引用本文: 曾正洪, 钟莉, 王敏, 雷春利. 内皮型一氧化氮合酶(eNOS)基因a/b多态性与糖尿病视网膜病易感性的Meta分析. 中国循证医学杂志, 2015, 15(8): 898-906. doi: 10.7507/1672-2531.20150152 复制
糖尿病视网膜病是糖尿病常见的微血管并发症之一,其常导致双眼不可逆性盲 [1-3]。长期的高血糖是其发生的主要原因,除此之外,遗传因素在糖尿病视网膜眼病发病中起重要作用。目前已发现糖尿病视网膜病与人类白细胞抗原、血管紧张素转换酶、一氧化氮合酶等基因有关 [4-8]。其中一氧化氮合酶基因的相关研究较热门。一氧化氮(NO)对视网膜微循环的调节起重要作用,非特异性一氧化氮合酶(NOS)抑制剂可保护视网膜免受缺血损伤,提示NO在糖尿病视网膜病的发病机制中起重要作用 [9-23]。近年来,有研究提示内皮型一氧化氮合酶(eNOS)基因第四内含子中27bp可变数目串联重复序列插入/缺失(a/b)多态性与糖尿病视网膜病相关 [9-21]。虽已有不少类似研究,但是先前的研究结论不一致。因此,我们采用系统评价和Meta分析方法,对a/b多态性与糖尿病视网膜眼病的相关性进行综合评价,以期为进一步的研究提供基础。
1 资料与方法
1.1 纳入与排除标准
1.1.1 研究类型
病例-对照研究。
1.1.2 研究对象
经临床明确诊断为糖尿病视网膜病的患者。
1.1.3 暴露因素
eNOS基因aa突变。
1.1.4 结局指标
糖尿病视网膜病的发病风险。
1.1.5 排除标准
① 非中、英文文献;② 重复发表的文献;③ 原始研究数据缺失或无法使用,联系作者也不能获得有用数据者;④ 仅有摘要而未找到全文的文献;⑤ 对照组基因型不符合哈迪温伯格平衡(HWE)的研究。
1.2 检索策略
计算机检索PubMed、EMbase、The Cochrane Library(2015年第5期)、CBM、CNKI、VIP和WanFang Data数据库,搜集国内外关于eNOS基因a/b多态性与糖尿病视网膜病相关性的病例-对照研究,检索时限均为建库至2015年5月。同时,追溯纳入文献的参考文献,以补充获取相关文献。检索采用主题词与自由词相结合的方式进行。中文检索词包括:糖尿病、eNOS、多态性、糖尿病视网膜病、糖尿病眼病;英文检索词包括:eNOS、diabetic retinopathy、polymorphism、nitric oxide synthase。以PubMed为例,其具体检索策略见框1。
#1 eNOS OR nitric oxide synthase #2 polymorphism #3 diabetic retinopathy #4 #1 AND #2 AND #3
1.3 文献筛选、资料提取与纳入研究的偏倚风险评价
由2位评价员独立筛选文献和提取资料,并交叉核对,如遇分歧,则讨论解决。采用自制的资料提取表提取资料,提取内容主要包括:第一作者、发表时间、国家、种族、基因分型方法、病例组和对照组突变基因的频率。纳入研究的偏倚风险采用Newcastle-Ottawa Scale(NOS)进行评价 [24, 25]。
1.4 统计分析
采用RevMan 5.2软件进行Meta分析。首先,对纳入研究的对照组基因型进行HWE检验,若P<0.05,则提示对照组基因型不符合HWE。然后,分别计算5种遗传模型(aa+ab vs. bb,aa vs. bb,ab vs. bb,aa vs. ab+bb,a vs. b)下各纳入研究的基因型分布。Meta分析采用OR为效应指标,同时给出点估计值及其95%CI,Meta分析的检验水准设为α=0.10 [25]。纳入研究结果间的异质性采用χ2检验进行分析(检验水准设为α=0.1),并结合I2定量判断异质性的大小。若各研究结果间无统计学异质性,采用固定效应模型进行Meta分析;若各研究结果间存在统计学异质性,在排除明显临床异质性的影响后,采用随机效应模型进行Meta分析。明显的临床异质性采用亚组分析(如按人种的不同进行亚组分析)或敏感性分析等方法进行处理,或只行描述性分析。
2 结果
2.1 文献检索结果
初检共获得相关文献346篇,经逐层筛选后,最终纳入15篇文献,包括16个病例-对照研究 [9-23],合计3 232例糖尿病视网膜病患者,3 555例对照人群。文献筛选流程及结果见图 1。
2.2 纳入研究的基本特征与偏倚风险评价
纳入研究的基本特征见表 1。纳入研究的偏倚风险评价见表 2。
2.3 Meta分析结果
2.3.1 显性模型
采用随机效应模型对纳入16个研究的Meta分析结果显示,eNOS基因a/b多态性与糖尿病视网膜病发病风险无相关性[OR=0.94,95%CI(0.78,1.15),P=0.57](图 2)。按种族进行的亚组分析结果提示,eNOS基因a/b多态性与非洲人发病风险有相关性[OR=0.57,95%CI(0.36,0.90),P=0.02],但与亚洲人[OR=0.98,95%CI(0.75,1.28),P=0.89]和白种人[OR=1.14,95%CI(0.92,1.41),P=0.22]发病风险无相关性(图 2)。
2.3.2 隐性模型
采用随机效应模型对纳入16个研究的Meta分析结果显示,eNOS基因a/b多态性与糖尿病视网膜病发病风险无相关性[OR=0.97,95%CI(0.78,1.22),P=0.82](图 3)。按种族进行的亚组分析结果提示,eNOS基因a/b多态性与亚洲人[OR=0.92,95%CI(0.68,1.24),P=0.59]、白种人[OR=1.56,95%CI(0.95,2.57),P=0.08]和非洲人[OR=0.74,95%CI(0.46,1.17),P=0.20]发病风险均无相关性(图 3)。
2.3.3 aa vs. bb
采用随机效应模型对纳入16个研究的Meta分析结果显示,eNOS基因a/b多态性与糖尿病视网膜病发病风险无相关性[OR=0.89,95%CI(0.71,1.12),P=0.32](图 4)。按种族进行的亚组分析结果提示,eNOS基因a/b多态性与非洲人发病风险有相关性[OR=0.58,95%CI(0.36,0.93),P=0.02],但与亚洲人[OR=0.86,95%CI(0.63,1.17),P=0.34]和白种人[OR=1.60,95%CI(0.97,2.65),P=0.07]发病风险无相关性(图 4)。
2.3.4 ab vs. bb
采用随机效应模型对纳入16个研究的Meta分析结果显示,eNOS基因a/b多态性与糖尿病视网膜病发病风险无相关性[OR=0.94,95%CI(0.77,1.14),P=0.52](图 5)。按种族进行的亚组分析结果提示,eNOS基因a/b多态性与亚洲人[OR=0.99,95%CI(0.76,1.29),P=0.95]、白种人[OR=1.08,95%CI(0.87,1.35),P=0.47]和非洲人[OR=0.53,95%CI(0.28,1.02),P=0.06]发病风险均无相关性(图 5)。
2.3.5 a vs. b
采用随机效应模型对纳入16个研究的Meta分析结果显示,eNOS基因a/b多态性与糖尿病视网膜病发病风险无相关性[OR=0.97,95%CI(0.82,1.14),P=0.70](图 6)。按种族进行的亚组分析结果提示,eNOS基因a/b多态性与非洲人发病风险有相关性[OR=0.69,95%CI(0.56,0.84),P=0.000 3],但与亚洲人[OR=0.98,95%CI(0.78,1.23),P=0.87]和白种人[OR=1.17,95%CI(0.96,1.43),P=0.13]发病风险无相关性(图 6)。
3 讨论
糖尿病视网膜眼病发病机制极其复杂,目前还不十分明了,它与微循环障碍、山梨醇代谢通路异常、氧化应激、凝血纤溶平衡失调、蛋白糖基化、血液动力学的异常等因素均有关 [2-4]。NO是一种具有多种调节活性的因子,在多种病理生理过程中起重要作用,其合成量受底物、产物及NOS水平的调节。NOS又分为血管内皮型NOS(ecNOS)、神经型NOS(ncNOS)、诱导型NoS(iNOS)[10, 18]。其中ecNOS主要存在于血管内皮及血小板中,其含量及活性的改变对血管NO含量有重要影响。高糖及糖基化产物能抑制视网膜血管内皮细胞NO的产生,且糖尿病时血管内皮依赖的血管扩张功能减弱,而该功能是由NO介导的。细胞内NO活性降低是导致血管收缩、血管通透性增加、血栓形成、细胞增生等一系列糖尿病血管病变的特征性改变的原因 [9, 20]。eNOS在糖尿病视网膜病中发挥着重要作用 [9, 15, 20]。虽已有大量研究提示eNOS基因a/b多态性与糖尿病视网膜病相关,但目前尚无定论。虽然已有Meta分析对该多态性与糖尿病眼病的相关性进行研究 [26],但近年来又有新的研究需要纳入 [22, 23]。因此,我们搜集了相关文献,对该基因多态性与糖尿病视网膜病的相关性进行了Meta分析。
本次Meta分析结果提示,在总体分析中,NOS基因a/b多态性无论是在显性模型、隐形模型、共显性模型或其他模型方面,均与糖尿病视网膜眼病无相关性。这提示我们该多态性可能不是总人群发病机制的相关因素。按种族进行的亚组分析结果显示,此多态性与非洲人糖尿病视网膜病发病机制相关,但与亚洲人和白种人发病机制不相关,这提示该多态性可能存在遗传学背景的差异。此外,纳入研究结果间存在一定的异质性,分析异质性原因可能与研究对象遗传背景的差异、基因连锁不平衡的差异、非遗传因素的干扰和研究设计的质量差别等相关,因此在解释本研究结果时需要特别谨慎。
本研究的局限性:① 纳入研究样本量偏小,可能影响Meta分析结果的可靠性;② 多数纳入研究未报告更详细的分组数据,如性别、视网膜眼病的状况等,故无法基于这些因素进一步进行亚组分析;③ 本研究仅纳入了白种人、亚洲人和非洲人的研究,因此,本研究结果不一定适用于其他种族。
综上所述,当前证据显示,eNOS基因a/b多态性可能与非洲人糖尿病视网膜病发病风险相关。由于纳入研究数量有限,本研究结论仍需进一步开展大样本研究来证实。
糖尿病视网膜病是糖尿病常见的微血管并发症之一,其常导致双眼不可逆性盲 [1-3]。长期的高血糖是其发生的主要原因,除此之外,遗传因素在糖尿病视网膜眼病发病中起重要作用。目前已发现糖尿病视网膜病与人类白细胞抗原、血管紧张素转换酶、一氧化氮合酶等基因有关 [4-8]。其中一氧化氮合酶基因的相关研究较热门。一氧化氮(NO)对视网膜微循环的调节起重要作用,非特异性一氧化氮合酶(NOS)抑制剂可保护视网膜免受缺血损伤,提示NO在糖尿病视网膜病的发病机制中起重要作用 [9-23]。近年来,有研究提示内皮型一氧化氮合酶(eNOS)基因第四内含子中27bp可变数目串联重复序列插入/缺失(a/b)多态性与糖尿病视网膜病相关 [9-21]。虽已有不少类似研究,但是先前的研究结论不一致。因此,我们采用系统评价和Meta分析方法,对a/b多态性与糖尿病视网膜眼病的相关性进行综合评价,以期为进一步的研究提供基础。
1 资料与方法
1.1 纳入与排除标准
1.1.1 研究类型
病例-对照研究。
1.1.2 研究对象
经临床明确诊断为糖尿病视网膜病的患者。
1.1.3 暴露因素
eNOS基因aa突变。
1.1.4 结局指标
糖尿病视网膜病的发病风险。
1.1.5 排除标准
① 非中、英文文献;② 重复发表的文献;③ 原始研究数据缺失或无法使用,联系作者也不能获得有用数据者;④ 仅有摘要而未找到全文的文献;⑤ 对照组基因型不符合哈迪温伯格平衡(HWE)的研究。
1.2 检索策略
计算机检索PubMed、EMbase、The Cochrane Library(2015年第5期)、CBM、CNKI、VIP和WanFang Data数据库,搜集国内外关于eNOS基因a/b多态性与糖尿病视网膜病相关性的病例-对照研究,检索时限均为建库至2015年5月。同时,追溯纳入文献的参考文献,以补充获取相关文献。检索采用主题词与自由词相结合的方式进行。中文检索词包括:糖尿病、eNOS、多态性、糖尿病视网膜病、糖尿病眼病;英文检索词包括:eNOS、diabetic retinopathy、polymorphism、nitric oxide synthase。以PubMed为例,其具体检索策略见框1。
#1 eNOS OR nitric oxide synthase #2 polymorphism #3 diabetic retinopathy #4 #1 AND #2 AND #3
1.3 文献筛选、资料提取与纳入研究的偏倚风险评价
由2位评价员独立筛选文献和提取资料,并交叉核对,如遇分歧,则讨论解决。采用自制的资料提取表提取资料,提取内容主要包括:第一作者、发表时间、国家、种族、基因分型方法、病例组和对照组突变基因的频率。纳入研究的偏倚风险采用Newcastle-Ottawa Scale(NOS)进行评价 [24, 25]。
1.4 统计分析
采用RevMan 5.2软件进行Meta分析。首先,对纳入研究的对照组基因型进行HWE检验,若P<0.05,则提示对照组基因型不符合HWE。然后,分别计算5种遗传模型(aa+ab vs. bb,aa vs. bb,ab vs. bb,aa vs. ab+bb,a vs. b)下各纳入研究的基因型分布。Meta分析采用OR为效应指标,同时给出点估计值及其95%CI,Meta分析的检验水准设为α=0.10 [25]。纳入研究结果间的异质性采用χ2检验进行分析(检验水准设为α=0.1),并结合I2定量判断异质性的大小。若各研究结果间无统计学异质性,采用固定效应模型进行Meta分析;若各研究结果间存在统计学异质性,在排除明显临床异质性的影响后,采用随机效应模型进行Meta分析。明显的临床异质性采用亚组分析(如按人种的不同进行亚组分析)或敏感性分析等方法进行处理,或只行描述性分析。
2 结果
2.1 文献检索结果
初检共获得相关文献346篇,经逐层筛选后,最终纳入15篇文献,包括16个病例-对照研究 [9-23],合计3 232例糖尿病视网膜病患者,3 555例对照人群。文献筛选流程及结果见图 1。
2.2 纳入研究的基本特征与偏倚风险评价
纳入研究的基本特征见表 1。纳入研究的偏倚风险评价见表 2。
2.3 Meta分析结果
2.3.1 显性模型
采用随机效应模型对纳入16个研究的Meta分析结果显示,eNOS基因a/b多态性与糖尿病视网膜病发病风险无相关性[OR=0.94,95%CI(0.78,1.15),P=0.57](图 2)。按种族进行的亚组分析结果提示,eNOS基因a/b多态性与非洲人发病风险有相关性[OR=0.57,95%CI(0.36,0.90),P=0.02],但与亚洲人[OR=0.98,95%CI(0.75,1.28),P=0.89]和白种人[OR=1.14,95%CI(0.92,1.41),P=0.22]发病风险无相关性(图 2)。
2.3.2 隐性模型
采用随机效应模型对纳入16个研究的Meta分析结果显示,eNOS基因a/b多态性与糖尿病视网膜病发病风险无相关性[OR=0.97,95%CI(0.78,1.22),P=0.82](图 3)。按种族进行的亚组分析结果提示,eNOS基因a/b多态性与亚洲人[OR=0.92,95%CI(0.68,1.24),P=0.59]、白种人[OR=1.56,95%CI(0.95,2.57),P=0.08]和非洲人[OR=0.74,95%CI(0.46,1.17),P=0.20]发病风险均无相关性(图 3)。
2.3.3 aa vs. bb
采用随机效应模型对纳入16个研究的Meta分析结果显示,eNOS基因a/b多态性与糖尿病视网膜病发病风险无相关性[OR=0.89,95%CI(0.71,1.12),P=0.32](图 4)。按种族进行的亚组分析结果提示,eNOS基因a/b多态性与非洲人发病风险有相关性[OR=0.58,95%CI(0.36,0.93),P=0.02],但与亚洲人[OR=0.86,95%CI(0.63,1.17),P=0.34]和白种人[OR=1.60,95%CI(0.97,2.65),P=0.07]发病风险无相关性(图 4)。
2.3.4 ab vs. bb
采用随机效应模型对纳入16个研究的Meta分析结果显示,eNOS基因a/b多态性与糖尿病视网膜病发病风险无相关性[OR=0.94,95%CI(0.77,1.14),P=0.52](图 5)。按种族进行的亚组分析结果提示,eNOS基因a/b多态性与亚洲人[OR=0.99,95%CI(0.76,1.29),P=0.95]、白种人[OR=1.08,95%CI(0.87,1.35),P=0.47]和非洲人[OR=0.53,95%CI(0.28,1.02),P=0.06]发病风险均无相关性(图 5)。
2.3.5 a vs. b
采用随机效应模型对纳入16个研究的Meta分析结果显示,eNOS基因a/b多态性与糖尿病视网膜病发病风险无相关性[OR=0.97,95%CI(0.82,1.14),P=0.70](图 6)。按种族进行的亚组分析结果提示,eNOS基因a/b多态性与非洲人发病风险有相关性[OR=0.69,95%CI(0.56,0.84),P=0.000 3],但与亚洲人[OR=0.98,95%CI(0.78,1.23),P=0.87]和白种人[OR=1.17,95%CI(0.96,1.43),P=0.13]发病风险无相关性(图 6)。
3 讨论
糖尿病视网膜眼病发病机制极其复杂,目前还不十分明了,它与微循环障碍、山梨醇代谢通路异常、氧化应激、凝血纤溶平衡失调、蛋白糖基化、血液动力学的异常等因素均有关 [2-4]。NO是一种具有多种调节活性的因子,在多种病理生理过程中起重要作用,其合成量受底物、产物及NOS水平的调节。NOS又分为血管内皮型NOS(ecNOS)、神经型NOS(ncNOS)、诱导型NoS(iNOS)[10, 18]。其中ecNOS主要存在于血管内皮及血小板中,其含量及活性的改变对血管NO含量有重要影响。高糖及糖基化产物能抑制视网膜血管内皮细胞NO的产生,且糖尿病时血管内皮依赖的血管扩张功能减弱,而该功能是由NO介导的。细胞内NO活性降低是导致血管收缩、血管通透性增加、血栓形成、细胞增生等一系列糖尿病血管病变的特征性改变的原因 [9, 20]。eNOS在糖尿病视网膜病中发挥着重要作用 [9, 15, 20]。虽已有大量研究提示eNOS基因a/b多态性与糖尿病视网膜病相关,但目前尚无定论。虽然已有Meta分析对该多态性与糖尿病眼病的相关性进行研究 [26],但近年来又有新的研究需要纳入 [22, 23]。因此,我们搜集了相关文献,对该基因多态性与糖尿病视网膜病的相关性进行了Meta分析。
本次Meta分析结果提示,在总体分析中,NOS基因a/b多态性无论是在显性模型、隐形模型、共显性模型或其他模型方面,均与糖尿病视网膜眼病无相关性。这提示我们该多态性可能不是总人群发病机制的相关因素。按种族进行的亚组分析结果显示,此多态性与非洲人糖尿病视网膜病发病机制相关,但与亚洲人和白种人发病机制不相关,这提示该多态性可能存在遗传学背景的差异。此外,纳入研究结果间存在一定的异质性,分析异质性原因可能与研究对象遗传背景的差异、基因连锁不平衡的差异、非遗传因素的干扰和研究设计的质量差别等相关,因此在解释本研究结果时需要特别谨慎。
本研究的局限性:① 纳入研究样本量偏小,可能影响Meta分析结果的可靠性;② 多数纳入研究未报告更详细的分组数据,如性别、视网膜眼病的状况等,故无法基于这些因素进一步进行亚组分析;③ 本研究仅纳入了白种人、亚洲人和非洲人的研究,因此,本研究结果不一定适用于其他种族。
综上所述,当前证据显示,eNOS基因a/b多态性可能与非洲人糖尿病视网膜病发病风险相关。由于纳入研究数量有限,本研究结论仍需进一步开展大样本研究来证实。