维生素D受体基因多态性与2型糖尿病易患性的Meta分析

侯清涛，李舍予，吕霞飞，马骁潇，庞才双，蔡惠民，严芳芳，李 芸，田浩明

2型糖尿病(T2DM)是糖尿病的一种重要亚型，胰岛素抵抗与胰岛β细胞功能缺陷是其基本病理生理改变。目前，T2DM的发病机制尚不明确，近年来研究表明，免疫和全身炎性反应参与T2DM的发生[1]。维生素D是体内维持钙磷代谢的基本激素，同时也是重要的免疫调节激素，影响机体的免疫功能，维生素D缺乏与众多免疫疾病密切相关[2-3]。维生素D通过调节细胞内钙离子浓度，影响胰岛素的合成与分泌；通过免疫调节，抑制全身炎症反应，减少胰岛β细胞免疫损伤，增加胰岛素敏感性[4-5]。维生素D受体(vitamin D receptor,VDR)与维生素D结合，调节后者在细胞中的表达。因此推测VDR对T2DM的发生有重要调控作用。

目前，关于T2DM与VDR基因多态性的研究主要集中在ApaⅠ(rs7975232)、BsmI(rs1544410)、FokI(rs2228570)和TaqI(rs731236)4个位点[6]。但各研究间尚存有争议，因此本研究按照Cochrane系统评价的方法进行Meta分析，进一步探讨T2DM与VDR基因(ApaI、BsmI、FokI、TaqI)多态性的相关性。

1 资料与方法

1.1 文献检索 检索PubMed、EMBase、中国期刊全文数据库(CNKI)、中国生物医学文献数据库(CBM)、维普网、万方数据库从建库到2013年4月发表的中英文文献，并进行手工检索。英文数据库检索策略：(vitamin D receptor OR VDR) AND(polymorphism OR SNP OR varia*OR mutation) AND(diabetes OR diabetes mellitus[MeSH])。中文数据库检索策略：(维生素D受体 OR VDR) AND(多态性OR SNP) AND(糖尿病)。

1.2 文献纳入和排除标准 纳入标准：(1)病例对照研究；(2)病例组及对照组基因型或等位基因频率可获取；(3)对照组等位基因频率符合Hardy-Weinberg平衡(HWE)定律。排除标准：(1)重复发表；(2)摘要及全文语言非英语或中文；(3)数据无法提取。

1.3 文献质量评价 由本文的第一、第二作者独立阅读题目和摘要，对符合要求的文献详细阅读全文，遇到不同意见时，由第三作者参与讨论共同决定。文献质量评价采用观察性Meta分析的Newcastle-Ottawa Scale(NOS)量表，从病例和对照的选择、可比性、暴露3方面来量化文献的质量，0～4分者为低质量研究，5～9分者为高质量研究。

1.4 数据提取 由本文的第一、第二作者独立阅读全文，提取以下数据：文章ID、篇名、研究地区、出版年限、种族、基因分析方法、病例定义、对照人群来源、组间基线匹配情况、病例组和对照组样本量、性别构成及平均年龄、病例组发病年龄、基因位点、对照组HWE检测的P值、研究是否提及混杂因素的控制(见表1)。

1.5 统计学方法 采用Stata 12.0软件。研究间的异质性由Q检验和I2值评价，I2≤50%，选用固定效应模型；I2>50%，说明异质性较大，探索异质性来源或采用随机效应模型。运用Meta回归分析追溯潜在的异质性来源。按照种族进行亚组分析。敏感性分析评价研究结果的稳定性。Begg′s检验和Egger′s检验检测发表偏倚。Pearson′s χ2检验进行HWE检测。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 文献检索结果 最初检索到相关文献920篇，根据其题目和摘要排除872篇，进一步阅读全文后排除14篇，1篇无法获取数据。最终33篇[7-39]文献符合纳入标准进入本Meta分析。纳入文献的发表时间1999—2012年。文献筛选流程见图1。所有纳入文献，NOS量表评分均在5～9分。33篇文献共59个研究，涉及ApaI 14篇[7，9-12，20，24，28-29，32-36]文献，共5 412例，病例组2 307例，对照组3 105例；涉及BsmI 18篇[8-10，12-14，18-19，21，24-27，30，33-35，37]文献，共 6 095例，病例组2 695例，对照组3 400例；涉及FokI 13篇[12，14-17，21-25，31，34，39]文献，共 4 087例，病例组2 180例，对照组1 907例；涉及TaqI 14篇[7，9-12，24-25，28-30，32，34，37-38]文献，共5 364例，病例组2 157例，对照组3 207例。

2.2 Meta分析 去除对照人群不满足HWE检测的研究后，12篇[7，9，11-12，20，24，28-29，32-33，35-36]文献研究了ApaI位点单核苷酸多态性与T2DM易患性的相关性，各研究间存在统计学异质性(P=0.000，I2=72.6%)，采用随机效应模型进行Meta分析。结果显示，ApaI位点单核苷酸多态性与T2DM易患性不存在相关性〔OR=0.88，95%CI(0.72，1.08)，P=0.232，见图2〕。

去除对照人群不满足HWE检测的研究后，16篇[8-9，12-14，18-19，21，24-27，30，33，35，37]文献研究了BsmI位点单核苷酸多态性与T2DM易患性的相关性，各研究间存在统计学异质性(P=0.000，I2=83.9%)，采用随机效应模型进行Meta分析。结果显示，BsmI位点单核苷酸多态性与T2DM易患性不存在相关性〔OR=1.22，95%CI(0.87，1.70)，P= 0.255，见图3〕。

去除对照人群不满足HWE检测的研究后，11篇[12，14-17，21-24，31，34]文献研究了FokI位点单核苷酸多态性与T2DM易患性的相关性，各研究间存在统计学异质性(P=0.001，I2=66.4%)，采用随机效应模型进行Meta分析。结果显示，FokI位点单核苷酸多态性与T2DM易患性存在相关性〔OR=1.31，95%CI(1.09，1.57)，P=0.004，见图4〕。

去除对照人群不满足HWE检测的研究后，10篇[7，9，12，24-25，28，30，34，37-38]文献研究了TaqI位点单核苷酸多态性与T2DM易患性的相关性，各研究间存在统计学异质性(P=0.002，I2=65.3%)，采用随机效应模型进行Meta分析。结果显示，TaqI位点单核苷酸多态性与T2DM易患性不存在相关性〔OR=1.13，95%CI(0.92，1.40)，P=0.234，见图5〕。

2.3 敏感性分析 敏感性分析表明研究结果的稳定性尚可。FokI的OR值及其95%CI变化范围为1.23(1.04，1.44)～1.38(1.18，1.60)；ApaI的OR值及其95%CI变化范围为0.86(0.69，1.06)～0.97(0.87，1.08)；BsmI的OR值及其95%CI变化范围为1.11(0.80，1.52)～1.32(0.95，1.83)；TaqI的OR值及其95%CI变化范围为1.06(0.87，1.28)～1.20(0.97，1.47)。

2.4 Meta回归分析 将研究时间、人种、样本量、病例组对照组人数比值、病例组对照组基线是否匹配等作为协变量纳入Meta回归模型，做单个协变量的Meta回归分析，结果提示以上因素均与研究间异质性来源无关。

2.5 亚组分析 按照种族进行亚组分析。结果显示亚洲人FokI位点单核苷酸多态性与T2DM易患性存在相关性〔OR=1.34,95%CI(1.09，1.65),P=0.005,见表2、图6〕。

2.6 发表偏倚的评估 漏斗图分析结果显示：ApaI、BsmI、FokI、TaqI位点单核苷酸多态性在漏斗图上左右基本对称，存在发表偏倚可能性较小(见图7～10)。Begg′s检验和Egger′s检验均未发现发表偏倚(见表3)。

3 讨论

本研究结果显示VDR基因FokI位点单核苷酸多态性与T2DM易患性密切相关，等位基因f为T2DM的易患基因，与高加索人相比，亚洲人这种关联更为明显。而ApaI、 BsmI和TaqI 3个位点位点单核苷酸多态性与T2DM易患性无相关性。

表1 纳入文献基本特征

注：PCR-RFLP=限制性片段长度多态性聚合酶链反应，RT-PCR=实时荧光定量聚合酶链式反应，ADA=美国糖尿病协会，BMI=体质指数，NR=未报道；对照组HWE检测☆P<0.05

VDR基因位于12号染色体长臂1区3带1亚带(12q13.1)，包括9个外显子和8个内含子。FokI位于5′端启动子区域内的外显子Ⅱ中，该位点单核苷酸多态性将产生两种结构不同的VDR蛋白，M4(F)VDR(424个氨基酸)和M1(f)VDR(427个氨基酸)，后者转录活性降低[40-41]，可能影响维生素D的含量，介导T2DM的发生。然而近年来关于FokI位点单核苷酸多态性与骨质疏松症[42]、肿瘤[43]、系统性红斑狼疮[44]等多种疾病相关性的研究结果存有争议，这可能与突变型转录活性的降低存在基因和靶细胞差别有关[45]。

Wang等[46]的研究定量分析了VDR基因多态性与糖尿病的关系，发现FokI和BsmI与T2DM存在相关性，等位基因f和B可能为T2DM的易患基因。而本研究纳入了之前未纳入的研究，尚未发现BsmI位点单核苷酸多态性与T2DM易患性存在关联，这可能与BsmI基因突变为同义突变有关，而且ApaI、BsmI和TaqI三者连锁遗传，连锁不平衡可能导致BsmI成为其他潜在致病基因的遗传标记，产生间接关联[45]。

图1 文献筛选流程图

图2 ApaI位点单核苷酸多态性与T2DM相关性的Meta分析结果

Figure2 Meta-analysis of ApaI polymorphism and type 2 diabetes mellitus risk

图3 BsmI位点单核苷酸多态性与T2DM相关性的Meta分析结果

Figure3 Meta-analysis of BsmI polymorphism and type 2 diabetes mellitus risk

图4 FokI位点单核苷酸多态性与T2DM相关性的Meta分析结果

Figure4 Meta-analysis of FokI polymorphism and type 2 diabetes mellitus risk

图5 TaqI位点单核苷酸多态性与T2DM相关性的Meta分析结果

Figure5 Meta-analysis of TaqI polymorphism and type 2 diabetes mellitus risk

图6 FokI位点单核苷酸多态性与T2DM易感性关系种族亚组分析结果

Figure6 Subgroup analysis of ethnicity for FokI polymorphism and type 2 diabetes mellitus risk

表2 VDR基因多态性与T2DM易患性亚组分析结果

注：△亚组分析后，只有1篇文献研究对象为高加索人

表3 发表性偏倚检测结果

图7 ApaI位点单核苷酸多态性漏斗图

图8 BsmI位点单核苷酸多态性漏斗图

图9 FokI位点单核苷酸多态性漏斗图

图10 TaqI位点单核苷酸多态性漏斗图

亚组分析结果提示，FokI位点单核苷酸多态性与T2DM易患性的关联强度存在种族差异。可能有以下原因：(1)不同种族间等位基因分布频率不同，呈现与疾病无关的人群分层现象[47]；(2)多基因遗传病各微效基因的致病效应存在人种差异；(3)亚洲患者遗传和基因致病作用更明显[48]；(4)基因-基因、基因-环境交互作用存在种族差异；(5)微效基因与多基因遗传病的关联强度较低，而关联强度与样本量有关[49-50]，本研究高加索人亚组的样本量少，导致一定的样本-效应偏倚。

本研究尚存在以下局限：首先，纳入的研究均为病例对照研究，基线不完全匹配，选择性偏倚难以避免；其次，原始基线数据不完整，混杂因素不能完全排除，可能夸大或者削弱基因与疾病之间的关联强度；再次，各研究间存在异质性，潜在的异质性涞源有待于进一步探究；最后，本研究未比较组间基因型分布的差异。

综上所述，本研究显示亚洲人FokI位点单核苷酸多态性与T2DM发病风险存在相关性，等位基因f为易患基因，这将有助于T2DM患者的早期筛查和个体化治疗，对其发病机制的探讨亦有重要指导意义。然而，mRNA、VDR和靶细胞水平的功能多态性分析以及VDR基因表观遗传学研究需要深入探讨；同时，采用家系分析来探索VDR基因与T2DM的关联将有助于排除基因人种分层现象对研究结果的干扰；基因-基因、基因-环境共同作用对T2DM发病的影响也有待于进一步了解。

1 Kolb H,Mandrup-Poulsen T.An immune origin of type 2 diabetes?[J].Diabetologia,2005,48(6):1038-1050.

2 李舍予,吕霞飞,田浩明.维生素D代谢与妊娠期糖尿病[J].中华糖尿病杂志,2011,3(6):361-363.

3 Rosen CJ.Clinical practice.Vitamin D insufficiency[J].N Engl J Med,2011,364(3):248-254.

4 Palomer X,González-Clemente JM,Blanco-Vaca F,et al.Role of vitamin D in the pathogenesis of type 2 diabetes mellitus[J].Diabetes Obes Metab,2008,10(3):185-197.

5 Takiishi T,Gysemans C,Bouillon R,et al.Vitamin D and diabetes[J].Rheum Dis Clin North Am,2012,38(1):179-206.

6 Yang CY,Leung PS,Adamopoulos IE,et al.The implication of vitamin D and autoimmunity:a comprehensive review[J].Clinic Rev Allerg Immunol,2013,45(2):217-226.

7 Boullu-Sanchis S,Lepretre F,Hedelin G,et al.Type 2 diabetes mellitus:association study of five candidate genes in an Indian population of Guadeloupe,genetic contribution of FABP2 polymorphism[J].Diabetes Metab,1999,25(2):150-156.

8 Speer G,Cseh K,Winkler G,et al.Vitamin D and estrogen receptor gene polymorphisms in type 2 diabetes mellitus and in android type obesity[J].Eur J Endocrinol,2001,144(4):385-389.

9 Ye WZ,Reis AF,Dubois-Laforgue D,et al.Vitamin D receptor gene polymorphisms are associated with obesity in type 2 diabetic subjects with early age of onset[J].Eur J Endocrinol,2001,145(2):181-186.

10 Oh JY,Barrett-Connor E.Association between vitamin D receptor polymorphism and type 2 diabetes or metabolic syndrome in community-dwelling older adults:the Rancho Bernardo Study[J].Metabolism,2002,51(3):356-359.

11 董砚虎,翟木绪,李长贵,等.糖尿病维生素D受体基因多态性与骨密度相关性研究[J].中华内分泌代谢杂志,2002,18(2):111-115.

12 Malecki MT,Frey J,Moczulski D,et al.Vitamin D receptor gene polymorphisms and association with type 2 diabetes mellitus in a Polish population[J].Exp Clin Endocrinol Diabetes,2003,111(8):505-509.

13 陈隽,李裕华,张莉萍,等.老年女性糖尿病骨质疏松症VDR基因与血清BGP的变化[J].重庆医学,2004,33(3):406-407.

14 沈保爽.天津地区汉族人糖尿病与维生素D受体基因的相关性研究[D].天津：天津医科大学，2004：1-47.

15 李慧敏,缪珩,鲁一兵,等.中国汉族人群维生素D受体基因多态性与糖尿病肾病的易感性[J].中国临床康复,2005,9(47):1-4.

16 廖岚.维生素D状态与成人隐匿性自身免疫糖尿病的关系[D].长沙：中南大学,2005：1-105.

17 李慧敏,缪珩,鲁一兵,等.维生素D受体基因多态性与2型糖尿病易感性的研究[J].中国现代医学杂志,2005,15(7):989-992.

18 石艳军,沈轶,蔡立清,等.维生素D受体基因多态性与糖尿病的相关性[J].中国糖尿病杂志,2007,15(4):219-221.

19 徐家蓉,鲁一兵,耿厚法,等.维生素D受体基因多态性与2型糖尿病发病的关联[J].中国组织工程研究与临床康复,2007,11(30):5881-5883.

20 翟木绪,刘芬,陈希平,等.维生素D受体基因多态性与糖耐量异常、2型糖尿病相关性研究[J].潍坊医学院学报,2008,30(1):47-49.

21 张鹏,苏文凌,沈保爽,等.天津地区汉族人2型糖尿病与维生素D受体基因多态性的研究[J].天津医药,2008,36(4):255-257.

22 杜弢,周智广,廖岚.维生素D受体基因FokⅠ多态性与2型糖尿病的关系[J].南昌大学学报：理科版,2008,32(5):489-492.

23 刘敏.VDR基因FokⅠ多态性与T2DM及其合并动脉粥样硬化的相关性研究[D].大连：大连医科大学,2008：1-28.

24 王春先.维生素D受体，白细胞介素-10基因多态性与慢性牙周炎和2型糖尿病易感性的关系[D].广州：南方医科大学,2009：1-98.

25 Bid HK,Konwar R,Aggarwal CG,et al.Vitamin D receptor(FokI,BsmI and TaqI) gene polymorphisms and type 2 diabetes mellitus:a North Indian study[J].Indian J Med Sci,2009,63(5):187-194.

26 丁洪光,刘鹏鹰,刘君英,等.维生素D受体基因多态性与成人迟发自身免疫型糖尿病的相关性研究[J].深圳中西医结合杂志,2009,19(6):336-338.

27 蓝小春,霍晓静.维生素D受体基因BsmI多态性与2型糖尿病关系研究[J].海峡药学,2009,21(5):141-142.

28 Dilmec F,Uzer E,Akkafa F,et al.Detection of VDR gene ApaI and TaqI polymorphisms in patients with type 2 diabetes mellitus using PCR-RFLP method in a Turkish population[J].J Diabetes Complications,2010,24(3):186-191.

29 Nosratabadi R,Arababadi MK,Nosratabadi R,et al.Polymorphisms within exon 9 but not intron 8 of the vitamin D receptor are associated with the nephropathic complication of type-2 diabetes[J].Int J Immunogenet,2010,37(6):493-497.

30 Mukhopadhyaya PN,Acharya A,Chavan Y,et al.Metagenomic study of single-nucleotide polymorphism within candidate genes associated with type 2 diabetes in an Indian population[J].Genetics and Molecular Research,2010,9(4):2060-2068.

31 乌云娜,张雨平,王爱萍.维生素D受体FOK1基因多态性与蒙古族2型糖尿病视网膜病变关联性分析[J].内蒙古医学杂志,2010,42(3):271-274.

32 Nosratabadi R,Arababadi MK,Salehabad VA,et al.Vitamin D receptor polymorphisms in type 2 diabetes in Southeastern Iranian patients[J].Laboratory Medicine,2011,42(1):32-34.

33 赵延,易斌,张浩.维生素D受体基因多态性与2型糖尿病的易感性研究[J].医学临床研究,2011,28(4):668-670.

34 Al-Daghri NM,Al-Attas O,Alokail MS,et al.Vitamin D receptor gene polymorphisms and HLA DRB1*04 cosegregation in Saudi type 2 diabetes patients[J].J Immunol,2012,188(3):1325-1332.

35 Zhang H,Wang J,Yi B,et al.BsmI polymorphisms in vitamin D receptor gene are associated with diabetic nephropathy in type 2 diabetes in the Han Chinese population[J].Gene,2012,495(2):183-188.

36 邵雪景,缪珩,李倩倩,等.维生素D受体基因多态性与2型糖尿病及血清1,25-二羟基维生素D3的相关性研究[J].医学研究杂志,2012,41(2):50-54.

37 徐金瑞,纳小菲,杨易.宁夏汉族人群VDR基因4个SNPs位点基因多态性与2型糖尿病的关联性分析[J].吉林大学学报：医学版,2012,38(5):985-989.

38 Vural HC,Maltas E.RT-qPCR assay on the vitamin D receptor gene in type 2 diabetes and hypertension patients in Turkey[J].Genet Mol Res,2012,11(1):582-590.

39 Vedralová M,Kotrbova-Kozak A,Zelezniková V,et al.Polymorphisms in the vitamin D receptor gene and parathyroid hormone gene in the development and progression of diabetes mellitus and its chronic complications,diabetic nephropathy and non-diabetic renal disease[J].Kidney Blood Press Res,2012,36(1):1-9.

40 Uitterlinden AG,Fang Y,van Meurs JBJ,et al.Genetics and biology of vitamin D receptor polymorphisms[J].Gene,2004,338(2):143-156.

41 van Etten E,Verlinden L,Giulietti A,et al.The vitamin D receptor gene FokI polymorphism:functional impact on the immune system[J].Eur J Immunol,2007,37(2):395-405.

42 Uitterlinden AG,Ralston SH,Brandi ML,et al.The association between common vitamin D receptor gene variations and osteoporosis:a participant-level meta-analysis[J].Ann Intern Med,2006,145(4):255-264.

43 Sinotte M,Rousseau F,Ayotte P,et al.Vitamin D receptor polymorphisms(FokI,BsmI) and breast cancer risk:association replication in two case-control studies within French Canadian population[J].Endocr Relat Cancer,2008,15(4):975-983.

44 Mostowska A,Lianeri M,Wudarski M,et al.Vitamin D receptor gene BsmI,FokI,ApaI and TaqI polymorphisms and the risk of systemic lupus erythematosus[J].Mol Biol Rep,2013,40(2):803-810.

45 Valdivielso JM,Fernandez E.Vitamin D receptor polymorphisms and diseases[J].Clin Chim Acta,2006,371(1/2):1-12.

46 Wang Q,Xi B,Reilly KH,et al.Quantitative assessment of the associations between four polymorphisms(FokI,ApaI,Bsm I,TaqI) of vitamin D receptor gene and risk of diabetes mellitus[J].Mol Biol Rep,2012,39(10):9405-9414.

47 Cardon LR,Palmer LJ.Population stratification and spurious allelic association[J].Lancet,2003,361(9357):598-604.

48 Ma RC,Chan JCN.Type 2 diabetes in East Asians:similarities and differences with populations in Europe and the United States[J].Ann NY Acad Sci,2013,1281(1):64-91.

49 严卫丽.如何报告遗传学关联研究-国际报告规范STREGA解读[J].中国循证儿科杂志,2010,5(4):304-307.

50 Scott LJ,Mohlke KL,Bonnycastle LL,et al.A genome-wide association study of type 2 diabetes in Finns detects multiple susceptibility variations[J].Science,2007,316(5829):1341-1345.