GSTM1、GSTT1基因多态性与亚洲男性特发性不育症易感性相关性Meta分析
文章导读:索pubmed, sciencedirect, springer, China biological medicine(CBM)、中国知网、万方、维普数据库从建库到2016年5月的文献,对所纳入的病例-对照研究,运用RevMan4.2软件进行Meta分析。结果:共纳入14篇病例对照研究,关于GSTM1基因缺失型与不育症关系的研究总共纳入病例组3404人、对照组2308人,关于GSTT1基因缺失型与不育症关系的研究总共纳入病例组3143人、对照组2017人。Meta分析显示:(1)亚洲人群中GSTM1缺失基因型与原发性男性不育症易感性相关性有统计学意义(OR=1.30,95%CI=1.01~1.66,P<0.05);亚组分析,东亚人群(OR=1.08, 95%CI=0.94~1.23, P=0.26>0.05)、南亚人群(OR=1.06,95%CI=0.52~2.18,P=0.87>0.05)的GSTM1缺失基因型均与原发性男性不育症易感性相关性无统计学意义;而西亚人群(OR=2.01, 95%CI=1.64~2.67, P=0.0001<0.05)的GSTM1缺失基因型与原发性男性不育症易感性有显著统计学意义;2、亚洲人群中GSTT1缺失基因型与原发性男性不育症易感性相关性无统计学意义(OR=1.20, 95%CI=0.93~1.54, P>0.05)。亚分组分析:东亚人群(OR=1.13, 95%CI=0.89~1.44, P=0.33>0.05)和西亚人群(OR=1.65, 95%CI=0.98~2.77, P=0.06>0.05)中GSTT1缺失基因型均与原发性男性不育症易感性相关性无统计学意义。 |
男性不育症是很多疾病或因素造成的一种疾病,据世界卫生组织(WHO)调查,15%的育龄夫妇存在着不育的问题,男性因素占所有不育夫妇的50%。据2000年WHO规定,夫妇同居1年以上,未采用任何避孕措施,由于男方因素造成女方不孕者,称为男性不育。男性不育症是由某一种或很多疾病与因素造成的结果,例如炎症、梗阻、环境、内分泌、行为、基因等,随着近年科学技术的进步,遗传性和环境因素能揭开多数病因,尤其是基因技术方面,但是仍有高达30%的患者找不到原因,临床称为特发性男性不育。机体内产生过度的活性氧(reactive oxygen species, ROS)是特发性男性不育症重要诱因之一,因为过多的ROS可导致精子DNA损伤。但在正常的人类精液里广泛存在着谷胱甘肽过氧化酶(glutathione peroxidase species, GPX)、过氧化氢酶(catalase, CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)等抗氧化物酶。抗氧化酶的主要生理功能是对抗ROS对细胞的损害,在保护男性生殖方面是必不可少的。过去10年间,许多学者研究了特发性男性不育与抗氧化酶的基因多态性之间的关系,谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase, GST)就是其中之一。谷胱甘肽S-转移酶基因多态性可能影响着机体对抗ROS的能力,从而导致男性不育的发生。GSTs 分为α、κ、μ、ω、π、σ、θ、ε八类,相对应的编码基因为GSTA、GSTM、GSTK、GSTO、GSTP、GSTS、GSTT和GSTZ,其中GSTM1、GSTT1和GSTP1三个基因被研究发现在人群中存在着确切的基因多态性。GSTM1定位于人类染色体1p13.3,它的缺失认为与男性不育易感性相关,GSTT1定位于人类染色体22q11,它的缺失也会引起酶的活性的丧失,进而影响男性不育的研究已经陆续报道。由于人种、 地域等差别,国内外文献报道关于特发性男性不育分别与GSTM1、GSTT1基因型的关系的研究结果不一,差别较大,为了全面、准确揭示亚洲人群中GSTM1、GSTT1无效基因型分别与特发性男性不育的内在关系。本文检索既往一些有关两者关联的研究进行综合分析,报道如下。
1 材料与方法
1.1 文献检索
检索pubmed, sciencedirect, springer, China biological medicine(CBM),中国知网、万方、维普数据库。以“idiopathic infertility” 或“male infertility”或“oligozoospermia”或“azoospermia”及“Glutathione S-transferase”或“GST”或“GSTM” 或“GSTT” 为英文检索关键词;以“男性不育”或“无精症”或“少精症”及“谷胱甘肽S-转移酶”或“基因多态性”为中文检索关键词;检索时间为建库到2015年5月。另外人工检索相关会议论文、学位论文、学术交流资料。
1.2 文献纳入及排除标准
1.2.1 纳入标准 (1)国内外杂志公开报道的关于GST基因型与原发性男性不育症关联性的病例-对照研究,研究对象内容包含有基本构成资料,文种限中英文;(2)病例组为按2000年WHO发布的男性不育诊断标准入组的患者,对照组为年龄配对、无影响生育的泌尿生殖系统疾病的具有可比性的健康适龄人群,文献给出病例组及对照组各多态性基因型频率;(3)病例组与对照组人群基线资料具有一致性;(4)研究对象所在区域为亚洲地区。
1.2.2 排除标准 (1)重复发表的文献,中英文同时发表的同一作者或单位;(2)病例组同时患有其它明确影响生育的疾病,对照组人群种族、区域来源不清,生育状况不明;(3)文献研究内容无法认定为临床病例-对照研究;(4)原始研究对象不是亚洲区域的人群。
1.3 数据提取与质量评价
由2名评价员按上述纳入及排除标准独立进行筛选,并交叉核对,如有分歧,则商定解决或请第三位评价员协助解决。从纳入的每篇研究文献中提取以下数据:第一作者、出版日期、人群居住地、是否为临床病例-对照研究,、病例组和对照组基因型频率。对纳入的文献参考以下质量评价参照标准进行研究质量评价:(1)特发性男性不育症诊断标准是否清晰;(2)研究对象样本量是否足够可行;(3)病例组和对照组一般基本资料是否具有可比性、一致性;(4)数据统计分析方法是否恰当、科学、准确;(5)基因检测方法是否合理、规范、精确。以上每项为1分,≥3分为质量可靠。
1.4 统计学分析
采用软件RevMan4.2分别对GSTM1和GSTT1基因型与原发性男性不育症关系进行Meta分析。首先对各纳入研究综合采用Q检验和I2值进行异质性检验分析。如果Q检验的P>0.1或I2<50%,则说明各研究结果之间无显著统计学异质性,所以应用固定效应模型进行合并分析;如果Q检验的P<0.1或I2>50%,则说明各结果间有着统计学意义异质性,则应该用随机效应模型法进行数据合并后分析。然后计算出各研究合并后总体优势比(odds ratio, OR)及95%可信区间(confidence interval, CI),绘制OR值分布森林图,本报道中采用P<0.05为有统计学意义。最后通过RevMan4.2软件绘制倒漏斗图评价发表性偏倚。
2 结果
2.1 文献检索结果
根据文献检索条件和纳入及排出标准,共有14篇文献,共计14篇病例-对照研究纳入,其中中文3篇,英文11篇,在这些研究中,研究对象为东亚人群为6篇(中国5篇、日本1篇),南亚(印度)人群3篇,西亚人群5篇(包括伊朗2篇和土耳其3篇),所使用基因检测方法均为PCR技术;关于GSTM1基因缺失型与不育症关系的研究总共纳入病例组3404人、对照组2308人,关于GSTT1基因缺失型与不育症关系的研究总共纳入病例组3143人、对照组2017人。
2.2 Meta分析结果
2.2.1 GSTM1基因缺失型与不育症易感性关系的Meta分析 总体及各亚组关于GSTM1基因缺失型与不育症易感性关系见于图1。从Meta分析结果看出,纳入的13篇文献有明显异质性,各纳入组间(Q=44.22, P=0.0001<0.1, I2=72.9%)、南亚亚组(Q=7.75, P=0.02<0.1, I2=74.2%)有明显异质性,东亚亚组(Q=4.25, P=0.37>0.1, I2=5.8%)和西亚亚组(Q=6.61, P=0.16>0.1, I2=39.5%)未见明显异质性。故采用随机效应模型为各独立研究赋予权重再进行合并,随机效应模型显示,总体上,亚洲人群中GSTM1缺失基因型与原发性男性不育症易感性相关性有统计学意义(OR=1.30, 95%CI=1.01~1.66, P=0.04<0.05);同样原理进一步对各亚组采用随机或者固定效应模型分析,东亚人群(OR=1.08, 95%CI=0.94~1.23, P=0.26>0.05)、南亚人群(OR=1.06, 95%CI=0.52~2.18, P=0.87>0.05)的GSTM1缺失基因型均与原发性男性不育症易感性相关性无统计学意义;而西亚人群(OR=2.01,95%CI=1.64~2.67, P=0.0001<0.05)的GSTM1缺失基因型与原发性男性不育症易感性相关性有显著统计学意义。
2.2.2 GSTT1基因缺失型与不育症易感性关系的Meta分析 总体各亚组关于GSTT1基因缺失型与不育症易感性关系见于图2。从Meta分析结果看出,纳入的10篇文献有明显异质性,各亚组间(Q=26.44, P=0.002<0.1, I2=66.0%)故采用随机效应模型为各独立研究赋予权重再进行合并,随机效应模型显示,总体上,亚洲人群中GSTT1缺失基因型与原发性男性不育症易感性相关性无统计学意义(OR=1.20, 95%CI=0.93~1.54, P=0.16>0.05)。同理进一步对各亚组分析:东亚亚组:Q=10.92, P=0.05<0.1, I2=54.2%,可见明显异质性,故采用随机效应模型合并,结果显示东亚人群中GSTT1缺失基因型与原发性男性不育症易感性相关性无统计学意义(OR=1.13,95%CI=0.89~1.44, P=0.33>0.05);西亚人群:Q=5.16, P=0.08<0.1, I2=24%,故采用随机效应模型合并,结果显示西亚人群的GSTM1缺失基因型与原发性男性不育症易感性相关性无统计学意义(OR=1.65, 95%CI=0.98~2.77, P=0.06>0.05);南亚组只有一篇文献,从原文献看GSTM1缺失基因型能降低原发性男性不育症易感性(OR=0.3, 95%CI=0.14~099, P=0.048)。
2.3 发表偏倚评估及敏感性分析
发表偏倚分析利用绘制倒漏斗图发现,GSTM1基因缺失型纳入的13篇文献及GSTT1纳入的10篇文献完整地出现在各自图上,并且以合并效应量OR值为中心散开分布,基本对称,呈倒置漏斗形,提示无明显发表性偏倚。分别逐一剔除其中某组研究并重新进行Meta分析后的结果与未剔除前比较,统计结果无明显改变,说明GSTM1、GSTT1基因多态性与亚洲男性特发性不育症易感性相关性Meta分析分析结果较可信。
3 讨论
原发性男性不育症是由遗传因素和环境因素共同作用导致的结果,遗传因素方面主要是基因突变和基因调节,环境因素主要为机体氧化应激反应产生过多的活性氧,二者只要有一方面发生改变,从而导致机体氧化与抗氧化系统失衡出现疾病。谷胱甘肽过氧化物酶体系是一个参与机体代谢、解毒的重要抗氧化体系,很多病因学研究表明GSTT1、GSTM1的缺失导致相关具有抗氧化能力的酶的缺失,使机体对抗活性氧的能力下降,进而导致增加患一些疾病的危险性。生精过程旺盛的氧化反应可以产生大量的活性氧,虽然低浓度的活性氧对精子获能和顶体反应有着重要作用,但过量活性氧能引起细胞膜表面不饱和脂肪酸的氧化,进而导致精细胞损伤和凋亡,因此谷胱甘肽过氧化物酶对维护正常精液质量具有重大意义,它的缺失可以导致男性原发性不育。为了提供一个全面的、可信的关于GSTT1、GSTM1基因多态性与亚洲男性特发性不育症易感性的关系结论,我们通过检索文献、制定纳入及排除标准、合并分析创作了这篇荟萃分析文章,得出了这样的结论:总体而言, 亚洲人群中GSTM1缺失基因型可能增加原发性男性不育症易感性;亚洲人群中GSTT1缺失基因型与原发男性不育症未见相关性;根据不同区域而言,人群中GSTM1和GSTT1缺失基因型与原发性男性不育症易感性的关系又会有所不同,其中西亚人群中GSTM1缺失基因型发现能显著增加男性不育症易感性的风险,东亚和南亚人群中GSTM1缺失基因型与男性不育症易感性无相关性;东亚及西亚人群GSTT1缺失基因型均与原发性男性不育症易感性无相关性,这种关系明显看出与地理位置或人种相关。既往已有学者通过纳入12篇文献研究发现人群中GSTM1缺失基因型能增加男性不育症易感性的风险,人群中GSTT1缺失基因型未发现能增加男性不育症易感性的风险;还有学者通过11篇文献研究发现GSTM1和 GSTT1缺失基因型能增加男性不育症易感性的风险;Li等发现人群中GSTM1缺失基因型能增加男性不育症易感性的风险,分亚组分析白种人GSTM1缺失基因型能增加男性不育症易感性的风险而黄种人没有;人群中GSTT1缺失基因型未能增加男性不育症易感性的风险,分亚组分析白种人和黄种人GSTT1缺失基因型均未能增加男性不育症易感性的风险。由于不同区域、不同种族、不同国家、生活习惯及环境的不同,各项研究合并分析存在较大异质性,会得出不同的结论,因此按区域、国家分亚组分析可能得出较为可靠的结论。目前在亚洲人群中,GSTM1和GSTT1缺失基因型与男性不育易感性之间关系的研究仍较少,本研究试图通过全面搜集、定量化合并分析相关研究,揭露GSTM1和GSTT1缺失基因型与男性不育易感性之间关系, 为男性不育易感性标志物的研究提供线索。本研究纳入14篇文献,质量较高,总共样本量较大,通过分亚组分析,得出的结果较为准确、可靠,为今后进一步研究提供参考。但本研究也存在一定局限性,Meta分析本身也是观察性研究,检索过程中只检索中英文文献,存在选择偏倚;由于研究者往往倾向发表有统计学意义结论, 各研究存在发表偏倚;单个研究由于样本量较少或样本数量分散,导致检验效能减低;各个国家由于生活习惯和环境不同,导致可比性减低。总之,要得出亚洲人群中GSTM1和GSTT1缺失基因型与男性不育易感性之间相关性的结论,要考虑到以上各种问题, 更确切的结论有待进一步研究说明。
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