杂环胺摄入与结直肠癌关系的剂量-反应meta分析

郑 蒙 林 雪 谢华兵 李 瑾*

武汉大学中南医院消化科1(430071) 黄山市人民医院重症监护室2

背景：红肉和加工肉的摄入会增加结直肠癌的发生风险，杂环胺(HCAs)作为肉质食品加工的中间诱变物，可能为肉质食品致癌的潜在危险因素。目的：系统评价HCAs摄入与结直肠癌之间的关系，从而为制定结直肠癌预防控制措施提供依据。方法：检索PubMed、Embase、Web of Science、Cochrane Library、中国期刊全文数据库、万方数据库、维普数据库关于HCAs摄入与结直肠癌的病例对照研究和队列研究。根据文献纳入与排除标准筛选文献并评价其质量，采用Stata 12.1软件对纳入文献行meta分析。结果：共纳入17篇研究，其中14篇病例对照研究，3篇队列研究，包括18 295例结直肠癌患者。MeIQx摄入可增加结直肠癌风险(OR=1.16，95% CI：1.01～1.32，P=0.032)；DiMeIQx(OR=1.20，95% CI：1.01～1.43，P=0.045)、MeIQx摄入(OR=1.24，95% CI：1.03～1.50，P=0.023)可增加结肠癌风险，PhIP、HCAs与结直肠癌、结肠癌或直肠癌无关。DiMeIQx、MeIQx、PhIP、HCAs与结直肠癌之间均未发现剂量-反应关系。结论：MeIQx摄入可增加结直肠癌风险，DiMeIQx和MeIQx摄入可增加结肠癌风险，未发现HCAs摄入与结直肠癌之间存在剂量-反应关系。

2018年全球肿瘤流行病学数据显示，结直肠癌发病率在女性中排名第四，男性中排名第三；每年新增约185万例结直肠癌患者，88万例因结直肠癌而死亡[1]。杂环胺(heterocyclic amines, HCAs)是高温烹饪肉类时肌酸、氨基酸与糖相互作用产生的一类化合物[2]，目前研究最广泛的HCAs包括PhIP、MeIQx和DiMeIQx。有共识指出，红肉和加工肉是结直肠癌发生的危险因素，而烹饪肉类产生的血红素铁、亚硝胺复合物、HCAs和多环芳烃(PAHs)可能是红肉和加工肉致癌的潜在机制[3]，但HCAs在结直肠癌中的致癌作用仍存在争议。本文通过对HCAs与结直肠癌的剂量-反应关系行meta分析，旨在探索HCAs摄入与结直肠癌发生的关系，从而为结直肠癌的预防工作提供依据。

资料与方法

一、文献检索

在PubMed、Embase、Web of Science、Cochrane Library、中国期刊全文数据库(CNKI)、万方数据库、维普数据库中，搜索国内外从建刊至2019年12月公开发表的关于HCAs摄入与结直肠癌的文献。中文检索式：“杂环胺”、“咪唑喹喔啉”、“咪唑吡啶”合并“结直肠癌”、“结肠癌”、“直肠癌”，英文检索式：“heterocyclic amines”、“HCAs”、“2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]pyridine”、“PhIP”、“2-amino-3,8-dimethylimidazo[4,5-f]quinoxaline”、“MeIQx”、“2-amino-3,4,8-trimethylimidazo[4,5-f ]quinoxaline”、“DiMeIQx”合并“colorectal cancer”、“colon cancer”、“rectal cancer”，采用主题词、关键词相结合辅以文献追溯的方法进行检索。

二、纳入标准和排除标准

1. 纳入标准：①研究设计为病例对照或队列研究；②病例组为结直肠癌患者，对照组为健康人群或与结直肠癌无关疾病者；③原始资料完整，至少可提供摄入HCAs和(或)PhIP、MeIQx、DiMeIQx与结直肠癌发生的比值比(OR)/相对危险度(RR)/风险比(HR)及其95% CI，或提供原始数据可进行上述指标计算；④各研究的总样本量不低于30例；⑤同一病例对照研究或队列研究，只选取最近发表的有代表性的研究；⑥研究语言限制为中文、英文。

2. 排除标准：①摘要、病例报告、评论、综述类文章；②质量差、信息太少以及无法利用的文献。

三、数据提取和文献质量评估

提取数据包括：①研究作者、发表年份、研究地区；②纳入研究类型；③HCAs评估工具和数据库；④肿瘤部位；⑤样本量(病例组、对照组例数)；⑥HCAs剂量；⑦OR/RR/HR及其95%CI；⑧匹配或调整变量。按照纽卡斯尔-渥太华量表(the Newcastle-Ottawa Scale, NOS)[4]对纳入文献进行质量评价，≥7分为高质量文献。文献筛选和数据提取均由2位作者完独立成，出现不一致时进行讨论或由第三位研究者决定。

四、统计学分析

应用Stata 12.1统计学软件。研究效应量为各研究HCAs最高摄入组与最低摄入组之间的OR/RR/HR及其95%CI。评估各研究间的异质性，若I2<25%，说明各研究间无异质性，采用固定效应模型，反之，采用随机效应模型。对I2>50%的研究行亚组分析和敏感性分析，逐一剔除研究以寻找异质性来源的研究。采用基于广义最小二乘法的方法，含3个及以上HCAs组别的单篇研究纳入剂量-反应关系分析，采用二阶段合并法进行评估。非线性剂量-反应关系通过假设检验进行判断[5-6]。检验水准α=0.05，为双侧检验。取均值或中位数代表各剂量组HCAs剂量，如上限为开区间，则取相邻组别间隔；下限为开区间时，其低限定义为0[7]。采用Egger’s和Begg’s检验定量分析纳入文献是否存在发表偏倚(P<0.10)。

结 果

一、文献检索结果

初步检索到1 539篇文献，其中英文1 213篇，中文326篇，阅读题目/摘要后排除与主题不相关文献887篇，重复文献577篇，综述/meta分析文献46篇，进一步阅读全文后排除无剂量分组文献12篇，最终共纳入17篇文献[8-24]。多数纳入文献为高质量研究，基本特征见表1。

表1 纳入研究的基本特征

二、HCAs摄入与结直肠癌的关系

13篇研究报道了DiMeIQx与结直肠癌的关系[8-9,11,13-14,16-23]，各研究之间有显著异质性(I2=73.1%，P=0.000)，采用随机效应模型。结果显示DiMeIQx与结直肠癌之间无明显关系(OR=1.08，95% CI：0.95～1.24，P=0.246)。16项研究报道了MeIQx与结直肠癌的关系[8-23]，各研究之间有显著异质性(I2=70.2%，P=0.000)，采用随机效应模型。结果显示MeIQx摄入可显著增加结直肠癌风险(OR=1.16，95% CI：1.01～1.32，P=0.032)。15项研究报道了PhIP与结直肠癌的关系[8-11,13-23]，各研究之间轻度异质性(I2=25.5%，P=0.161)，采用随机效应模型。结果显示PhIP与结直肠癌之间无明显关系(OR=1.00，95% CI：0.94～1.06，P=0.869)。7项研究报道了HCAs与结直肠癌的关系[9,11,13,15-16,18,22]，各研究之间轻度异质性(I2=26.6%，P=0.207)，采用随机效应模型。结果显示HCAs与结直肠癌之间无明显关系(OR=0.92，95% CI：0.83～1.01，P=0.071)。各物质与结直肠癌关系的文献不存在发表偏倚(表2-5)。

续表1 纳入研究的基本特征

续表1 纳入研究的基本特征

三、亚组分析

亚组分析显示，饮酒、受教育程度、体育活动可能为DiMeIQx潜在的异质性来源，研究类型、饮酒、纤维摄入、体育活动可能为MeIQx的潜在异质性来源。控制肿瘤部位后，DiMeIQx各研究之间的异质性仍较大(I2=70.7%，P=0.001)，摄入DiMeIQx可增加结肠癌风险(OR=1.20，95% CI：1.01～1.43，P=0.045)；MeIQx各研究之间的异质性亦较大(I2=74.1%，P=0.000)，摄入MeIQx可增加结肠癌风险(OR=1.24，95% CI：1.03～1.50，P=0.023)。控制与未控制BMI、体育活动、总能量三项混杂因素时，MeIQx与结直肠癌的合并OR值出现方向性变化(表2-5)。

表2 DiMeIQx摄入与结直肠癌关系的亚组分析

四、剂量-反应关系

DiMeIQx、MeIQx、PhIP、HCAs的固定/随机效应线性模型以及固定/随机效应非线性模型中，拟合优度均较好(P>0.05)，而这四种模型的总体无效假设检验的差异无统计学意义(P>0.05)，不能说明摄入DiMeIQx、MeIQx、PhIP、HCAs与结直肠癌之间存在剂量-反应关系(表6)。

表6 HCAs摄入与结直肠癌的剂量-反应关系

五、敏感性分析

敏感性分析结果显示，排除单篇文献后，摄入DiMeIQx、MeIQx、PhIP、HCAs与结直肠癌的关联无明显变化。

表3 MeIQx摄入与结直肠癌关系的亚组分析

讨 论

本meta分析结果显示MeIQx摄入可增加结直肠癌风险，但并未发现DiMeIQx、PhIP摄入与结直肠癌间存在相关性。Chiavarini等[25]的meta分析结果表明PhIP、DiMeIQx、MeIQx摄入与结直肠癌有关。可能与该meta分析重复利用Bulter文章的数据有关[26]。

表4 PhIP与结直肠癌关系的亚组分析

表5 HCAs与结直肠癌关系的亚组分析

Augustsson等[11]、Kobayashi等[15]的研究发现HCAs摄入与结直肠癌的发生无关，而Destefani等[10]、Nowell等[12]、Cross等[17]发现MeIQx摄入与结直肠癌发生存在相关性。各研究结果差异可能与准确评估HCAs摄入量的难度以及HCAs在体内活化基因多态性有关。目前相对公认的HCAs摄入量的评估方法为美国国家癌症研究所开发的Charred数据库(http://dceg.cancer.gov/tools/design/charred/)，本研究纳入了8项采用该数据库的文献。Turesky等[27]发现了一种名为1,7-二甲基-1H-咪唑并[4,5-g]喹喔啉-2-胺(7-MeIgQx)的HCAs，其含量可能超过以往认为饮食中含量最丰富的PhIP，但Charred数据库中尚未纳入该物质。HCAs本身并无致癌作用，需经体内代谢酶细胞色素P4501A2(CYP1A2)、N-乙酰转移酶1(NAT1)和NAT2的活化才有致癌性[28]。目前HCAs代谢基因多态性与结直肠癌关系的研究结果仍存在争议[15-16,24]，已成为HCAs摄入与结直肠癌关系的一种潜在异质性来源。影响结直肠癌发生的其他因素还包括吸烟、饮酒、BMI、受教育程度、膳食纤维和钙等的摄入、非甾体抗炎药物的使用。本meta分析对上述这些混杂因素重新控制后发现，结直肠癌发生率并未发生明显变化。但在控制总能量摄入和体育活动后，MeIQx与结直肠癌发生的结果出现方向性改变，不能排除过度控制混杂因素的可能。

本研究行亚组分析发现DiMeIQx、MeIQx与结肠癌发生有关，但与直肠癌发生无关，与Cross等[17]的研究结果相同，但Le Marchand等[13]、Miller等[20]的研究认为DiMeIQx更倾向于增加直肠癌的风险。目前结肠与直肠对致癌物质易感性的结果亦无统一结论，有学者提出右半结肠更易受亚硝酸盐的损害，而左半结肠和直肠更易受到HCAs和PAHs的损害[20]，可能与细菌含量不同有关。McBain等[29]发现右半结肠较左半结肠拥有更丰富的N-亚硝基化合物酵解相关的细菌和发酵相关的酶类。这些丰富的细菌和酶类在N-亚硝基化合物(NOCs)的产生中起有重要作用。研究结肠与直肠发生肿瘤的差异对结直肠癌靶向治疗以及个体化治疗的探索有重要意义。如微卫星不稳定性(MSI)在右半结肠与左半结肠存在差异表达，目前已用于预测5-氟尿嘧啶辅助化疗结肠癌的疗效[30]。

本meta分析未发现HCAs与结直肠癌发生的剂量-反应关系。一方面，HCAs引起诱变作用的前提是接触剂量达到致癌剂量。动物实验发现，在摄入高剂量(10～400 mg/kg)HCAs时才有致癌性，然而人类饮食的摄入量远低于此致癌剂量[11]。一项日本的研究[15]发现，对照组人群的PhIP平均摄入量仅为43.3 ng/d，远低于致癌剂量。另一方面，本meta分析纳入的部分研究无法获取剂量分析相关的完整数据，可能影响了分析结果。

本研究的局限性主要为：①多数纳入文献为病例对照研究，并不能直接反映HCAs摄入与结直肠癌发生的因果关系，同时可能伴有回忆偏倚。②本meta分析将病例对照研究与队列研究一同计算合并效应量，这可能由于填写问卷在确诊结直肠癌前(队列研究)或后(病例对照研究)而产生偏倚[14]。但本meta分析已对研究类型进行亚组分析，合并统计量和异质性未发现明显差异。③研究选择纳入控制多种混杂因素合并的OR值，不能排除过度控制混杂因素或仍存在其他潜在混杂因素的可能。④纳入研究以欧美国家为主，亚洲地区研究较少，我国HCAs摄入与结直肠癌发生的关系还有待大样本研究的证实。

综上所述，MeIQx的摄入可能与结直肠癌的发生有关，DiMeIQx和MeIQx的摄入与结肠癌的发生有关。未来应进一步开展高质量的前瞻性研究，探索HCAs摄入与结直肠癌的关系，同时HCAs摄入与结直肠癌不同发病部位的关系及其机制还有待进一步证实。