賈元敏 伊 默 王海霞 李一章 張澤懿 王晶晶 陳 歐（山東大學(xué)齊魯醫(yī)學(xué)院護(hù)理與康復(fù)學(xué)院，濟(jì)南 250012）

哮喘是一種慢性炎癥性呼吸道疾病，表現(xiàn)為反復(fù)發(fā)作性的咳嗽、喘息、胸悶，長(zhǎng)期會(huì)導(dǎo)致氣道結(jié)構(gòu)重構(gòu)［1］。目前，全世界約有3 億哮喘患者，每年約有25 萬人死于哮喘，我國的哮喘發(fā)病率呈逐年快速上升趨勢(shì)［2-3］。哮喘是一種受基因-基因以及基因-環(huán)境交互作用影響的多基因遺傳?。?］，遺傳易感性和環(huán)境暴露在哮喘發(fā)病機(jī)制中起著至關(guān)重要的作用［2，5］。遺傳學(xué)研究表明，CHI3L1的變異與哮喘的發(fā)病機(jī)制有關(guān)［6-7］。CHI3L1基因位于染色體1q31～q32 上，大小約10.9 kb，包含10 個(gè)外顯子，是哮喘、支氣管高反應(yīng)性、肺功能下降的易感基因［2，8］。CHI3L1基因編碼由383個(gè)氨基酸組成的YKL-40又稱幾丁質(zhì)酶3樣1（CHI3L1），YKL-40 屬于幾丁質(zhì)酶家族是哮喘的生物標(biāo)志物［9］。KANG 等［10］研究表明，YKL-40 可以通過IL-18 誘導(dǎo)的Th2 和Th17 炎癥反應(yīng)及肺纖維化參與氣道重構(gòu)，并可能在幾個(gè)環(huán)節(jié)上調(diào)節(jié)哮喘氣道炎癥［2，5］。眾多學(xué)者展開了關(guān)于CHI3L1基因多態(tài)性與哮喘易感性關(guān)系的研究，但研究結(jié)果不一致，且部分研究的樣本量相對(duì)較小。因此，本文對(duì)CHI3L1基因rs4950928 多態(tài)性與哮喘發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性進(jìn)行了Meta 分析，旨在通過更多研究更加精確地對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，為哮喘的發(fā)病機(jī)制、臨床分子診斷及防治提供一定的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。

1 資料與方法

1.1 檢索策略 采用主題詞結(jié)合自由詞方式計(jì)算機(jī)檢索知網(wǎng)、萬方、維普、CBM、PubMed、Web of Science、EMbase 及The Cochrane Library 數(shù)據(jù)庫，查找國內(nèi)外關(guān)于CHI3L1基因rs4950928多態(tài)性與哮喘相關(guān)性的病例-對(duì)照研究，檢索時(shí)限均為從建庫至2021 年1 月，檢索語言限定為中、英文。中文檢索式：（CHI3L1or 殼多糖酶3 樣蛋白1）and（哮喘）and（多態(tài)性or 變異or SNP or 突變）；英文檢索式：（"Chitinase-3-Like Protein 1" or "CHI3L1" or "Chitinase 3 Like Protein 1" or "Cartilage Glycoprotein 39"or "Glycoprotein 39，Cartilage" or "GP-39 Protein" or"GP 39 Protein"or"YLK-40 Protein"or"YLK 40 Pro?tein" or "CHI3L1 Protein" or "CGP-39 Protein" or"CGP 39 Protein"）and（"asthma"）and（"polymor?phism"or"variation"or"mutation"or"SNP"or"single nucleotide polymorphism"）。并輔助手工檢索相關(guān)文章中引用的參考文獻(xiàn)。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：①評(píng)價(jià)CHI3L1基因rs4950928多態(tài)性與哮喘發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的病例-對(duì)照研究；②病例組符合相關(guān)指南診斷標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)臨床明確診斷為哮喘；③研究提供了計(jì)算比值比（OR）和95%置信區(qū)間（CI）的有效數(shù)據(jù)；④研究基因型分布符合Hardy-Weinberg equilibrium（HWE）。排除標(biāo)準(zhǔn)：①重復(fù)發(fā)表的研究，以影響力高、樣本量較大的研究為準(zhǔn)，如例數(shù)相同則選取發(fā)表時(shí)間較晚的文獻(xiàn)；②測(cè)量方法、手段描述不準(zhǔn)確、原始研究數(shù)據(jù)無法提?。虎蹠?huì)議摘要、病例報(bào)告、綜述等。

1.3 文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)及數(shù)據(jù)提取 采用NOS 量表（Newcastle-Ottawa Scale）［11］評(píng)價(jià)納入研究的偏倚風(fēng)險(xiǎn)，具體評(píng)價(jià)內(nèi)容包括病例對(duì)照研究對(duì)象的選擇、病例對(duì)照組間的可比性、確定暴露和結(jié)局。由2 位研究人員按照納入與排除標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)立篩選文獻(xiàn)、提取數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)文獻(xiàn)質(zhì)量，并交叉核對(duì)，如遇分歧則討論解決或交由第三方協(xié)助裁定，提取的資料主要包括：第一作者、發(fā)表時(shí)間、種族、國家、年齡、基因分型方法、各基因型數(shù)量等資料。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用Stata15.0（StataCorp，College Station，TX，USA）軟件進(jìn)行Meta 分析。采用OR值及95%CI作為效應(yīng)統(tǒng)計(jì)量，將rs4950928通過以下遺傳模型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析：顯性模型（GG+CG vs CC）、隱性模型（GG vs CG+CC）、等位基因模型（G vs C）、純合模型（GG vs CC）和雜合模型（CG vs CC）。采用Q檢驗(yàn)和I2檢驗(yàn)判斷各研究結(jié)果間的異質(zhì)性，異質(zhì)性明顯（PH＜0.10 或I2＞50%）時(shí)，采用隨機(jī)效應(yīng)模型，若無明顯異質(zhì)性，采用固定效應(yīng)模型（PH≥0.10，I2≤50%）。并對(duì)可能導(dǎo)致異質(zhì)性的因素進(jìn)行亞組分析，按年齡分為哮喘成人組和哮喘兒童組。采用敏感性分析逐項(xiàng)剔除單個(gè)研究，評(píng)估結(jié)果的穩(wěn)健性。根據(jù)漏斗圖的對(duì)稱性及Begg's 和Egger's 檢驗(yàn)結(jié)果評(píng)估發(fā)表偏倚［12］。P＜0.05 被認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 檢索結(jié)果及納入研究基本特征 文獻(xiàn)篩選流程見圖1。初次檢出相關(guān)文獻(xiàn)127篇，刪除重復(fù)，篩選標(biāo)題和摘要，共獲得20 篇文章。然后回顧了全文，確定了13 個(gè)符合條件的研究［6，8，13-23］，其中6 篇研究?jī)和巳海?，14，16-18，21］，其余7 篇［6，13，15，19-20，22-23］研究成人哮喘患者，8 篇亞洲人群［15-21，23］、4 篇高加索人群［6，8，13，22］、1 篇非洲人群研究［14］，各研究均符合HWE平衡，包含哮喘病例3 289 例，對(duì)照3 391 例，納入研究的具體特征見表1。

圖1 文獻(xiàn)篩選流程及結(jié)果Fig.1 Flowchart of study selection

2.2 納入文獻(xiàn)的質(zhì)量評(píng)價(jià) 根據(jù)Newcastle-Ottawa Scale（NOS）標(biāo)準(zhǔn)，納入文獻(xiàn)偏倚風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)評(píng)分7～9分，均為高質(zhì)量文獻(xiàn)（＞6分），質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果見表1。

表1 納入研究的基本特征Tab.1 General characteristics of articles included in this Meta-analysis

2.3CHI3L1基因rs4950928 多態(tài)性與哮喘易感性的Meta 分析結(jié)果 各種模型和亞組Meta 分析結(jié)果匯總見表2。在隱性、純合模型中，無明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)異質(zhì)性，采用固定效應(yīng)模型進(jìn)行Meta 分析，結(jié)果顯示，CHI3L1基因rs4950928 多態(tài)性與哮喘易感性存在顯著的相關(guān)性：隱性模型GG vs CG+CC（OR=1.291，95%CI：1.045～1.595，P=0.018，I2=17.80%，PH=0.255）（圖2）；純合模型GG vs CC（OR=1.300，95%CI：1.036～1.631，P=0.023，I2=45.60%，PH=0.032）。分析結(jié)果提示CHI3L1基因rs4950928位點(diǎn)多態(tài)性可能為支氣管哮喘的易感因子，GG 基因型的攜帶者相比于CC 或CG 基因型的攜帶者會(huì)有更高的哮喘發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。但是在顯性、等位基因、雜合模型中無顯著的相關(guān)性（P＞0.05），且異質(zhì)性較大。因此，需要進(jìn)行進(jìn)一步的亞組分析，確定異質(zhì)性的來源。

表2 CHI3L1基因多態(tài)性rs4950928與哮喘易感性的Meta分析Tab.2 Meta-analysis of correlation between CHI3L1 rs4950928 polymorphism and asthma

圖2 CHI3L1 基因rs4950928 多態(tài)性與哮喘易感性的Meta分析森林圖（GG vs CG+CC）Fig.2 Forest plot for correlation between CHI3L1 rs4950928 polymorphism and asthma in Metaanalysis（GG vs CG+CC）

2.4 亞組分析 按年齡分組進(jìn)行亞組分析結(jié)果顯示，在隱性、純合模型中，CHI3L1基因rs4950928 位點(diǎn)多態(tài)性與成人哮喘易感性顯著相關(guān)：隱性模型GG vs CG+CC（OR=1.443，95%CI：1.107～1.880，P=0.007，I2=36.10%，PH=0.153）（圖3）；純合模型GG vs CC（OR=1.430，95%CI：1.074～1.903，P=0.014，I2=40.0%，PH=0.139）。但是在兒童組中，無相關(guān)性。分析結(jié)果提示，CHI3L1基因rs4950928 位點(diǎn)GG 基因型的頻率升高可能會(huì)增加成人支氣管哮喘的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，而在兒童人群中可能無相關(guān)性。

圖3 CHI3L1 基因rs4950928 多態(tài)性與哮喘易感性的Meta分析森林圖（GG vs CG+CC）亞組分析（年齡）Fig.3 Forest plot for correlation between CHI3L1 rs4950928 polymorphism and asthma（GG vs CG+CC）subgroup analysis（Age）

按種族分組進(jìn)行亞組分析結(jié)果顯示，在隱性、等位基因、純合模型中，CHI3L1基因rs4950928 位點(diǎn)多態(tài)性與亞洲人群哮喘易感性顯著相關(guān)：隱性模型GG vs CG+CC（OR=1.475，95%CI：1.072～2.029，P=0.017，I2=22.0%，PH=0.248）；等位基因模型G vs C（OR=1.246，95%CI：1.042～1.491，P=0.016，I2=41.4%，PH=0.091）（圖4）；純合模型GG vs CC（OR=1.811，95%CI：1.235～2.655，P=0.002，I2=40.7%，PH=0.107）。但是在高加索人群中，未發(fā)現(xiàn)顯著相關(guān)。分析結(jié)果提示，CHI3L1基因rs4950928位點(diǎn)GG 基因型相對(duì)CC 或CG 基因型可能會(huì)增加亞洲人群支氣管哮喘的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，亞洲人群rs4950928位點(diǎn)G 等位基因可能是哮喘的易感因子，C 等位基因可能是哮喘的保護(hù)因子，而在高加索人群中可能不存在相關(guān)性。

圖4 CHI3L1 基因rs4950928 多態(tài)性與哮喘易感性的Meta分析森林圖（G vs C）亞組分析（種族）Fig.4 Forest plot for correlation between CHI3L1 rs4950928 polymorphism and asthma（G vs C）subgroup Meta analysis（Ethnicity）

2.5 敏感性分析及發(fā)表偏移檢測(cè) 通過逐一去除相關(guān)單個(gè)研究進(jìn)行敏感性分析。結(jié)果顯示在所有遺傳模型中，合并的ORs 均沒有顯著變化（圖5），表明研究結(jié)果的穩(wěn)定性較好。漏斗圖沒有明顯的不對(duì)稱性（圖6）。Begg's 檢驗(yàn)和Egger's 檢驗(yàn)結(jié)果均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示無明顯的發(fā)表偏移（表3）。

圖5 納入文獻(xiàn)的敏感性分析（GG vs CG+CC）Fig.5 Sensitivity analysis of studies included（GG vs CG+CC）

圖6 CHI3L1 基因rs4950928 多態(tài)性與哮喘易感性的Meta分析漏斗圖（GG vs CG+CC）Fig.6 Funnel plot for Meta analysis of correlation between CHI3L1 rs4950928 polymorphism and asthma（GG vs CG+CC）

表3 Meta分析的發(fā)表偏移結(jié)果Tab.3 Publication bias results of Meta-analysis

3 討論

隨著分子生物學(xué)和遺傳學(xué)的發(fā)展，哮喘相關(guān)基因的研究不斷取得進(jìn)展［2］，研究表明多種基因與哮喘的易感性有關(guān)，如ORMDL3、ADAM33、ADRB2、IL-4、STAT6基因等［24-25］。MOFFATT［26］通過全基因組關(guān)聯(lián)性研究，確定CHI3L1基因是與哮喘相關(guān)性最強(qiáng)的基因之一。CHI3L1（Chitinase 3-like-1）基因位于人類染色體1q31-q32 的高度保守區(qū)，長(zhǎng)約10.9 kb，基因組結(jié)構(gòu)顯示其由分布于8 kb 區(qū)域上的10 個(gè)外顯子構(gòu)成，編碼1種幾丁質(zhì)酶樣蛋白YKL-40。YKL-40蛋白是1 個(gè)40 kD 大小的糖蛋白，其中1 條肽鏈氨基端的起始3個(gè)氨基酸為酪氨酸Y、賴氨酸K和亮氨酸L，分子量為40 000，因而稱之為YKL-40［2，9］。YKL-40在幾個(gè)環(huán)節(jié)上調(diào)節(jié)哮喘氣道炎癥，是哮喘的潛在生物標(biāo)志物，其在血液中的水平與支氣管壁厚度、氣道的高反應(yīng)性、氣道重構(gòu)、哮喘嚴(yán)重程度和肺功能異常有關(guān)［2，5，9］。

單核苷酸多態(tài)性rs4950928 位點(diǎn)（-131C＞G）位于CHI3L1基因啟動(dòng)子區(qū)，第131 個(gè)核苷酸C 常被G取代。眾多學(xué)者展開了CHI3L1基因rs4950928多態(tài)性與哮喘發(fā)病相關(guān)性的研究，但可能由于種族、民族、年齡、地區(qū)等因素影響，多項(xiàng)研究結(jié)果尚未統(tǒng)一［27］。如OBER 等［8］進(jìn)行的一項(xiàng)歐洲人群的全基因組關(guān)聯(lián)研究發(fā)現(xiàn)，CHI3L1基因rs4950928 多態(tài)性中的C等位基因與德國弗賴堡地區(qū)兒童哮喘及氣道高反應(yīng)性相關(guān)；與此相反，RCTHCKE 等［13］針對(duì)丹麥成人哮喘研究則將G 等位基因確定為哮喘的易感因子；另有RAMPHUL 等［14］基于非洲人群及CHEN等［15］基于中國漢族人群的研究均未發(fā)現(xiàn)rs4950928多態(tài)性與哮喘具有相關(guān)性。這可能與不同種族、民族、地區(qū)的遺傳背景、疾病的免疫遺傳學(xué)特征不同有關(guān)［2，18-19］。如在中國漢族人群中，rs4950928 多態(tài)性CC 基因型所占比例最高（70%），而在非洲人群，以尼日利亞人群為例，所占人群比例不足50%［9］。哮喘是一種多基因遺傳病，受基因-環(huán)境交互作用的影響［28］，各研究中環(huán)境暴露因素差異較大且較少將其納入分析，基因之間可能存在復(fù)雜的基因連鎖現(xiàn)象，這些因素也可能是研究結(jié)果不一致的重要原因［9，19］。

因此，本研究通過對(duì)已往有關(guān)CHI3L1基因rs4950928 多態(tài)性與哮喘的相關(guān)性進(jìn)行了Meta 分析，此次研究共納入13 項(xiàng)病例-對(duì)照研究。考慮到由于種族、年齡的差異，基因多態(tài)性分布可能存在著差異，因此按種族和年齡進(jìn)行亞組分析，結(jié)果提示CHI3L1基因rs4950928多態(tài)性與哮喘易感性之間具有相關(guān)性，GG 基因型會(huì)顯著增加哮喘的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在成人及亞洲人群中。亞洲人群中rs4950928 位點(diǎn)G 等位基因與較高的哮喘發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)，C 等位基因可能是哮喘的保護(hù)因子，而在高加索及兒童人群中，CHI3L1基因rs4950928 多態(tài)性可能與哮喘易感性不相關(guān)。

分析研究結(jié)果，可能的機(jī)制為CHI3L1基因rs4950928位點(diǎn)GG基因型及G等位基因的出現(xiàn)會(huì)增強(qiáng)基因的轉(zhuǎn)錄以及YKL-40 的表達(dá)，進(jìn)而影響體內(nèi)炎癥反應(yīng)和氣道重塑，導(dǎo)致哮喘的發(fā)生［18，29］。有研究顯示rs4950928 位點(diǎn)GG 基因型哮喘患兒哮喘特征性指標(biāo)總IgE 和YKL-40 水平相對(duì)CC 基因型患兒明顯升高。邵亞望等［18］研究發(fā)現(xiàn)，GG 基因型哮喘患兒血清中抗炎癥細(xì)胞因子IL-10及IL-12含量顯著低于CC 基因型患兒，血清中促炎癥細(xì)胞因子IL-17與IL-22 水平以及氣道重塑指標(biāo)TGF-β1、Act-A、OPN、Gal-3、AngⅡ含量均顯著高于CC 基因型患兒，進(jìn)一步說明CHI3L1基因rs4950928 位點(diǎn)GG 基因型以及等位基因G 可能會(huì)通過增加促炎因子的分泌、減少抑炎因子的分泌，進(jìn)而促進(jìn)哮喘患者的氣道炎癥反應(yīng)和氣道重塑，加重哮喘病情。

本研究結(jié)果與ZHU 等［30］2017 年Meta 分析結(jié)果不一致，該研究顯示，CHI3L1基因多態(tài)性與哮喘易感性之間不存在顯著關(guān)聯(lián)；在高加索人種中，G等位基因可能是哮喘的保護(hù)因子。分析可能的原因是，ZHU 等［30］Meta 分析共納入5 篇研究，其中1 篇基于亞洲人群，本研究較前者納入更多的研究，新納入3篇高加索人群及6 篇亞洲人群研究。與CHEN 等［15］Meta分析結(jié)果一致，研究均表明高加索人種CHI3L1基因rs4950928 多態(tài)性可能與哮喘易感性沒有關(guān)聯(lián)。但該研究并不認(rèn)為rs4950928 多態(tài)性與亞洲人群哮喘風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)，可能的原因是本研究較CHEN 等Meta分析新納入3篇基于亞洲人群的研究。

本研究仍存在一定局限性：①納入文獻(xiàn)數(shù)量相對(duì)較少，且受原始文獻(xiàn)提供數(shù)據(jù)的限制，尚不能進(jìn)一步行亞組分析剔除環(huán)境因素產(chǎn)生的混雜和偏倚；②文獻(xiàn)語種限定為中、英文，沒有涉及其他語種及未發(fā)表的文章。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)，CHI3L1基因rs4950928多態(tài)性與哮喘易感性具有相關(guān)性，CHI3L1基因rs4950928的G等位基因及GG基因型可能會(huì)增加哮喘的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，特別是在亞洲及成人人群中，而與高加索或兒童人群哮喘易感性可能無明顯關(guān)聯(lián)，但本研究結(jié)論仍需開展更多大規(guī)模、高質(zhì)量的研究加以證實(shí)，還需要對(duì)基因與基因之間、基因與環(huán)境之間的交互作用進(jìn)一步分析，深入研究CHI3L1基因與哮喘易感性的相關(guān)性。