白细胞介素18启动子607C/A和137G/C基因多态性与冠心病相关性的Meta分析

赵润敏，宋兵，朱开蒙，赵鹏英

冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）是目前世界上发病率和死亡率最高的疾病之一[1]。2013年美国死亡的2 596 993人中30.8%（800 937）是由冠心病引起[1]。在病理学上，动脉粥样硬化是冠心病的主要病因，它是一种复杂、多步骤、多因素的过程[2,3]，其中炎症对动脉粥样硬化的持续进展和最终高危的薄型纤维化瘤起着重要的作用[4]。炎症反应参与病理重塑过程，甚至导致心肌梗死[5]。作为一种多向性促炎细胞因子，白细胞介素18（IL-18）在炎症中起着重要作用，IL-18的升高水平与动脉粥样硬化病变和冠心病有关[6]。IL-18基因位于人类染色体11的q22.2-q22.3位点[7]。在IL-18启动子中有两种功能多态性（137G/C，rs187238和607C/A，rs1946518）影响转录因子的结合，调节IL-18信使RNA的表达[8]。一些流行病学研究[9-16]探索了IL-18基因启动子多态性（607C/A，137G/C）和冠心病发病风险之间的关系，但结果并不一致。因此，我们运用循证医学的方法对IL-18启动子607C/A和137G/C多态性与冠心病发病风险的文献进行分析。

1 资料与方法

1.1 纳入与排除标准纳入标准：①公开发表的病例对照研究；②实验组为冠心病患者：包括稳定的和不稳定的冠心病和心肌梗死（MI）；③对照为非冠心病人群；④研究因素为IL-18启动子607C/A和137G/C多态性与冠心病发病关系；排除标准：①实验组研究对象为非冠心病患者；②重复研究；③无法获得全文或主要数据不详的研究；④样本量小于10的研究。

1.2 文献检索计算机检索 PubMed、Embase、Web of Science、ScienceDirect、中国知网、维普中文科技期刊数据库、万方数据库建库至2017年2月26日公开发表的文献，同时查阅检索结果中所附的相似文献及参考文献。英文检索的关键词为：（“coronary artery disease” OR “coronary heart disease” OR “CAD” OR “CHD”OR “myocardial infarction” OR “MI”）AND （“polymorphism” OR “variant” OR“genotype” OR “607C/A” OR “137G/C” OR“interleukin-18” OR “IL-18”）；中文检索策略为：（冠状动脉性心脏病或冠心病或心肌梗死）和（白细胞介素18或白介素18或607C/A或137G/C或基因多态性）。

1.3 文献筛选由两名评价员按照上述纳入标准与排除标准采用EndNote X7软件独立进行筛选检索的所有文章标题和摘要，并交叉核对。如有分歧则交与第三位作者提供指导意见并商定。

1.4 资料提取资料提取工作由三名评价员独立进行，提取内容包括：第一作者姓名、发表年份、研究国家、研究地区、研究人种、结局指标、病例组与对照组各基因型频数、个体基因型、基因型测试方法和哈迪温伯格平衡检测（HWE）P值。如出现分歧由三位评价员核对数据并纠正可能存在的差错。

1.5 文献质量评价对纳入的文献采用基于非随机对照研究的评价量表The Newcastle-Ottawa Scale（NOS）量表17进行评分，该量表满分为9分，分别从病例组和对照组的定义和选择、两者的可比性、暴露的，确定3方面进行评分，7分以上是高质量的，7分以下是低质量的。

1.6 哈迪-温伯格平衡测试如原文中未提供或未对对照组进行哈迪-温伯格遗传平衡检测时，我们采用StataSE 12.0对其进行人工检测，并提取相应结果（P值），StataSE 12.0软件的关键命令为“search Hardy Weinberg equilibrium”。

1.7 统计学分析本例选取常用的5种基因模型分别进行Meta分析，用Q值统计量检验进行定性异质性检验，若P≥0.05，说明同质性较好，反之则说明存在异质性；以I2的大小来定量判断异型性的大小[18]；若异质性较小（P≥0.05和I2＜50%）采用固定效应模型，反之（P＜0.05和I2＞50%）则采用随机效应模型[19]，并通过亚组分析进行异质性来源的探讨。Meta分析采用StataSE 12.0软件进行，计算其OR值及95%CI，并行Egger’s检验或者Begg’s检验来判断是否存在发表偏倚[19]。如果发表偏倚的P值＜0.05，则行剪补法进行分析[21]。

2 结果

2.1 文献检索及筛选结果根据检索策略，最终检索到8篇研究IL-18启动子607C/A或137G/C多态性与冠心病相关性的病例对照研究（图1）。其中，探讨IL-18启动子607C/A多态性与冠心病的病例对照研究有5项[10-12,15,16]，包含1799例冠心病患者和1146例正常对照；而纳入IL-18启动子137G/C多态性与冠心病相关性的病例对照研究7篇[9-14,16]，包含3118例冠心病患者和1710例正常对照。纳入研究的基本特征如下所示（表1）。

图1 文献筛选流程图

2.2 文献质量评价本文共纳入8篇有关文献，采用基于非随机对照研究的评价量表The Newcastle-Ottawa Scale（NOS）量表进行评分，其中评分为9分的2篇，8分的3篇，7分的3篇，文献总体质量较高（表2）。

表1 纳入研究的基线特征

2.3 IL-18启动子607C/A基因多态性与冠心病的相关性共纳入5项[10-12,15,16]病例对照研究，如表3所示，所有基因模型中，总体I2均大于50%，且P值小于0.05，因此采用随机效应模型。结果显示：IL-18启动子607C/A多态性的等位基因A与冠心病的发病风险（OR=0.755，95%CI：0.605～0.943，P=0.013）存在相关性。由于存在较高的异质性，进行亚组分析。如表2所示，当对种族进行亚组分析后，组内均无明显异质性，结果显示只有在亚洲人群中，拥有等位基因A的人群冠心病的发病风险（OR=0.628，95%CI：0.533～0.740，P＜0.001）较低，在高加索人群中未发现此相关性（OR=0.950，95%CI：0.803～1.124，P=0.548）。在亚洲人群分组中，三种基因型之间（AA vs. CC、CA vs. CC、AA vs.CA）的优势比分别为0.409（P＜0.001）、0.436（P=0.000）和0.904（P=0.611），使用显性基因模型进行分析发现IL-18启动子607C/A基因的AA/CA基因型人群与冠心病的发病风险呈负相关（OR=0.431，95%CI：0.326～0.570，P＜0.001）（图2），在高加索人群中未发现此相关性。通过Begg's检验和Egger's检验表明没有发表偏倚（表3）。

表2 纳入研究的发表偏倚风险评价

图2 IL-18启动子607C/A多态性的显性基因模型（AA/CA vs. CC）与冠心病相关性的Meta分析

2.4 IL-18启动子137G/C基因多态性与冠心病（CAD）的相关性 共纳入7篇[9-14,16]病例对照研究。如表4所示，I2在多数基因模型研究中的异质性超过50%，异质性的P值＜0.05，因此采用随机效应模型进行分析。结构显示IL-18启动子137G/C基因多态性所有遗传模型和冠心病之间没有明显的统计学相关性。由于存在较高的异质性，我们对种族和HWE进行亚组分析。等位基因模型显示，亚洲人群（OR=0.843，95%CI：0.577～1.231）和高加索人群（OR=1.071，95%CI：0.807～1.421）的冠心病发病风险与IL-18启动子137G/C的多态性无明显的统计学相关性（图3）。虽然在非遗传平衡的研究组中，IL-18启动子137G/C基因位点C的人群中冠心病的风险较高，但是鉴于非遗传平衡的研究证据不足，因此考虑IL-18启动子137G/C多态性和冠心病之间没有明显的统计学相关性。Begg's与Egger's检测显示纳入的研究不存在发表偏倚，但Egger's检测显示可能存在发表偏倚，应用修补法进行分析，分析发现IL-18启动子137G/C多态性与冠心病之间无明显的相关性(等位基因模型（OR=0.990，95%CI：0.768～1.211）。

表3 IL-18启动子607C/A基因多态性与冠心病的相关性

表4 IL-18启动子137C/G基因多态性与冠心病的相关性分析

3 讨论

本研究探讨了IL-18启动子607C/A和137G/C基因多态性与冠心病相关性的Meta分析。研究表明，拥有IL-18启动子607C/A基因的A基因位点的亚洲人的冠心病发病风险较低，而对高加索人无明显的保护作用；另外IL-18启动子137G/C基因多态性与冠心病无明显相关性。

炎症在冠心病进展过程中起重要作用[4,22-24]，根据研究结果，IL-18的血清水平与冠心病的病理生理过程也密切相关[9,16]。Jefferis在2011年发表的一篇Meta分析中指出IL-18的血清水平可独立预测冠心病的发病风险，但其相关性强度有限[6]。最近一些研究表明，IL-18基因的变异可以影响IL-18的血清循环水平[9,25-27]。与此同时，进一步的研究表明，IL-18单核苷酸多态性通过影响单核细胞，从而导致IL-18的产生存在差异[28-30]。因此，IL-18启动子的单核苷酸多态性可能在冠心病的发病中起到重要的作用。

图3 IL-18启动子137G/C多态性等位基因模型（C vs. G）与冠心病相关性的Meta分析

以往研究表明，携带IL-18启动子607C/A基因位点C的基因型与IL-18的高度表达有关，从而导致细胞因子、趋化因子、粘附分子和基质金属蛋白酶的上调[31-35]。这些分子在动脉粥样硬化病变的形成和发展中起着重要的作用[36]。因此本研究对IL-18启动子607C/A和冠心病的研究进行了Meta分析，由于较高异质性的存在，进行了亚组分析。在亚洲人群（3项研究）中，发现IL-18启动子607C/A的基因型AA/CA的人群中冠心病的发病风险较低，但在高加索人中则无明显相关性。

另外，有一些研究对IL-18启动子137G/C多态性与冠心病发病风险的相关性进行了分析，但研究结果并不一致。Liu等[9]对IL-18启动子137G/C多态性与中国人冠心病发病风险进行了病例对照研究，发现等位基因G和基因型GG的人群冠心病的发病风险可能较高[9]，然而Buraczynska等[14]报道了完全相反的结果（等位基因C和基因型CC可能与冠心病的发病风险呈正相关）。因此本研究通过Meta分析的方法，旨在探讨IL-18启动子137G/C多态性与冠心病的相关性，共纳入了7篇相关病例对照研究，结果显示IL-18启动子137G/C多态性和冠心病发病风险并没有明显统计学相关性。Liu等[9]发现IL-18启动子137G/C的GG基因型的IL-18血清浓度远高于CG和CC基因型的人群（冠心病患者中，229.1±131.5 vs. 122.7±73.6 pg/ml，P＜0.001; 正常对照中，65.9±31.6 vs. 42.4±19.5 pg/ml，P＜0.001）[9]，但是鉴于相同基因型的人群中，冠心病患者的血清IL-18浓度远高于的对照组人群，因此，在IL-18血清浓度升高的因素中，可能存在比IL-18启动子137G/C多态性更加重要的因素。

本研究虽然有严格的文献检索及纳入标准，但仍存在局限性。第一，纳入的文章限于英文和中文研究，而无其他语种的研究，可能导致文献数量纳入不全，存在发表偏倚的情况。第二，目前的Meta分析中所包含的研究数量较少。因此，未来应该开展更多高质量的原始研究进一步探讨IL-18启动子607C/A与137G/C多态性和冠心病的相关性。

综上所述，本Meta分析探究了IL-18启动子607C/A与137G/C多态性和冠心病的相关性，发现IL-18启动子607C/A的AA/AC基因型的亚洲人群冠心病的发病风险较低，而IL-18启动子137G/C基因多态性与冠心病易感性无相关性。

[1]Writing GM,Mozaffarian D,Benjamin EJ,et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2016 Update: A Report From the American Heart Association[J]. Circulation,2016,133(4):e38-360.

[2]Kraus WE. Genetic approaches for the investigation of genes associated with coronary heart disease[J]. Am Heart J,2000,140(4):S27-35.

[3]Smith SC,Amsterdam E,Balady GJ,et al. Prevention Conference V:Beyond secondary prevention: identifying the high-risk patient for primary prevention: tests for silent and inducible ischemia: Writing Group II[J]. Circulation,2000,101(1):E12-6.

[4]Packard RR,Libby P. Inflammation in atherosclerosis: from vascular biology to biomarker discovery and risk prediction[J]. Clin chem,2008,54(1):24-38.

[5]Jabir NR,Tabrez S. Cardiovascular disease management through restrained inflammatory responses[J]. Curr Pharm Des,2016,22(7):940-6.

[6]Jefferis BJ,Papacosta O,Owen CG,et al. Interleukin 18 and coronary heart disease: prospective study and systematic review[J]. Atheroscle rosis,2011,217(1):227-33.

[7]Nolan KF,Greaves DR,Waldmann H. The human interleukin 18 gene IL-18 maps to 11q22.2-q22.3, closely linked to the DRD2 gene locus and distinct from mapped IDDM loci[J]. Genomics,1998,51(1):161-3.

[8]Giedraitis V,He B,Huang WX,et al. Cloning and mutation analysis of the human IL-18 promoter: a possible role of polymorphisms in expression regulation[J]. J Neuroimmunol,2001,112(1-2):146-52.

[9]Liu W,Tang Q,Jiang H,et al. Promoter polymorphism of interleukin-18 in angiographically proven coronary artery disease[J].Angiology,2009,60(2):180-5.

[10]Pei F,Han Y,Zhang X,et al. Association of interleukin-18 gene promoter polymorphisms with risk of acute myocardial infarction in northern Chinese Han population[J]. Clin Chem Lab Med,2009,47(5):523-9.

[11]Kariz S,Petrovic D. Interleukin-18 Promoter Gene Polymorphisms are not Associated with Myocardial Infarction in Type 2 Diabetes in Slovenia[J]. Balkan J Med Genet,2011,14(1):3-9.

[12]Opstad TB,Pettersen AA,Arnesen H,et al. Circulating levels of IL-18 are significantly influenced by the IL-18+183 A/G polymorphism in coronary artery disease patients with diabetes type 2 and the metabolic syndrome: an observational study[J]. Cardiovasc Diabetol,2011,10:110.

[13]Rajesh KG,Mrudula SK,Kishore KG,et al. Evaluation of Hs-CRP levels and interleukin 18 (-137G/C) promoter polymorphism in risk prediction of coronary artery disease in first degree relatives[J]. PloS one,2015,10(3):e0120359.

[14]Buraczynska M,Ksiazek K,Zukowski P,et al. Interleukin-18 gene polymorphism and risk of CVD in older patients with type 2 diabetes mellitus[J]. Diabetes Res Clin Pract,2016,121:178-83.

[15]Ma JB,Chen L,Gao B,et al. Effect of polymorphisms in interleukin-18 gene on the susceptibility to coronary artery disease in a Chinese population[J]. Genet Mol Res,2016,15(4). doi: 10.4238/gmr15048708.

[16]Jabir NR,Firoz CK,Kamal MA,et al. Assessment of IL-18 Serum Level and Its Promoter Polymorphisms in the Saudi Coronary Artery Disease (CAD) Patients[J]. J Cell Biochem,2017,118(7):1849-54.

[17]Cota GF,de Sousa MR,Fereguetti TO,et al. Efficacy of antileishmania therapy in visceral leishmaniasis among HIV infected patients: a systematic review with indirect comparison[J]. PLoS Negl Trop Dis,2013,7(5):e2195.

[18]Higgins JP,Thompson SG. Quantifying heterogeneity in a metaanalysis[J]. Stat Med,2002,21(11):1539-58.

[19]DerSimonian R,Kacker R. Random-effects model for meta-analysis of clinical trials: an update[J]. Contemp Clin Trials,2007,28(2):105-14.

[20]Mantel N,Haenszel W. Statistical aspects of the analysis of data from retrospective studies of disease[J]. J Natl Cancer Inst,1959,22(4):719-48.

[21]Duval S,Tweedie R. Trim and fill: A simple funnel-plot-based method of testing and adjusting for publication bias in metaanalysis[J]. Biometrics,2000,56(2):455-63.

[22]Piira OP,Miettinen JA,Hautala AJ,et al. Physiological responses to emotional excitement in healthy subjects and patients with coronary artery disease[J]. Auton neurosci,2013,177(2):280-5.

[23]Mayyas FA,Al-Jarrah MI,Ibrahim KS,et al. Level and significance of plasma myeloperoxidase and the neutrophil to lymphocyte ratio in patients with coronary artery disease[J]. Exp Ther Med,2014,8(6):1951-7.

[24]Rostoff P,Szczeklik W,Piwowarska W,et al. [Association of common cyclooxygenase-2 (COX-2) gene polymorphisms with clinical and angiographic characteristics of patients with coronary artery disease[J]. Przeglad lekarski,2014,71(6):314-8.

[25]Thompson SR,Novick D,Stock CJ,et al. Free Interleukin (IL)-18 levels, and the impact of IL-18 and IL-18BP genetic variation,in CHD patients and healthy men[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol,2007,27(12):2743-9.

[26]Thompson SR,McCaskie PA,Beilby JP,et al. IL-18 haplotypes are associated with serum IL-18 concentrations in a population-based study and a cohort of individuals with premature coronary heart disease[J]. Clin chem,2007,53(12):2078-85.

[27]Presta I,Andreozzi F,Succurro E,et al. IL-18 gene polymorphism and metabolic syndrome[J]. Nutr Metab Cardiovasc Dis,2009,19(2):e5-6.

[28]Arimitsu J,Hirano T,Higa S,et al. IL-18 gene polymorphisms affect IL-18 production capability by monocytes[J]. Biochem Biophys Res Commun,2006,342(4):1413-6.

[29]Barbaux S,Poirier O,Godefroy T,et al. Differential haplotypic expression of the interleukin-18 gene[J]. Eur J Hum Genet,2007,15(8):856-63.

[30]Khripko OP,Sennikova NS,Lopatnikova JA,et al. Association of single nucleotide polymorphisms in the IL-18 gene with production of IL-18 protein by mononuclear cells from healthy donors[J]. Mediators Inflamm,2008,2008:309721.

[31]Gerdes N,Sukhova GK,Libby P,et al. Expression of interleukin(IL)-18 and functional IL-18 receptor on human vascular endothelial cells, smooth muscle cells, and macrophages: implications for atherogenesis[J]. J Exp Med,2002,195(2):245-57.

[32]Yoo JK,Kwon H,Khil LY,et al. IL-18 induces monocyte chemotactic protein-1 production in macrophages through the phosphatidylinositol 3-kinase/Akt and MEK/ERK1/2 pathways[J]. J Immunol,2005,175(12):8280-6.

[33]Kohka H,Yoshino T,Iwagaki H,et al. Interleukin-18/interferongamma-inducing factor, a novel cytokine, up-regulates ICAM-1 (CD54) expression in KG-1 cells[J]. J Leukoc Biol,1998,64(4):519-27.

[34]Puren AJ,Fantuzzi G,Gu Y,et al. Interleukin-18 (IFNgammainducing factor) induces IL-8 and IL-1beta via TNFalpha production from non-CD14+ human blood mononuclear cells[J]. J Clin Invest,19 98,101(3):711-21.

[35]Abraham M,Shapiro S,Lahat N,et al. The role of IL-18 and IL-12 in the modulation of matrix metalloproteinases and their tissue inhibitors in monocytic cells[J]. Int immunoL,2002,14(12):1449-57.

[36]Hansson GK. Inflammation, atherosclerosis, and coronary artery disease[J]. New England J Med,2005,352(16):1685-95.