心脏转录因子GATA4基因单核苷酸多态性与先天性心脏病关系的Meta分析

陈红燕，周文正，何子翼

重庆市妇幼保健院质量管理科，重庆 401147

先天性心脏病（congenital heart disease，CHD）是指出生时心脏或大血管结构和/或功能的异常，是胎儿和婴儿非感染性死亡的主要原因。作为全世界最常见的出生缺陷，2010年—2017年全球出生儿童平均患病率为9.4‰[1]。仅2017年，CHD共造成全球261 247人死亡[2]。作为我国最主要的出生缺陷之一，CHD尽管在内外科治疗上取得了显著成效，但仍有部分患者必须长期经受心血管并发症的困扰，治疗过程中的高昂费用、高致残率均为家庭和社会带来了极大的心理和经济负担。多中心研究表明，近年来国内CHD总量和一些亚型的发病均呈上升趋势[3]。心脏转录因子是在心脏发育基因表达过程中起着重要调控作用的转录活化因子，其突变是遗传因素基因方面的主要致病原因。前期已有的针对心脏转录因子的研究由于单一位点研究数量不足，主要针对几个热门基因相关位点的关系研究，该研究即以重要心脏转录因子GATA4基因单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）在CHD病例和正常对照之间的分布差异为研究内容，探索GATA4基因单核苷酸多态性与先天性心脏病易感性之间的关联。

1 资料与方法

1.1 纳入及排除标准

纳入标准：①不合并其他畸形的单纯先天性心脏病人群研究；②病例对照研究；③含有研究基因SNP是否发生突变或等位基因频率信息；④出现相同研究对象的多篇文章，选取研究内容更全面且时间更近者。排除标准：①研究对象不具有人群代表性；②综述、重复报告。

1.2 检索策略

以“GATA4”“先天性心脏病”“单核苷酸多态性”及其相应英文表达作为检索关键词，检索PubMed、Web of Science、中国期刊全文数据库（CNKI）、万方数据库、维普数据库从建库到2020年8月发表的文献。为保证查全率，对发表的高质量综述也进行了查看，补充纳入文献，减量避免遗漏。

1.3 数据提取

文献检索由两人同时进行，采用Endnote进行文献整理，首先通过阅读标题、作者、年份等信息剔除重复文献，再通过阅读摘要、关键词剔除明显不符合纳入标准的文献。再次检索该研究主题高质量文章所引用的参考文献。检索完毕后，对于余下文章进行全文通读，并记录以下信息：作者、发表年份、研究国别、病例数、对照数、研究SNP位点及突变类型（有模型检验者，记录下相应的等位基因频率）、CHD类型、是否符合Hardy-Weinberg平衡。

1.4 质量评价

该研究采用Newcastle-Ottawa Scale（NOS）文献质量评价量表进行文献的质量评价，分别从选择、可比性、暴露3个方面共9点进行文献质量评价，当文献得分大于等于7分，即认为研究质量较高。两名研究者在文献筛选、数据提取及NOS评分出现分歧时，邀请第三名研究者共同进行讨论并达成共识。

1.5 统计方法

采用Revman5.3进行Meta分析，对于纳入文献≥2篇的同一个SNP突变位点与CHD的研究，即可进行合并分析。分别计算研究位点是否突变、突变等位基因模型相应的OR值及95%置信区间（95%CI），检验水准α=0.05。纳入研究P≥0.10或I2≤70%者，即认为不存在异质性，采用固定效应模型；反之，存在异质性，进行异质性排查，若无法消除，则采用随机效应模型。对纳入文献数量较多的SNP位点必要时采用敏感性分析，评估结果稳定性，并使用“漏斗图”分析发表偏倚的存在情况。

2 结果

2.1 纳入文献汇总

该次研究初检索共检出352篇相关文献，剔除重复文献、阅读题目和摘要后剩余71篇，进行全文通读，最后共纳入22篇研究文献，共包含CHD病例4 575例，正常对照组5 225例。收集到文献最早年份为2008年，最近年份为2019年。纳入研究中，13篇文献未提及Hardy-Weinberg平衡检验，少数未考虑病例对照组匹配问题，所有研究NOS平均分7.36分，文献基本情况，见表1。

表1 纳入22篇文献的基本信息

2.2 Meta分析结果

2.2.1 整体情况 结果显示，位点99G＞T（rs56166237）是否出现突变，354A＞C（rs867858）位点纯合子模型（CC VS.AA）、杂合子模型（CA VS.AA））以及等位基因模型（C VS.A），517T＞C（rs884662）位点突变杂合子模型（CT VS.TT）、1220C＞A（rs115099192）位点是否发生突变OR＞1，提示为CHD发生危险因素。563C＞G（rs12825）位点等位基因模型（G VS.C），1521C＞G（rs3203358）位点纯合子、杂合子、等位基因模型OR＜1，提示以上SNP为CHD发生的保护因素，见表2。

表2 GATA4基因单核苷酸多态性与先天性心脏病的关系

2.2.2 99G＞T （r s56166237） 位 点 突 变 研究rs56166237位点突变纳入文献共8项，单一纳入文献对该位点突变的研究均提示无统计学意义，但进行Meta分析整合后，OR值及95%置信区间为1.53（1.07～2.18），并且显示无异质性，绘制漏斗图也提示并无发表偏倚，说明是否发生突变在CHD组和正常对照组差异有统计学意义，见图1（A,B）。

图1 （B）99G＞T（rs56166237）位点漏斗图

图1 （A）99G＞T（rs56166237）位点森林图

2.3 敏感性分析及发表偏倚评价

对于99G＞T（rs56166237）、354A＞C(rs867858)位点研究进行敏感性分析，逐篇排除各研究文献对Meta分析结果的影响，结果显示各研究对合并效应值改变不大，同时漏斗图也提示无发表偏倚，表明分析结果稳健。1220C＞A(rs115099192)位点研究，当排除丁凡等的研究时，研究结果提示无显著性，OR值为2.80（0.87～9.07），因此对所得结论应持谨慎态度。

3 讨论

研究显示，过去40年间我国整体先天性心脏病发生率呈上升趋势，从1980—1984年的0.201‰上升至2015—2019年的4.905‰[26]。另有针对特定区域的研究提出，发病率根据地域不同分布在7‰～22.9‰[27-28]。尽管医疗技术进步为患者的生活质量带来明显改善，但有迹象表明，先天性心脏病患儿发育问题发生率有所上升，如感觉障碍、智力障碍、学习障碍等[2]。为有效减少疾病负担，尽可能做到早发现、早诊断，提出有效的防治措施，对于病因和机制的探究仍是需要持续关注的问题。锌指蛋白转录因子GATA4，位于染色体8p22-23，与丝裂原活化蛋白激酶信号通路密切相关，主要表达于心脏、性腺及肝脏中，参与心脏环化、心房心室发育、房室瓣形成及动脉干分割，是心脏早期发育最重要的转录因子之一[29]。

99G＞T(rs56166237)是GATA4基因编码序列第99位的鸟嘌呤替换为胸腺嘧啶，属于外显子区域的碱基突变。虽然碱基发生改变，但仍然编码相同的氨基酸，即发生同义突变。该Meta分析研究发现，99G＞T(rs56166237)同义突变可能是CHD发生的危险因素，与早期Zhang等[3]、刘兴元等[8-9]、许细财等[14]研究结论相反。因纳入的各项研究样本量分布较为均匀，无某项研究起决定性主导作用，故根据Meta分析的结果，考虑原因为之前单一文献研究样本量偏少，合并分析后，效应显现。文献表明外显子SNP同义突变虽不改变蛋白质种类，但可能会对转录后剪切机制产生影响，因此即使是同义突变，也可能在转录后进程中发生改变[30]。354A＞C(rs867858)位点研究结果与黄雄[16]、李栋[13]研究结果一致，基因型CA/AA、基因型CC/AA以及C等位基因相对于A等位基因的频率在CHD患者与正常对照中有显著差异，OR值及95%CI＞1，突变可能是CHD发生的危险因素。该位点位于mRNA3’-UTR区中相关microRNA的结合区域，通过对相应microRNA靶基因调控功能的影响使得基因转录活性发生改变，可能影响转录后mRNA的降解或翻译抑制水平，或导致mRNA二级结构折叠错误。1521C＞G(rs3203358)位点同样位于3’-UTR区，同样可能通过与相应microRNA结合，调控靶基因表达，突变提示可能为CHD的保护因素，但目前研究文献较少，有待进一步扩大研究。

作为Meta分析，该研究仍有一些不足：首先从方法上，Meta分析作为二次分析，都是建立在已有研究的基础之上，目前针对心脏转录因子的基因SNP，同时包括基因型和等位基因测序结果的研究数量仍有限，也不足以以某一种类型的先心病，例如VSD、ASD、TOF等亚组进行合并分析；基因与基因，基因与环境之间的交互作用都有可能对CHD的发生产生影响；另外目前绝大多数研究对象均为患儿本身，今后还需要多结合亲代双亲的基因多态性进行分析，更加有助于早期诊断。