HHIP基因rs13118928单核苷酸多态性与慢性阻塞性肺疾病易感性的荟萃分析

吴天勇 陈宏斌 程 丹

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是最常见的呼吸系统疾病之一，以不完全可逆、进展性的气流受限为主要特征[1]。COPD不仅使患者遭受极大的痛苦，而且给家庭和社会带来沉重的经济负担[2]。COPD的病因较为复杂，遗传和环境因素都发挥着重要作用。尽管已有研究表明吸烟是COPD确切的危险因素，但是大部分COPD患者的病因并不能用吸烟来解释[3]。研究人员很早就发现COPD有明显的家族聚集现象[4]。随着基因测序技术的发展，很多基因及大量的单核苷酸多态性都被报道与COPD的发生相关[5]。

Hedgehog相互作用蛋白(Hedgehog interacting protein, HHIP)基因位于染色体4q31，编码同名蛋白HHIP[6]。HHIP信号通路在包括肺在内的多种器官的形成过程中发挥着重要作用[7- 8]。自从Pillai等[9]报道了HHIP 基因rs13118928单核苷酸多态性与COPD的相关性以来，研究人员相继在不同人群中开展了类似研究，但是得到的结果并不一致。本文将对现有的研究成果进行荟萃分析，以期得到更加真实可靠的结果。

资料与方法

一、检索策略

系统检索PubMed、Web of Science、EMBASE、中国知网和万方五个电子数据库。检索关键词为“Polymorphism”、“HHIP”和“COPD”。语种不限，检索时间设定为建库到2018年1月5日。此步骤由两位作者独立完成。

二、纳入和排除标准

纳入标准：病例-对照研究；病例组符合COPD的诊断标准；文献能获得全文，并且提供病例组和对照组的样本量和基因型频率；原始文献研究内容必须涉及rs13118928；纳入文章必须是同行评审的论文；重复发表的文献，纳入最新发表的研究。动物研究、会议摘要、综述及病例系列报道等需要被排除。

三、文献筛选和信息提取

按照预先制定的纳入和排除标准，两位作者分别独立完成文献的筛选。确定文献符合要求后，提取以下信息：第一作者的姓名、发表年份、人种、研究类型、样本量及病例组和对照组的基因频率分布。此过程中如果遇到分歧，由两位作者共同商讨解决。

四、方法学质量评价

两位作者分别利用纽卡斯尔-渥太华量表(Newcastle-Ottawa Scale, NOS)评价标准对纳入文献的质量进行评估。NOS采用星级评价标准，由人群选择、病例组和对照组的可比性、暴露因素的测量3个栏目构成，包括8个条目，共9颗星[10]。当纳入文献≥5颗星时，可视为质量较高。计算纳入文献中的对照组人群基因型频率是否符合哈代-温伯格遗传平衡定律(Hardy-Weinberg equilibrium，HWE)[11]。若P<0.05，则表明对照组不符合HWE。在质量评估过程中如有分歧，通过商讨解决。

五、统计学分析

利用RevMan5.3软件进行统计学分析。分别计算出rs13118928在等位基因模型(Avs. G)、共显性纯合子模型(AAvs. GG)、共显性杂合子模型(AGvs. GG)、显性模型(AA+AGvs. GG)及隐性模型(AAvs. AG+GG)的OR及相应的95%CI。按照人种将纳入人群分为亚洲人种和高加索人种进行亚组分析。用I2检验来评估纳入研究之间的异质性：当P≥0.1，I2<50%时，表明异质性较小，采用固定效应模型(M-H, Fixed-effect model)；反之，则采用随机效应模型(M-H, Random-effect model)[12]。

六、敏感性分析和发表偏倚评估

通过逐一去除各项研究的方式来检测研究结果的敏感性。利用漏斗图法来评估研究的发表偏倚。

结 果

一、文献检索结果

通过对5个电子数据库的系统检索，共得到173篇相关文献，其中32篇来自PubMed，60篇来自EMBASE，42篇来自Web of Science，5篇来自中国知网，54篇来自万方数据库。去除90篇重复文献后剩下83篇。通过阅读题目和摘要，剔除了72篇明显不相关的文献，剩余11篇文献。通过阅读全文，发现有4篇文献未提供基因型和基因频率，将其排除。最终获得了7篇[13-19]高质量文献。

二、纳入文献的基本特征

纳入的7篇文献包括6篇[14-19]英文和1篇[13]中文。其中的5项[13-15, 17, 18]研究在中国实施，1项[16]在俄罗斯实施，另外1项在荷兰[19]实施。7项研究共包括5 157个COPD患者和9 768个健康对照者。其中Xie等[17]的研究包括3项独立的研究，Xu等[15]的研究包括2项分别在中国汉族和蒙古族中实施的独立研究。需要指出的是Xu等[15]的第一项研究和Korytina等[16]的研究不符合HWE。纳入文献的基本特征见表1。根据NOS评价标准，纳入的每项研究至少得到了5颗星，均为高质量研究。质量评估结果，见表2。

三、荟萃分析和亚组分析结果

由于在Avs. G，AAvs. GG和AAvs. AG+GG三种遗传模型下，各项研究之间的异质性较小(I2分别为0，21%，0)，所以采用固定效应模型。AGvs. GG和AA+AGvs. GG模型下，研究之间的异质性较大(I2分别为63%，52%)，采用随机效应模型进行分析。合并后的数据显示在五种遗传模型下， rs13118928与COPD易感性均有显著相关性，具体为：Avs. G，OR=1.14，95%CI，1.08～1.20，P<0.001，见图1；AAvs. GG，OR=1.36，95%CI，1.20～1.55，P<0.001；AGvs. GG，OR=1.27，95%CI，1.03～1.58，P=0.030；AA+AGvs. GG，OR=1.31，95%CI，1.10～1.57，P=0.003；AAvs. AG+GG，OR=1.12，95%CI，1.04～1.21，P=0.002。

亚组分析结果显示在亚洲人种中，rs13118928多态性在Avs. G，AAvs. GG，AAvs. AG+GG三种遗传模型下与COPD有显著相关性。在高加索人群中，rs13118928多态性除了在AAvs. AG+GG遗传模型下与COPD无显著的相关性外，其余几种遗传模型下均存在显著的相关性。具体的荟萃分析结果，见图1，表3。

四、敏感性分析及发表偏倚评估

排除Korytina等[16]和Xie等[17]这两项不符合HWE的研究后，结果无明显变化，所以本研究未将这两项研究剔除。此外，在逐一排除其余各项研究后，整体的效应值和可信区间也无显著改变，表明研究结果具有良好的稳定性。漏斗图近似对称，见图2，未检测到明显的发表偏倚。

图1 等位基因模型下亚洲人种和高加索人种亚组分析结果

图2 等位基因模型下的漏斗图结果

表1 纳入研究的基本特征

注：HWE，哈迪-温伯格平衡定律

表2 纳入研究根据纽卡斯尔-渥太华量表的评估结果

注：★得分，☆不得分

表3 HHIP基因rs13118928单核苷酸多态性与慢性阻塞性肺疾病易感性的荟萃分析结果

注：OR，比值比；95%CI，95%可信区间；R，随机效应模型；F，固定效应模型

讨 论

本文通过整合现有的证据，发现HHIP基因 rs13118928单核苷酸多态性与COPD易感性有显著统计学关联。具体来说，rs13118928位点的A等位基因和AA基因型携带者表现出较高的COPD易感性。亚组分析结果显示，除了个别遗传模型，rs13118928多态性与COPD关联性在亚洲人种和高加索人种中也存在。亚洲人种和高加索人种之间的差异可能是种族特异性所致。除了rs13118928位点外，与COPD相关的HHIP基因多态性位点还包括rs13141641和rs1828591[9, 20-22]。但由于多数涉及这两个位点的研究未提供等位基因和基因型频率，所以本文未对这两个位点进行荟萃分析。

COPD的发病机制十分复杂，机体的内在因素和外在环境因素共同促进其发生[23]。基因作为一种内在因素，在COPD的发生发展过程中发挥着重要作用。HHIP基因编码的同名跨膜糖蛋白是一种内源性音猬因子拮抗剂[24]。音猬因子信号通路广泛参与胚胎发育、慢性炎症及肿瘤生成等过程。由HHIP调控的音猬因子信号通路还在肺的发育，特别是早期支气管的生成过程中发挥着重要作用[7]。敲除HHIP基因的小鼠，生育的纯合子后代会在出生后数小时内因呼吸衰竭而死亡[7]。Zhou等[6]发现与正常人相比，COPD患者HHIP基因在蛋白水平和信使RNA水平的表达均明显降低。Kim等[25]也得到了与Zhou等相似的研究结果。HHIP蛋白结构的改变还能够影响肺的发育及自我修复[26]。这些研究均表明HHIP对维持正常肺功能有重要作用。

早在2009年，Pillai等[9]在多个人群中开展了全基因组关联研究，发现HHIP基因多态性和COPD的关联性。Van Durme等[19]随后在荷兰人群中证实了这种关联。Zhou等[27]，Cho等[21]，Siedlinski等[28]也相继在高加索人群中开展了相关研究。Wang等[18]在中国的汉族人群中开展HHIP基因多态性和COPD相关性的研究以来，类似的研究在中国的黎族[22]、蒙古族[15]和哈萨克族[13]人群中也相继被开展。考虑到每项研究的样本量大小各异、纳入的种族不同、得到的结果也不一致，我们采用了荟萃分析的方法对现有的研究结果进行合并，得到了循证级别更高的证据。需要指出的是，Xie等[17]在其研究中对先前的四项研究[18-19, 21, 29]也进行了荟萃分析。但是Xie等[17]只是对既往研究的OR值进行了合并，没有根据不同的遗传模型进行荟萃分析，也没有对纳入文献进行方法学质量评估，所以Xie等[17]的研究并不是严格意义上的荟萃分析。相比之下，本文除了对纳入文献进行质量评估和分析不同遗传模型下的作用效应外，还纳入了几项最新发表的研究成果。本文的这些优势都保证了结果的可信性。

尽管本文对现有的研究结果进行了合并，扩大了总体的样本量，但是仍存在一些局限性：第一，纳入文献的研究对象只包含亚洲人种和高加索人种，不能反映其他人种的情况；第二，本文只对三个英文数据库和两个中文数据库进行了系统检索，以其他语种发表及收录在其他数据库的文献，无法被纳入，可能存在一定的发表偏倚[30]；第三，纳入的研究并没有按照吸烟状况、年龄及性别等因素进行分层分析，因此不能消除这些因素对研究结果的影响。第四，本文只对HHIP基因的单一位点进行了分析，而位点与位点之间、基因与基因之间、基因与环境之间的相关作用不能被控制，这也可能导致研究结果偏离真实情况。

综上所述，本文结果表明HHIP基因rs13118928单核苷酸多态性与COPD易感性有显著的相关性。考虑到本文存在的缺陷，还需要在不同地区、不同人种中开展大样本的研究进一步验证本文的结果。