 位点和 rs8099917 位点的研究文献较多,病例数也较为充足;而 rs12980275、-88、-592 位点的纳入文献较少,缺乏高质量的随机临床试验,可能存在偏倚。纳入的文献均使用科学有效的方法进行基因型检测,但临床样本的纳入是否具有随机性尚不清楚,对于干扰素应答的定义也各不相同,可能存在实施偏差。
本分析中纳入的文献对于临床患者的选择标准不同,所使用的 IFN-α 类型不同,治疗应答指标的判定不同,这三者会造成一定的临床异质性。如根据这三者进行亚组分析,可减少本研究的异质性,增加可信度。本研究缺乏高质量的随机对照试验,纳入的文献在样本数量上存在差异,各实验室的操作和实验条件也各不相同,也会导致异质性的产生。由于 IFN-α 类型差异很大,纳入文献的样本数量不足以进行亚组分析,因此存在明显的异质性。若有更多文献能够支持以 IFN-α 类型为分组进行的亚组分析,能明显减少异质性,增加本研究的可靠性。
基于上述分析,Begg’s 检验显示rs12980275 组存在发表偏倚,说明rs12980275 组的 meta 分析结论缺乏可靠性和可信度;rs12979860 组、rs8099917 组、rs12980275 组的 meta分析结果值均> 0.05,表明合并的结果不具有统计学意义。-88 组和-592 组值均≤ 0.05,具有统计学意义。的 3 篇纳入文献都认为-88 位点 GT 基因型为 IFN-α 治疗的优势基因型,-592 位点的 3 篇纳入文献也表明该位点的 AA 基因型与 IFN-α 治疗有更高应答率有关。
对的纳入文献特征进行分析,发现其研究对象、技术方法、使用干扰素类型和应答终点都存在不同之处,这可能就是导致纳入文献研究结论存在差异、最终导致结果无统计学意义的因素。从研究对象来说,文献[3]、[4]、[7]、[8]、[9]、[10]、[11]都选择 HBeAg 阳性 CHB 患者为研究对象,而文献[5]、[6]选择 HBeAg 阴性 CHB 患者进行研究;从技术方法来说,检测 SNP 的技术种类较多;从干扰素类型来说,这 9 篇纳入文献使用了 IFN-α 或 PEG-IFN-α(2a/2b),也可能影响应答情况;从应答终点来说,文献[3]、[4]、[7]、[8]、[9]、[10]、[11]都把 HBeAg 血清学转换作为应答终点,而文献[5]、[6]将 HBsAg 血清学下降或清除作为应答终点,因此研究质量和参考价值相对较高。终点不同也是影响各文献实验结论差异的重要因素之一。
从基因功能看,基因编码与I型干扰素和 IL-10 家族相关的细胞因子,与和紧密相连,在染色体 19q13 区构成细胞因子基因簇。在乙型肝炎和丙型肝炎中均有重要作用,其中基因多态性与丙型肝炎干扰素治疗应答的关系已经被普遍认可,反观与乙型肝炎干扰素治疗应答的关系则尚未取得共识,其原因可能与 IFN-λ3 和 IFN-α 表达和信号传导通路、HBV 和 HCV 的病原学特征和感染机制不同有关。诱导I型干扰素(干扰素 α/β)基因表达主要有 3 条通路:维甲酸诱导基因 I(retinoic acid-inducible gene I,RIG-I)通路,由 RNA 病毒感染而诱导激活;β 干扰素 TIR 结构域衔接蛋白(TRIF)通路,通过 Toll 样受体(TLR)3和 TLR4 招募接头蛋白 TRIF 激活;IRF7 通路,由 TLR7/8 和 TLR9 通路激活转录因子 IRF7[18]。基因的启动子主要被 IRF7 信号通路所激活,与对应受体结合后下游信号通路与 I 型 IFN 相同。HCV 基因组为单股正链 RNA,可直接诱导激活 RIG-I 通路;HBV 属嗜肝 DNA 病毒科,为部分双链环状 DNA[19]。HCV 基因组含有直接抗病毒药物(direct-acting anfiviral agent,DAA)的主要靶位,而 HBV 没有该特征;从抵抗力比较来说,HBV 的抵抗力较 HCV 强;HCV 病毒复制过程主要是在肝细胞胞质中进行的,抗病毒蛋白 MxA、ADAR、EIF2AK2、OAS1 可以在胞质中对 HCV 病毒复制起抑制作用;而 HBV 基因组会进入细胞核,由部分双链环状 DNA 修复成为共价闭合环状 DNA(cccDNA),再以 cccDNA 为模板进行病毒复制和转录,其中起到关键作用的 cccDNA 半衰期较长,难以彻底清除。
不同于的是,从纳入文献特征看,和的纳入文献在研究对象、技术方法、使用干扰素类型和应答终点这四个方面都类似,得到的结果也一致,经分析证实具有统计学意义。从基因功能看,编码 MxA,该 GTP代谢蛋白由I型和II型干扰素诱导,参与细胞内抗病毒应答,拮抗多种 RNA 和 DNA 病毒的复制过程。MxA 具有广谱的抗病毒作用,参与多种抗病毒应答,在 HBV、HCV、水疱性口炎病毒(VSV)等病毒感染中都起重要作用。IL10 是由编码的具有抗炎作用的蛋白,它通过抑制 Th1 细胞增殖和 IL-2、IFN-γ、白三烯等细胞因子的产生,抑制 Th1 型免疫应答,作为与 IL-3 和 IL-4 的协同因子刺激未成熟肥大细胞增殖,是 B 细胞有效的增殖和分化因子[20]。IL10 具有很强的抗炎作用,除了适用于乙型肝炎之外,还可用于治疗多种与 Th1 细胞因子有关的免疫性疾病,如炎症性肠炎、类风湿关节炎、器官移植和银屑病等;IL10 还被用于 T 细胞介导的自身免疫病的治疗,如I型糖尿病和多发性硬化症[20]。
综上所述,疾病易感性以及药物治疗效果的差异可由基因多态性预测,、、不仅与乙型肝炎的治疗密切相关,与其他免疫性疾病和病毒感染的发生、发展和治疗也紧密相关,未来还需要更多高质量的研究数据支持更准确的结论。总之,研究免疫因子基因多态性与相关疾病的治疗效果具有重要意义。
志谢 感谢北京佑安医院肝病综合科陈新月主任、武亚丽医生协助文献质量分析。
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