苟怡凡，周思佳，张永吉，宁宁，康思涵，逯晓波

（中国医科大学公共卫生学院卫生毒理学教研室，辽宁 沈阳110122）

结直肠癌（colorectal cancer，CRC）作为常见的恶性肿瘤，近年来在我国的发病率及死亡率均呈上升趋势，2015年我国CRC发病率居发病瘤谱第4位，病死率居死亡瘤谱第5位［1］。研究表明，90%CRC的发生是环境因素与遗传因素交互作用的结果［2］。DNA损伤是常见的遗传因素，DNA损伤修复可以逆转、修复DNA损伤，使其恢复结构，维持遗传物质的稳定性。大量证据提示DNA损伤修复能力的高低与CRC发生风险之间存在关联［3］，DNA损伤修复系统缺陷或效率降低可以增加CRC发病风险。常见的DNA修复系统有很多种，错配修复与遗传性CRC发病风险的关联最为密切，但是DNA双链断裂是一种最为严重的DNA损伤，其相应修复系统与CRC发生风险之间的关联目前尚无准确定论。本研究将对DNA双链断裂修复系统基因XRCC1、XRCC3、TP53、Rad51与CRC发病风险的关联进行Meta分析。

XRCC1位于人19号染色体19q13.2［4］，是一种参与单链断裂修复（SSBRs）和碱基切除修复（BER）的DNA修复基因［5］。XRCC1蛋白可以修复辐射诱导所引起的损伤［6］。目前发现XRCC1的第194、280、399号有3个多态性位点，其中尤以399位密码子值得引起重视，它位于多聚ADP核糖聚合酶PARP的结合域BRCT-1上，而许多有BRCT-1域的蛋白质参与细胞周期和DNA损伤修复［6］。因此我们选取XRCC1 Arg399Gln进行本次研究。

XRCC3位于人染色体14q32.3，该基因编码RecA/Rad51相关蛋白家族成员，参与同源重组以修复DNA损伤［7］。其最常见的多态性位点是第7外显子上C18067T的序列变异，导致第241位密码子编码的氨基酸变化（Thr241Met），可能影响酶的功能以及与其他涉及DNA损伤和修复的蛋白的相互作用［6，8］，因此我们选取XRCC3 Thr241Met进行本次研究。

TP53位于人类染色体17q3.1上，是一种抑癌基因，由11个外显子组成，它编码一种含有393个氨基酸的53 KD蛋白，该蛋白在G1阶段可以被DNA损伤和细胞周期停止的信号磷酸化和激活，从而促使DNA修复或细胞凋亡［9］。TP53中的单核苷酸多态性可能会完全破坏蛋白质的功能，使细胞生长速率异常增高，从而导致大量癌症发生［10］。据报道，TP53 Arg72Pro在癌症的易感性和进展过程中起重要作用［11］。因此我们选取TP53 Arg72pro进行本次研究。

Rad51位于人染色体15q15.1。Rad51可以编码对重组修复双链DNA断裂很重要的蛋白质［12］，在HR通路中起着至关重要的作用［13］。到目前为止，已经在Rad51中发现了多个单核苷酸多态性，如135G>C和172G>T。它们位于Rad51启动子的调控元件中，可能与mRNA的表达有关［14］。Rad51 135G>C和172G>T多态性被认为是多种癌症的危险因素［14］。其中，Rad51 135G>C更为常见，Rad51 135G>C多态性在5′UTR区域的定位表明，该多态性可能与mRNA的稳定性和翻译有关［15］。因此我们选取Rad51 135G>C进行本次研究。

目前XRCC1 Arg399Gln、XRCC3 Thr241Met、TP53 Arg72Pro、Rad51 135G>C位点单核苷酸多态性与CRC易感性关系的结论具有不一致性，因此我们进行Meta分析，来综合评价这几种DNA双链断裂损伤修复基因多态性与CRC遗传易感性的关系。

1 资料与方法

1.1 文献检索 在PubMed、中国知网、万方及维普等数据库中搜索，检索跨度时期为建库至2020年9月15日，以“XRCC1（XRCC3，TP53，Rad51）”、“polymorphism”或“多态性”或“SNP”、“colorectal cancer”或“结直肠癌”为检索词。

1.2 纳入标准与排除标准

l.2.l 纳入标准 （1）XRCC1的Arg399Gln（XRCC3的Thr241Met、TP53的Arg72Pro、Rad51的135G>C）位点基因多态性与CRC易感性相关关系的研究；（2）以论著形式发表的病例-对照研究；（3）样本量明确，数据完整，可以获得等位基因频率和（或）基因型频率的数据。

l.2.2 排除标准（1）重复的文献；（2）综述、报道、会议摘要等；（3）无对照组研究的文献；（4）信息不完整的文献。

1.3 资料提取与质量评价 根据Newcastle Ottawa scale（NOS）标准［16］，对所有文献进行评价和筛选。由2位参与者独立进行，提取国家、种族、基因检测方法、肿瘤组和对照组的样本总数和基因型分布信息，若有不同意见则请第三人做出评判。文献评分最高分9分，最低分0分；只有5分或以上的高质量文献才会被纳入此次研究。

1.4 统计学方法（1）异质性检验和Meta分析：采用Review Manager 5.3及Stata 16.0进行数据分析，同时对纳入的研究进行异质性检验。根据I2的大小评估异质性强弱，若I2≥50%，说明异质性较强，采用随机效应模型；否则采用固定效应模型。计算OR值及95%可信区间（95%CI）。（2）敏感性分析：逐篇剔除文献并分析。（3）发表偏倚分析：采用Stata 16.0进行Egger′s检验，评估发表偏倚。

2 结果

2.1 文献基本信息 通过文献检索，XRCC1、XRCC3、TP53、Rad51分 别 查 找 到134、42、135、19篇相关文献，通过阅读摘要和全文对文献进行筛选，最终分别纳入11（5篇中文，6篇英文）、15（15篇英文）、8（8篇英文）、6（1篇中文和5篇英文）篇文献。XRCC1累计病例2 448例，对照3 681例；XRCC3累计病例6 150例，对照7 773例；TP53累计病例3 970例，对照4 024例；Rad51累计病例853例，对照800例。XRCC1、XRCC3、TP53、Rad51纳入文献的基本信息及方法学质量评价见表1~4。

表1 纳入XRCC1相关研究文献的基本信息及其质量评价

表2 纳入XRCC3相关研究文献的基本信息及其质量评价

表3 纳入TP53相关研究文献的基本信息及其质量评价

表4 纳入Rad51相关研究文献的基本信息及其质量评价

2.2 异质性检验与Meta分析XRCC1、XRCC3、TP53、Rad51异质性检验采用I2检验。（1）XRCC1（AG+AA/GG）：I2=87%，P<0.01。提示各合并的研究数据有显著异质性，采用随机效应模型。Meta分析结果表明，XRCC1 Arg339Gln基因多态性与CRC发病风险无显著相关性（AG+AA/GG）OR=0.98，95%CI：0.72~1.34，P=0.90，见图1。（2）XRCC3（CT+TT/CC）：I2=86%，P<0.01。提示各合并的研究数据有显著异质性，采用随机效应模型。Meta分析结果表明XRCC3 Thr241Met基因多态性与CRC发病风险无显著相关性（CT+TT/CC）OR=1.20，95%CI：0.97~1.49，P=0.10，见图2。（3）TP53（CC+GC/GG）：I2=39%，P=0.12。提示各合并的研究数据无显著异质性，采用固定效应模型。Meta分析结果表明TP53 Arg72Pro基因多态性与CRC发病风险无显著相关性（CC+GC/GG）OR=1.08，95%CI：0.99~1.18，P=0.10，见 图3。（4）Rad51（CC+GC/GG）：I2=91%，P<0.01。提示各合并的研究数据有显著异质性，采用随机效应模型。Meta分析结果表明Rad51 135G>C基因多态性与CRC发病风险无显著相关性（CC+GC/GG）OR=0.98，95%CI：0.46~2.11，P=0.97，见图4。

图1 纳入XRCC1相关研究CRC与显性模型AG+AA/GG的森林图

图2 纳入XRCC3相关研究CRC与显性模型CT+TT/CC的森林图

图3 纳入TP53相关研究CRC与显性模型CC+GC/GG的森林图

图4 纳入Rad51相关研究CRC与显性模型CC+GC/GG的森林图

2.3亚组分析结果（1）XRCC3：由于种族及环境因素可能会对基因多态性产生影响，因此按本文种族将文献划分并进行亚组分析，其结果表明，XRCC3 Thr241Met基因多态性在亚洲人和白种人中均无意义，见图5。（2）Rad51：按本文种族将文献划分并进行亚组分析，由于亚洲人相关研究数据太少，所以仅对白种人相关研究进行亚组分析，其结果表明，Rad51 135G>C基因多态性在白种人中无意义，见图6。

图5 纳入XRCC3相关研究CRC与显性模型CT+TT/CC亚组分析的森林图

图6 纳入Rad51相关研究CRC与显性模型CC+GC/GG亚组分析的森林图

2.4 敏感性分析 （1）XRCC1：逐一排除分析后，发现剔除任卓等［22］的研究后对OR值产生显著影响（固定效应模型下OR=1.22，95%CI：1.09~1.36，P=0.004），由原来的无关因素变为了危害因素。因此，推测该研究可能是产生异质性的原因之一。（2）XRCC3：逐一排除分析后，发现剔除Yeh等［38］的研究后对亚洲人亚组的OR值产生显著影响，剔除Mehrzad等［30］的研究后对白种人亚组的OR值产生显著影响。推测这两项研究可能是产生异质性的原因之一。（3）TP53：总体而言，逐一排除分析后，各合并效应量无明显改变。但剔除Oh等［42］的研究后对OR值产生显著影响（固定效应模型OR=1.14，95%CI：1.03~1.25），由无关因素变为危害因素。推测该研究可能是产生异质性的原因之一。（4）Rad51：总体而言，逐一排除分析后，各合并效应量无明显改变。发现剔除Cetinkunar等［12］的研究后对OR值产生显著影响，推测该研究可能是异质性产生的原因之一。

2.5 发表偏倚分析 显性模型下4种基因多态性与CRC易感性相关Meta分析的发表偏倚结果如下：（1）XRCC1：Egger′s线性回归结果为t=-0.80，P=0.4422>0.05，不存在发表偏倚。（2）XRCC3：Egger′s线性回归结果为t=2.45，P=0.0294<0.05，存在发表偏倚。（3）TP53：Egger′s线性回归结果为t=-0.25，P=0.8083>0.05，不存在发表偏倚。（4）Rad51：Egger′s线性回归结果为t=-1.02，P=0.3633>0.05，不存在发表偏倚。

3 讨论

CRC发生的常见外因有物理、化学和生物因素等，常见内因有遗传易感性等［17］。DNA损伤修复可逆转机体内、外环境因素导致的DNA损伤，以维持遗传物质的稳定性，是保持细胞基因组完整性的重要机制。在众多类型的DNA损伤中，由电离辐射引起的DNA双链断裂是最严重的致死性DNA损伤，DNA双链断裂修复的常见机制有同源重组（HR）和非同源末端连接（NHEJ）两种通路。在真核细胞中根据断裂的情况，HR和NHEJ可以通过竞争或合作完成修复［4］。经查阅文献发现XRCC1、XRCC3、TP53、Rad51等基因与DNA双链断裂修复以及碱基切除修复等DNA损伤修复过程密切相关。

XRCC1基因编码蛋白可修复DNA损伤包括氧化损伤、烷基化和甲基化损伤等［21］。XRCC1编码的蛋白质通过与多聚ADP核糖聚合酶（PARP）、APE1、DNA连接酶Ⅲ及DNA多聚酶β等相互作用来参与DNA损伤修复［4］。XRCC1 Arg399Gln多态性位点，位于BRCT-1区域，该域保证细胞在G1和S/G2上发生的单链核苷酸缺损都能够得到修复［18］。因此Arg399Gln多态性表型有可能改变XRCC1蛋白的结构与功能，损害XRCC1蛋白与其他酶蛋白的相互作用改变DNA修复活性，从而增加癌症风险［19］。XRCC3在DNA双链断裂的同源修复途径中十分重要。XRCC3是Rad51家族成员之一，现今已发现多种人类XRCC3与Rad51和/或其他Rad51同系物之间的蛋白质相互作用形式或蛋白质复合物，其中Rad51C/XRCC3复合物对于DNA双链断裂所暴露的单链DNA具有很强的结合能力，对于启动重组修复十分重要。另外该复合物能够促进DNA聚集以利于姐妹染色单体之间或同源染色体之间的同源配对［20］。在DNA修复过程中，XRCC3还可组装或稳定Rad51多聚体，以准备重组修复的必要条件［7］。Tp53基因以多条信号通路，多种调控方式参与DNA修复。它可以通过其下游一系列靶基因p21、gadd45等调控细胞周期，使细胞停滞于G1期、G2期等检测点，从而使受损DNA有足够的时间进行多因子参与的修复过程；也可以与DNA修复因子RPA、PCNA、XPp48基因等相互作用，直接参与DNA修复；还可以通过蛋白-蛋白相互作用参与DNA修复［21］。

同源重组HR作为哺乳动物细胞DNA双链断裂修复的主要途径，依靠完整的同源双链来修复断裂的链，其关键步骤是Rad51蛋白诱导的同源链交换。HR修复双链断裂的过程必须首先进行5′-3′末端切除，即降解DNA末端以产生长的3′-ssDNA尾。然后，RecA/Rad51蛋白家族的一个成员与3′-ssDNA尾结合，启动同源配对，并作为链侵入之后DNA合成的引物［22］。

本文通过Meta分析的方法初步探索该4种基因位点多态性在CRC发生、发展中的作用，为CRC的防治提供基础依据。研究结果表明，在显性遗传模型中，4种基因多态性与CRC易感性之间无明显相关性。亚组分析显示，XRCC3 Thr241Met基因多态性在亚种人和白种人中均无意义，Rad51 135G>C基因多态性在白种人中无意义。敏感性分析显示XRCC1、TP53剔除1篇文献后，基因多态性由无关因素变为有害因素，故其与CRC关系仍需进一步探讨与研究。Egger′s检验表明除XRCC3外其他基因遗传模型中均无发表偏倚，因此本研究结果较为可靠。

本研究仍存在不足：（1）部分研究数据由于无法获得文献全文未能被纳入此次Meta分析；（2）XRCC3的研究存在发表偏倚；（3）对于XRCC1、XRCC3、Rad51，由于所纳入研究的条件限制，无法进行进一步的亚组分析来解决异质性较大的问题。