贾元敏 伊 默 王海霞 李一章 张泽懿 王晶晶 陈 欧（山东大学齐鲁医学院护理与康复学院，济南 250012）

哮喘是一种慢性炎症性呼吸道疾病，表现为反复发作性的咳嗽、喘息、胸闷，长期会导致气道结构重构［1］。目前，全世界约有3 亿哮喘患者，每年约有25 万人死于哮喘，我国的哮喘发病率呈逐年快速上升趋势［2-3］。哮喘是一种受基因-基因以及基因-环境交互作用影响的多基因遗传病［4］，遗传易感性和环境暴露在哮喘发病机制中起着至关重要的作用［2，5］。遗传学研究表明，CHI3L1的变异与哮喘的发病机制有关［6-7］。CHI3L1基因位于染色体1q31～q32 上，大小约10.9 kb，包含10 个外显子，是哮喘、支气管高反应性、肺功能下降的易感基因［2，8］。CHI3L1基因编码由383个氨基酸组成的YKL-40又称几丁质酶3样1（CHI3L1），YKL-40 属于几丁质酶家族是哮喘的生物标志物［9］。KANG 等［10］研究表明，YKL-40 可以通过IL-18 诱导的Th2 和Th17 炎症反应及肺纤维化参与气道重构，并可能在几个环节上调节哮喘气道炎症［2，5］。众多学者展开了关于CHI3L1基因多态性与哮喘易感性关系的研究，但研究结果不一致，且部分研究的样本量相对较小。因此，本文对CHI3L1基因rs4950928 多态性与哮喘发病风险的相关性进行了Meta 分析，旨在通过更多研究更加精确地对其进行评估，为哮喘的发病机制、临床分子诊断及防治提供一定的循证医学证据。

1 资料与方法

1.1 检索策略 采用主题词结合自由词方式计算机检索知网、万方、维普、CBM、PubMed、Web of Science、EMbase 及The Cochrane Library 数据库，查找国内外关于CHI3L1基因rs4950928多态性与哮喘相关性的病例-对照研究，检索时限均为从建库至2021 年1 月，检索语言限定为中、英文。中文检索式：（CHI3L1or 壳多糖酶3 样蛋白1）and（哮喘）and（多态性or 变异or SNP or 突变）；英文检索式：（"Chitinase-3-Like Protein 1" or "CHI3L1" or "Chitinase 3 Like Protein 1" or "Cartilage Glycoprotein 39"or "Glycoprotein 39，Cartilage" or "GP-39 Protein" or"GP 39 Protein"or"YLK-40 Protein"or"YLK 40 Pro⁃tein" or "CHI3L1 Protein" or "CGP-39 Protein" or"CGP 39 Protein"）and（"asthma"）and（"polymor⁃phism"or"variation"or"mutation"or"SNP"or"single nucleotide polymorphism"）。并辅助手工检索相关文章中引用的参考文献。

1.2 纳入与排除标准 纳入标准：①评价CHI3L1基因rs4950928多态性与哮喘发病风险的病例-对照研究；②病例组符合相关指南诊断标准经临床明确诊断为哮喘；③研究提供了计算比值比（OR）和95%置信区间（CI）的有效数据；④研究基因型分布符合Hardy-Weinberg equilibrium（HWE）。排除标准：①重复发表的研究，以影响力高、样本量较大的研究为准，如例数相同则选取发表时间较晚的文献；②测量方法、手段描述不准确、原始研究数据无法提取；③会议摘要、病例报告、综述等。

1.3 文献质量评价及数据提取 采用NOS 量表（Newcastle-Ottawa Scale）［11］评价纳入研究的偏倚风险，具体评价内容包括病例对照研究对象的选择、病例对照组间的可比性、确定暴露和结局。由2 位研究人员按照纳入与排除标准独立筛选文献、提取数据和评价文献质量，并交叉核对，如遇分歧则讨论解决或交由第三方协助裁定，提取的资料主要包括：第一作者、发表时间、种族、国家、年龄、基因分型方法、各基因型数量等资料。

1.4 统计学处理 采用Stata15.0（StataCorp，College Station，TX，USA）软件进行Meta 分析。采用OR值及95%CI作为效应统计量，将rs4950928通过以下遗传模型进行统计分析：显性模型（GG+CG vs CC）、隐性模型（GG vs CG+CC）、等位基因模型（G vs C）、纯合模型（GG vs CC）和杂合模型（CG vs CC）。采用Q检验和I2检验判断各研究结果间的异质性，异质性明显（PH＜0.10 或I2＞50%）时，采用随机效应模型，若无明显异质性，采用固定效应模型（PH≥0.10，I2≤50%）。并对可能导致异质性的因素进行亚组分析，按年龄分为哮喘成人组和哮喘儿童组。采用敏感性分析逐项剔除单个研究，评估结果的稳健性。根据漏斗图的对称性及Begg's 和Egger's 检验结果评估发表偏倚［12］。P＜0.05 被认为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 检索结果及纳入研究基本特征 文献筛选流程见图1。初次检出相关文献127篇，删除重复，筛选标题和摘要，共获得20 篇文章。然后回顾了全文，确定了13 个符合条件的研究［6，8，13-23］，其中6 篇研究儿童哮喘人群［8，14，16-18，21］，其余7 篇［6，13，15，19-20，22-23］研究成人哮喘患者，8 篇亚洲人群［15-21，23］、4 篇高加索人群［6，8，13，22］、1 篇非洲人群研究［14］，各研究均符合HWE平衡，包含哮喘病例3 289 例，对照3 391 例，纳入研究的具体特征见表1。

图1 文献筛选流程及结果Fig.1 Flowchart of study selection

2.2 纳入文献的质量评价 根据Newcastle-Ottawa Scale（NOS）标准，纳入文献偏倚风险评价评分7～9分，均为高质量文献（＞6分），质量评价结果见表1。

表1 纳入研究的基本特征Tab.1 General characteristics of articles included in this Meta-analysis

2.3CHI3L1基因rs4950928 多态性与哮喘易感性的Meta 分析结果 各种模型和亚组Meta 分析结果汇总见表2。在隐性、纯合模型中，无明显的统计学异质性，采用固定效应模型进行Meta 分析，结果显示，CHI3L1基因rs4950928 多态性与哮喘易感性存在显著的相关性：隐性模型GG vs CG+CC（OR=1.291，95%CI：1.045～1.595，P=0.018，I2=17.80%，PH=0.255）（图2）；纯合模型GG vs CC（OR=1.300，95%CI：1.036～1.631，P=0.023，I2=45.60%，PH=0.032）。分析结果提示CHI3L1基因rs4950928位点多态性可能为支气管哮喘的易感因子，GG 基因型的携带者相比于CC 或CG 基因型的携带者会有更高的哮喘发病风险。但是在显性、等位基因、杂合模型中无显著的相关性（P＞0.05），且异质性较大。因此，需要进行进一步的亚组分析，确定异质性的来源。

表2 CHI3L1基因多态性rs4950928与哮喘易感性的Meta分析Tab.2 Meta-analysis of correlation between CHI3L1 rs4950928 polymorphism and asthma

图2 CHI3L1 基因rs4950928 多态性与哮喘易感性的Meta分析森林图（GG vs CG+CC）Fig.2 Forest plot for correlation between CHI3L1 rs4950928 polymorphism and asthma in Metaanalysis（GG vs CG+CC）

2.4 亚组分析 按年龄分组进行亚组分析结果显示，在隐性、纯合模型中，CHI3L1基因rs4950928 位点多态性与成人哮喘易感性显著相关：隐性模型GG vs CG+CC（OR=1.443，95%CI：1.107～1.880，P=0.007，I2=36.10%，PH=0.153）（图3）；纯合模型GG vs CC（OR=1.430，95%CI：1.074～1.903，P=0.014，I2=40.0%，PH=0.139）。但是在儿童组中，无相关性。分析结果提示，CHI3L1基因rs4950928 位点GG 基因型的频率升高可能会增加成人支气管哮喘的发生风险，而在儿童人群中可能无相关性。

图3 CHI3L1 基因rs4950928 多态性与哮喘易感性的Meta分析森林图（GG vs CG+CC）亚组分析（年龄）Fig.3 Forest plot for correlation between CHI3L1 rs4950928 polymorphism and asthma（GG vs CG+CC）subgroup analysis（Age）

按种族分组进行亚组分析结果显示，在隐性、等位基因、纯合模型中，CHI3L1基因rs4950928 位点多态性与亚洲人群哮喘易感性显著相关：隐性模型GG vs CG+CC（OR=1.475，95%CI：1.072～2.029，P=0.017，I2=22.0%，PH=0.248）；等位基因模型G vs C（OR=1.246，95%CI：1.042～1.491，P=0.016，I2=41.4%，PH=0.091）（图4）；纯合模型GG vs CC（OR=1.811，95%CI：1.235～2.655，P=0.002，I2=40.7%，PH=0.107）。但是在高加索人群中，未发现显著相关。分析结果提示，CHI3L1基因rs4950928位点GG 基因型相对CC 或CG 基因型可能会增加亚洲人群支气管哮喘的发生风险，亚洲人群rs4950928位点G 等位基因可能是哮喘的易感因子，C 等位基因可能是哮喘的保护因子，而在高加索人群中可能不存在相关性。

图4 CHI3L1 基因rs4950928 多态性与哮喘易感性的Meta分析森林图（G vs C）亚组分析（种族）Fig.4 Forest plot for correlation between CHI3L1 rs4950928 polymorphism and asthma（G vs C）subgroup Meta analysis（Ethnicity）

2.5 敏感性分析及发表偏移检测 通过逐一去除相关单个研究进行敏感性分析。结果显示在所有遗传模型中，合并的ORs 均没有显著变化（图5），表明研究结果的稳定性较好。漏斗图没有明显的不对称性（图6）。Begg's 检验和Egger's 检验结果均无统计学意义，提示无明显的发表偏移（表3）。

图5 纳入文献的敏感性分析（GG vs CG+CC）Fig.5 Sensitivity analysis of studies included（GG vs CG+CC）

图6 CHI3L1 基因rs4950928 多态性与哮喘易感性的Meta分析漏斗图（GG vs CG+CC）Fig.6 Funnel plot for Meta analysis of correlation between CHI3L1 rs4950928 polymorphism and asthma（GG vs CG+CC）

表3 Meta分析的发表偏移结果Tab.3 Publication bias results of Meta-analysis

3 讨论

随着分子生物学和遗传学的发展，哮喘相关基因的研究不断取得进展［2］，研究表明多种基因与哮喘的易感性有关，如ORMDL3、ADAM33、ADRB2、IL-4、STAT6基因等［24-25］。MOFFATT［26］通过全基因组关联性研究，确定CHI3L1基因是与哮喘相关性最强的基因之一。CHI3L1（Chitinase 3-like-1）基因位于人类染色体1q31-q32 的高度保守区，长约10.9 kb，基因组结构显示其由分布于8 kb 区域上的10 个外显子构成，编码1种几丁质酶样蛋白YKL-40。YKL-40蛋白是1 个40 kD 大小的糖蛋白，其中1 条肽链氨基端的起始3个氨基酸为酪氨酸Y、赖氨酸K和亮氨酸L，分子量为40 000，因而称之为YKL-40［2，9］。YKL-40在几个环节上调节哮喘气道炎症，是哮喘的潜在生物标志物，其在血液中的水平与支气管壁厚度、气道的高反应性、气道重构、哮喘严重程度和肺功能异常有关［2，5，9］。

单核苷酸多态性rs4950928 位点（-131C＞G）位于CHI3L1基因启动子区，第131 个核苷酸C 常被G取代。众多学者展开了CHI3L1基因rs4950928多态性与哮喘发病相关性的研究，但可能由于种族、民族、年龄、地区等因素影响，多项研究结果尚未统一［27］。如OBER 等［8］进行的一项欧洲人群的全基因组关联研究发现，CHI3L1基因rs4950928 多态性中的C等位基因与德国弗赖堡地区儿童哮喘及气道高反应性相关；与此相反，RCTHCKE 等［13］针对丹麦成人哮喘研究则将G 等位基因确定为哮喘的易感因子；另有RAMPHUL 等［14］基于非洲人群及CHEN等［15］基于中国汉族人群的研究均未发现rs4950928多态性与哮喘具有相关性。这可能与不同种族、民族、地区的遗传背景、疾病的免疫遗传学特征不同有关［2，18-19］。如在中国汉族人群中，rs4950928 多态性CC 基因型所占比例最高（70%），而在非洲人群，以尼日利亚人群为例，所占人群比例不足50%［9］。哮喘是一种多基因遗传病，受基因-环境交互作用的影响［28］，各研究中环境暴露因素差异较大且较少将其纳入分析，基因之间可能存在复杂的基因连锁现象，这些因素也可能是研究结果不一致的重要原因［9，19］。

因此，本研究通过对已往有关CHI3L1基因rs4950928 多态性与哮喘的相关性进行了Meta 分析，此次研究共纳入13 项病例-对照研究。考虑到由于种族、年龄的差异，基因多态性分布可能存在着差异，因此按种族和年龄进行亚组分析，结果提示CHI3L1基因rs4950928多态性与哮喘易感性之间具有相关性，GG 基因型会显著增加哮喘的发病风险，尤其是在成人及亚洲人群中。亚洲人群中rs4950928 位点G 等位基因与较高的哮喘发病风险有关，C 等位基因可能是哮喘的保护因子，而在高加索及儿童人群中，CHI3L1基因rs4950928 多态性可能与哮喘易感性不相关。

分析研究结果，可能的机制为CHI3L1基因rs4950928位点GG基因型及G等位基因的出现会增强基因的转录以及YKL-40 的表达，进而影响体内炎症反应和气道重塑，导致哮喘的发生［18，29］。有研究显示rs4950928 位点GG 基因型哮喘患儿哮喘特征性指标总IgE 和YKL-40 水平相对CC 基因型患儿明显升高。邵亚望等［18］研究发现，GG 基因型哮喘患儿血清中抗炎症细胞因子IL-10及IL-12含量显著低于CC 基因型患儿，血清中促炎症细胞因子IL-17与IL-22 水平以及气道重塑指标TGF-β1、Act-A、OPN、Gal-3、AngⅡ含量均显著高于CC 基因型患儿，进一步说明CHI3L1基因rs4950928 位点GG 基因型以及等位基因G 可能会通过增加促炎因子的分泌、减少抑炎因子的分泌，进而促进哮喘患者的气道炎症反应和气道重塑，加重哮喘病情。

本研究结果与ZHU 等［30］2017 年Meta 分析结果不一致，该研究显示，CHI3L1基因多态性与哮喘易感性之间不存在显著关联；在高加索人种中，G等位基因可能是哮喘的保护因子。分析可能的原因是，ZHU 等［30］Meta 分析共纳入5 篇研究，其中1 篇基于亚洲人群，本研究较前者纳入更多的研究，新纳入3篇高加索人群及6 篇亚洲人群研究。与CHEN 等［15］Meta分析结果一致，研究均表明高加索人种CHI3L1基因rs4950928 多态性可能与哮喘易感性没有关联。但该研究并不认为rs4950928 多态性与亚洲人群哮喘风险有关，可能的原因是本研究较CHEN 等Meta分析新纳入3篇基于亚洲人群的研究。

本研究仍存在一定局限性：①纳入文献数量相对较少，且受原始文献提供数据的限制，尚不能进一步行亚组分析剔除环境因素产生的混杂和偏倚；②文献语种限定为中、英文，没有涉及其他语种及未发表的文章。

综上所述，本研究发现，CHI3L1基因rs4950928多态性与哮喘易感性具有相关性，CHI3L1基因rs4950928的G等位基因及GG基因型可能会增加哮喘的发病风险，特别是在亚洲及成人人群中，而与高加索或儿童人群哮喘易感性可能无明显关联，但本研究结论仍需开展更多大规模、高质量的研究加以证实，还需要对基因与基因之间、基因与环境之间的交互作用进一步分析，深入研究CHI3L1基因与哮喘易感性的相关性。