引用本文: 戴蕙旭, 何俏, 時景璞. ALDH2 基因多態性與中國人缺血性腦卒中關系的 Meta 分析. 中國循證醫學雜志, 2017, 17(1): 72-77. doi: 10.7507/1672-2531.201611024 復制
腦卒中,又稱為腦血管意外或中風,是因腦血管阻塞或破裂引起的腦血流循環障礙和腦組織功能或結構損害為表現的急性腦血管疾病。據估計,全球每年與腦卒中有關的死亡人數約 600 萬,而中國,作為腦卒中發病率最高的國家,每年約有 250 萬新發患者,并有 160 萬患者死于腦卒中[1]。因腦卒中具有高發病率、高致殘率、高復發率以及高死亡率的特點[2],已成為威脅人類健康和生命的常見病、多發病,輕者影響患者的生活質量,重者導致癱瘓、失語、癡呆甚至死亡,給患者帶來極大的痛苦,給家庭及社會帶來沉重的負擔。腦卒中一般可分為兩大類,即缺血性腦卒中和出血性腦卒中,其中缺血性腦卒中約占所有卒中的 87%[3]。腦卒中作為一種遺傳因素與環境因素相互作用的復雜疾病,探索其易感基因有助于高危人群的篩查以及疾病病因的解釋。因此,探索與缺血性腦卒中發生發展有關的事件,進而采取有效的預防措施或用以指導臨床工作,顯示出一定的臨床價值和公共衛生意義[4]。
乙醛脫氫酶(ALDH)是參與體內酒精代謝的關鍵酶,其中 ALDH 2 是其家族中醛類代謝活性最強的同工酶[5]。ALDH 2 基因位于 12 q 24 染色體上,包括 13 個外顯子和 12 個內含子,在外顯子 12 處出現堿基置換 G→A,導致第 487 位谷氨酸被賴氨酸替代[6]。因此,ALDH 2 具有三種基因型,即具有正常催化活性的野生型純合子 ALDH 21/1;催化活性下降的雜合子 ALDH 21/2;不具有催化活性的突變型純合子 ALDH 22/2。乙醛脫氫酶不僅可以將毒性產物乙醛轉變為乙酸而實現對酒精的解毒作用,對全身多個系統疾病以及多種藥物代謝均存在關聯[7,8]。有研究表明,ALDH 2 AA 基因型是日本人心肌梗死的危險因素[9];另有國外研究表明,ALDH 2 基因突變影響冠狀動脈粥樣硬化性心臟病的發病風險且其與冠心病的嚴重程度相關[10]。但由于 ALDH 2 基因多態性在不同地區、民族之間差別較大[11],且其與中國人缺血性腦卒中關系尚無報道,故本研究選取中國缺血性腦卒中患者探討其與 ALDH 2 基因多態性之間的關聯。
1 資料與方法
1.1 納入與排除標準
1.1.1 研究類型 病例-對照研究。
1.1.2 研究對象 病例組為經臨床明確診斷的缺血性腦卒中患者;對照組為健康人群。
1.1.3 結局指標 缺血性腦卒中的發病風險。
1.1.4 排除標準 ① 非中、英文文獻;② 重復發表的文獻;③ 數據不完整或無法計算出 OR 值和 95%可信區間;④ 腦卒中診斷不明確或并未采用金標準診斷。
1.2 檢索策略
計算機檢索 Web of Science、PubMed、CNKI、CBM 和 WanFang Data 數據庫,搜集研究 ALDH 2 基因多態性與中國人缺血性腦卒中相關性的病例-對照研究,檢索時間從建庫至 2016 年 10 月。此外,追溯納入研究的參考文獻,以補充獲取相關文獻。英文檢索詞包括:ALDH 2、Acetaldehyde dehydrogenase 2、stroke、cerebrovascular accident、CVA、cerebrovascular event、cerebrovascular disease、brain hemorrhage、intracranial hemorrhage、cerebral hemorrhage、cerebral infarction、cerebral ischemia、polymorphism、variation、allele、genotype、case control、case-control。中文檢索詞包括:乙醛脫氫酶、腦卒中、腦梗死、腦梗塞、腦出血、多態性。以 PubMed 為例,具體檢索策略見框 1。
1.3 文獻篩選、資料提取與偏倚風險評價
由兩位研究獨立篩選文獻、提取資料。資料提取的主要內容包括:第一作者、發表年份、地區、病例和對照的數量、研究人群特點(年齡、性別、吸煙史、飲酒史)以及病例和對照中基因型的分布。數據提取時,對存在分歧的地方進行核查,直到達成共識。對每項原始研究的偏倚風險采用 NOS 量表進行評價。≥5 顆星即可納入,>6 顆星即認為是高質量研究。
1.4 統計分析
采用 Stata 12.0 軟件進行統計分析。計數資料采用比值比(OR)及其 95%CI 為效應分析統計量。采用Q 檢驗和I2 統計量檢驗研究的異質性程度。若P<0.1 或I2≥50%,則說明各研究結果間存在異質性,采用隨機效應模型進行合并分析;反之,則采用固定效應模型進行合并分析。采用 Egger 法和 Begg’s 法檢驗發表偏倚。Meta 分析的檢驗水準設為α=0.05。本研究應用五種遺傳模型處理所有數據,包括:等位基因模型(Avs. G)、顯性模型(AA+AGvs. GG)、隱性模型(AAvs. AG+GG)、純合子模型(AAvs. GG)和雜合子模型(AGvs. GG)。
2 結果
2.1 文獻檢索結果和納入研究的基本特征
初步檢索出文獻 67 篇,按照文獻納入排除標準進行篩選,最終納入 7 個研究[8,12-17](圖 1),其中 6 篇關于顯性模型、隱性模型、純合子模型和雜合子模型,7 篇關于等位基因模型,共計 3 324 例研究對象,其中病例 1 787 例,對照 1 537 例。納入研究的基本特征見表 1。


2.2 Meta 分析結果
2.2.1 Avs. G 經異質性檢驗,納入研究結果間存在統計學異質性(P=0.000,I2= 81.5%),采用隨機效應模型進行 Meta 分析,結果顯示該多態性與缺血性腦卒中的相關性具有統計學意義[OR=1.430,95%CI(1.006,2.033),P=0.046],中國人攜帶 A 等位基因發生缺血性腦卒中的危險性是 G 等位基因的 1.430 倍(圖 2)。
2.2.2 AA+AGvs. GG 經異質性檢驗,納入研究結果間存在統計學異質性(P=0.000,I2=86.4%),采用隨機效應模型進行 Meta 分析,結果顯示該多態性與缺血性腦卒中的相關性無統計學意義[OR=1.516,95%CI(0.859,2.674),P=0.151]。
2.2.3 AAvs. AG+GG 經異質性檢驗,納入研究結果間不存在統計學異質性(P=0.544,I2=0.0%),采用固定效應模型進行 Meta 分析,結果顯示該多態性與缺血性腦卒中的相關性具有統計學意義[OR=1.734,95%CI(1.267,2.373),P=0.001],中國人 AA 基因型發生缺血性腦卒中的危險性是 AG+GG 基因型的 1.734 倍(圖 3)。
2.2.4 AAvs. GG 經異質性檢驗,納入研究結果間不存在統計學異質性(P=0.181,I2=34.0%),采用固定效應模型進行 Meta 分析,結果顯示該多態性與缺血性腦卒中的相關性具有統計學意義[OR=1.757,95%CI(1.274,2.424),P=0.001],中國人 AA 基因型發生缺血性腦卒中的危險性是 GG 基因型的 1.757 倍(圖 4)。
2.2.5 AGvs. GG 經異質性檢驗,納入研究結果間存在統計學異質性(P=0.000,I2=85.7%),采用隨機效應模型進行 Meta 分析,結果顯示該多態性與缺血性腦卒中的相關性無統計學意義[OR=1.424,95%CI(0.804,2.524),P=0.226]。



2.2.6 敏感性分析 對等位基因模型、顯性模型及雜合子模型進行敏感性分析,結果發現剔除徐筱婧[13] 和 Sung[16] 研究后異質性減小,等位基因模型(Avs. G)分析結果仍穩健,而顯性模型(AA + AGvs. GG)和雜合子模型(AGvs. GG)需進一步討論其異質性原因(表 2)。

2.3 發表偏倚
分別用 Egger 法和 Begg’s 法對五種遺傳模型下的發表偏倚進行檢測,結果顯示納入研究無發表偏倚(Avs. G:Egger:P=0.402,Begg’s:P=0.368;AA+AGvs. GG:Egger:P=0.399,Begg’s:P=1.000;AAvs. AG+GG:Egger:P=0.402,Begg’s:P=0.707;AAvs. GG:Egger:P=0.348,Begg’s:P=0.707;AGvs. GG:Egger:P=0.362,Begg’s:P=1.000)。
3 討論
本研究采用 Meta 分析的方法,納入中國山東、河北、貴州、黑龍江、河南及臺灣六個地區的缺血性腦卒中患者,對 ALDH 2 基因多態性與缺血性腦卒中關聯性的病例-對照研究進行定量合并分析,發現 ALDH 2 多態性與缺血性腦卒中存在關聯:A 等位基因是缺血性腦卒中潛在的危險因素。推測其可能機制為:ALDH 2*2/2 基因型攜帶者幾乎不具有乙醛脫氫酶活性,使得由乙醇脫氫酶代謝產生的醛類物質無法代謝,從而導致醛類等有害物質在體內蓄積。例如 4-羥基-2-壬烯醛(4-HNE),作為ω-6 不飽和脂肪酸經脂質過氧化反應形成的醛類代表產物之一,可通過多種途徑影響正常生理功能[18]。有研究證實,在 SD 大鼠側腦室注入 4-HNE 后,大腦中動脈栓塞程度增加,急性腦缺血損傷加重,腦梗死面積增加 45.9%。因此 ALDH 2 基因突變可以增加腦梗死發生的風險,可能是由于 ALDH 2 突變者對體內 4-HNE 的代謝能力下降,從而導致 4-HNE 蓄積,組織和靶器官損傷增加[15]。此外,有研究表明,ALDH 2 突變型比野生型形成頸動脈粥樣硬化斑塊的比例更高,且更易形成易損斑塊[8],而頸動脈粥樣硬化斑塊的形成作為腦卒中的危險因素[19],可能也是 ALDH 2 突變型缺血性卒中發生風險增加的機制之一。但近來一項研究表明[16],ALDH 2 AA 基因型獨立于傳統危險因素而增加缺血性卒中發生風險,因此,該病理過程發生的確切機制尚不明確。
敏感性分析顯示,剔除徐筱婧[13] 和 Sung[16] 研究后異質性減小,究其原因可能是:第一,徐筱婧[13] 選取的研究對象疾病終點定義為腔隙性腦梗死和動脈粥樣硬化性血栓性腦梗死,而腔隙性腦梗死是腦梗死的一種特殊類型,其發病機制可能不同于其他類型的缺血性腦卒中,而 Sung 等[16] 研究的對照組選取來源于內分泌代謝科,該人群的危險因素可能多于一般健康對照;第二,ALDH 2 基因突變型無法通過代謝產生大量的 NO。而 NO 雖然在一定范圍內可以舒張血管,抑制平滑肌細胞的增殖遷移以及血小板的黏附聚集,但是超過這一范圍后,過高濃度的 NO 則成為炎癥損傷過程中的損傷因子,加速炎癥的發生。此外,NO 參與疾病發生時血管的非特異性炎癥反應,釋放對腦血管損傷更強的下級代謝產物過氧亞硝基陰離子,進一步加速炎癥損傷過程。
本研究的局限性:本次 Meta 分析納入研究數量較少,且均為病例-對照研究,因而 Meta 分析結果的可靠性不高;另外,納入研究僅包括中國部分地區,代表性不高,因此該結果外推到其他地區人群時要謹慎。
綜上所述,在病因學上,我們可以認為 ALDH 2 基因多態性與中國人缺血性腦卒中有關,A 等位基因是其潛在危險因素,但該多態性與中國人缺血性腦卒中關系及其機制仍需進一步研究。
腦卒中,又稱為腦血管意外或中風,是因腦血管阻塞或破裂引起的腦血流循環障礙和腦組織功能或結構損害為表現的急性腦血管疾病。據估計,全球每年與腦卒中有關的死亡人數約 600 萬,而中國,作為腦卒中發病率最高的國家,每年約有 250 萬新發患者,并有 160 萬患者死于腦卒中[1]。因腦卒中具有高發病率、高致殘率、高復發率以及高死亡率的特點[2],已成為威脅人類健康和生命的常見病、多發病,輕者影響患者的生活質量,重者導致癱瘓、失語、癡呆甚至死亡,給患者帶來極大的痛苦,給家庭及社會帶來沉重的負擔。腦卒中一般可分為兩大類,即缺血性腦卒中和出血性腦卒中,其中缺血性腦卒中約占所有卒中的 87%[3]。腦卒中作為一種遺傳因素與環境因素相互作用的復雜疾病,探索其易感基因有助于高危人群的篩查以及疾病病因的解釋。因此,探索與缺血性腦卒中發生發展有關的事件,進而采取有效的預防措施或用以指導臨床工作,顯示出一定的臨床價值和公共衛生意義[4]。
乙醛脫氫酶(ALDH)是參與體內酒精代謝的關鍵酶,其中 ALDH 2 是其家族中醛類代謝活性最強的同工酶[5]。ALDH 2 基因位于 12 q 24 染色體上,包括 13 個外顯子和 12 個內含子,在外顯子 12 處出現堿基置換 G→A,導致第 487 位谷氨酸被賴氨酸替代[6]。因此,ALDH 2 具有三種基因型,即具有正常催化活性的野生型純合子 ALDH 21/1;催化活性下降的雜合子 ALDH 21/2;不具有催化活性的突變型純合子 ALDH 22/2。乙醛脫氫酶不僅可以將毒性產物乙醛轉變為乙酸而實現對酒精的解毒作用,對全身多個系統疾病以及多種藥物代謝均存在關聯[7,8]。有研究表明,ALDH 2 AA 基因型是日本人心肌梗死的危險因素[9];另有國外研究表明,ALDH 2 基因突變影響冠狀動脈粥樣硬化性心臟病的發病風險且其與冠心病的嚴重程度相關[10]。但由于 ALDH 2 基因多態性在不同地區、民族之間差別較大[11],且其與中國人缺血性腦卒中關系尚無報道,故本研究選取中國缺血性腦卒中患者探討其與 ALDH 2 基因多態性之間的關聯。
1 資料與方法
1.1 納入與排除標準
1.1.1 研究類型 病例-對照研究。
1.1.2 研究對象 病例組為經臨床明確診斷的缺血性腦卒中患者;對照組為健康人群。
1.1.3 結局指標 缺血性腦卒中的發病風險。
1.1.4 排除標準 ① 非中、英文文獻;② 重復發表的文獻;③ 數據不完整或無法計算出 OR 值和 95%可信區間;④ 腦卒中診斷不明確或并未采用金標準診斷。
1.2 檢索策略
計算機檢索 Web of Science、PubMed、CNKI、CBM 和 WanFang Data 數據庫,搜集研究 ALDH 2 基因多態性與中國人缺血性腦卒中相關性的病例-對照研究,檢索時間從建庫至 2016 年 10 月。此外,追溯納入研究的參考文獻,以補充獲取相關文獻。英文檢索詞包括:ALDH 2、Acetaldehyde dehydrogenase 2、stroke、cerebrovascular accident、CVA、cerebrovascular event、cerebrovascular disease、brain hemorrhage、intracranial hemorrhage、cerebral hemorrhage、cerebral infarction、cerebral ischemia、polymorphism、variation、allele、genotype、case control、case-control。中文檢索詞包括:乙醛脫氫酶、腦卒中、腦梗死、腦梗塞、腦出血、多態性。以 PubMed 為例,具體檢索策略見框 1。
1.3 文獻篩選、資料提取與偏倚風險評價
由兩位研究獨立篩選文獻、提取資料。資料提取的主要內容包括:第一作者、發表年份、地區、病例和對照的數量、研究人群特點(年齡、性別、吸煙史、飲酒史)以及病例和對照中基因型的分布。數據提取時,對存在分歧的地方進行核查,直到達成共識。對每項原始研究的偏倚風險采用 NOS 量表進行評價。≥5 顆星即可納入,>6 顆星即認為是高質量研究。
1.4 統計分析
采用 Stata 12.0 軟件進行統計分析。計數資料采用比值比(OR)及其 95%CI 為效應分析統計量。采用Q 檢驗和I2 統計量檢驗研究的異質性程度。若P<0.1 或I2≥50%,則說明各研究結果間存在異質性,采用隨機效應模型進行合并分析;反之,則采用固定效應模型進行合并分析。采用 Egger 法和 Begg’s 法檢驗發表偏倚。Meta 分析的檢驗水準設為α=0.05。本研究應用五種遺傳模型處理所有數據,包括:等位基因模型(Avs. G)、顯性模型(AA+AGvs. GG)、隱性模型(AAvs. AG+GG)、純合子模型(AAvs. GG)和雜合子模型(AGvs. GG)。
2 結果
2.1 文獻檢索結果和納入研究的基本特征
初步檢索出文獻 67 篇,按照文獻納入排除標準進行篩選,最終納入 7 個研究[8,12-17](圖 1),其中 6 篇關于顯性模型、隱性模型、純合子模型和雜合子模型,7 篇關于等位基因模型,共計 3 324 例研究對象,其中病例 1 787 例,對照 1 537 例。納入研究的基本特征見表 1。


2.2 Meta 分析結果
2.2.1 Avs. G 經異質性檢驗,納入研究結果間存在統計學異質性(P=0.000,I2= 81.5%),采用隨機效應模型進行 Meta 分析,結果顯示該多態性與缺血性腦卒中的相關性具有統計學意義[OR=1.430,95%CI(1.006,2.033),P=0.046],中國人攜帶 A 等位基因發生缺血性腦卒中的危險性是 G 等位基因的 1.430 倍(圖 2)。
2.2.2 AA+AGvs. GG 經異質性檢驗,納入研究結果間存在統計學異質性(P=0.000,I2=86.4%),采用隨機效應模型進行 Meta 分析,結果顯示該多態性與缺血性腦卒中的相關性無統計學意義[OR=1.516,95%CI(0.859,2.674),P=0.151]。
2.2.3 AAvs. AG+GG 經異質性檢驗,納入研究結果間不存在統計學異質性(P=0.544,I2=0.0%),采用固定效應模型進行 Meta 分析,結果顯示該多態性與缺血性腦卒中的相關性具有統計學意義[OR=1.734,95%CI(1.267,2.373),P=0.001],中國人 AA 基因型發生缺血性腦卒中的危險性是 AG+GG 基因型的 1.734 倍(圖 3)。
2.2.4 AAvs. GG 經異質性檢驗,納入研究結果間不存在統計學異質性(P=0.181,I2=34.0%),采用固定效應模型進行 Meta 分析,結果顯示該多態性與缺血性腦卒中的相關性具有統計學意義[OR=1.757,95%CI(1.274,2.424),P=0.001],中國人 AA 基因型發生缺血性腦卒中的危險性是 GG 基因型的 1.757 倍(圖 4)。
2.2.5 AGvs. GG 經異質性檢驗,納入研究結果間存在統計學異質性(P=0.000,I2=85.7%),采用隨機效應模型進行 Meta 分析,結果顯示該多態性與缺血性腦卒中的相關性無統計學意義[OR=1.424,95%CI(0.804,2.524),P=0.226]。



2.2.6 敏感性分析 對等位基因模型、顯性模型及雜合子模型進行敏感性分析,結果發現剔除徐筱婧[13] 和 Sung[16] 研究后異質性減小,等位基因模型(Avs. G)分析結果仍穩健,而顯性模型(AA + AGvs. GG)和雜合子模型(AGvs. GG)需進一步討論其異質性原因(表 2)。

2.3 發表偏倚
分別用 Egger 法和 Begg’s 法對五種遺傳模型下的發表偏倚進行檢測,結果顯示納入研究無發表偏倚(Avs. G:Egger:P=0.402,Begg’s:P=0.368;AA+AGvs. GG:Egger:P=0.399,Begg’s:P=1.000;AAvs. AG+GG:Egger:P=0.402,Begg’s:P=0.707;AAvs. GG:Egger:P=0.348,Begg’s:P=0.707;AGvs. GG:Egger:P=0.362,Begg’s:P=1.000)。
3 討論
本研究采用 Meta 分析的方法,納入中國山東、河北、貴州、黑龍江、河南及臺灣六個地區的缺血性腦卒中患者,對 ALDH 2 基因多態性與缺血性腦卒中關聯性的病例-對照研究進行定量合并分析,發現 ALDH 2 多態性與缺血性腦卒中存在關聯:A 等位基因是缺血性腦卒中潛在的危險因素。推測其可能機制為:ALDH 2*2/2 基因型攜帶者幾乎不具有乙醛脫氫酶活性,使得由乙醇脫氫酶代謝產生的醛類物質無法代謝,從而導致醛類等有害物質在體內蓄積。例如 4-羥基-2-壬烯醛(4-HNE),作為ω-6 不飽和脂肪酸經脂質過氧化反應形成的醛類代表產物之一,可通過多種途徑影響正常生理功能[18]。有研究證實,在 SD 大鼠側腦室注入 4-HNE 后,大腦中動脈栓塞程度增加,急性腦缺血損傷加重,腦梗死面積增加 45.9%。因此 ALDH 2 基因突變可以增加腦梗死發生的風險,可能是由于 ALDH 2 突變者對體內 4-HNE 的代謝能力下降,從而導致 4-HNE 蓄積,組織和靶器官損傷增加[15]。此外,有研究表明,ALDH 2 突變型比野生型形成頸動脈粥樣硬化斑塊的比例更高,且更易形成易損斑塊[8],而頸動脈粥樣硬化斑塊的形成作為腦卒中的危險因素[19],可能也是 ALDH 2 突變型缺血性卒中發生風險增加的機制之一。但近來一項研究表明[16],ALDH 2 AA 基因型獨立于傳統危險因素而增加缺血性卒中發生風險,因此,該病理過程發生的確切機制尚不明確。
敏感性分析顯示,剔除徐筱婧[13] 和 Sung[16] 研究后異質性減小,究其原因可能是:第一,徐筱婧[13] 選取的研究對象疾病終點定義為腔隙性腦梗死和動脈粥樣硬化性血栓性腦梗死,而腔隙性腦梗死是腦梗死的一種特殊類型,其發病機制可能不同于其他類型的缺血性腦卒中,而 Sung 等[16] 研究的對照組選取來源于內分泌代謝科,該人群的危險因素可能多于一般健康對照;第二,ALDH 2 基因突變型無法通過代謝產生大量的 NO。而 NO 雖然在一定范圍內可以舒張血管,抑制平滑肌細胞的增殖遷移以及血小板的黏附聚集,但是超過這一范圍后,過高濃度的 NO 則成為炎癥損傷過程中的損傷因子,加速炎癥的發生。此外,NO 參與疾病發生時血管的非特異性炎癥反應,釋放對腦血管損傷更強的下級代謝產物過氧亞硝基陰離子,進一步加速炎癥損傷過程。
本研究的局限性:本次 Meta 分析納入研究數量較少,且均為病例-對照研究,因而 Meta 分析結果的可靠性不高;另外,納入研究僅包括中國部分地區,代表性不高,因此該結果外推到其他地區人群時要謹慎。
綜上所述,在病因學上,我們可以認為 ALDH 2 基因多態性與中國人缺血性腦卒中有關,A 等位基因是其潛在危險因素,但該多態性與中國人缺血性腦卒中關系及其機制仍需進一步研究。