圆锥角膜发生危险因素的Meta分析

伍先慧 李立 胡鹏程 李彦青

重庆医科大学附属第二医院眼科，重庆 400010

圆锥角膜为常见的扩张性角膜疾病，可导致角膜隆起、变薄、不规则散光，甚至角膜瘢痕，若不及时治疗可致盲[1]。圆锥角膜的病因复杂，可能受环境、遗传等多因素共同作用，虽然确切的发病机制目前尚未完全阐明，但已有多项研究表明揉眼、变态反应、紫外线暴露、配戴角膜接触镜等与圆锥角膜的发病相关[2-6]。此外，圆锥角膜的发病还具有显著的遗传易感性，多项研究证明FOXO1、ZNF469、COL5A1等基因在圆锥角膜的发病机制中发挥重要作用[7-8]。迄今为止，圆锥角膜发生的危险因素已有较多研究和讨论，然而研究结果间尚有较大差异，亟待进一步综合评价。本研究拟采用二次文献分析法评估圆锥角膜发生的主要危险因素，为临床上对圆锥角膜的早期预防、识别、诊断及治疗提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 检索策略

由2名研究者独立检索Cochrane图书馆、PubMed、Embase数据库、中国知网、万方数据和维普中文科技期刊全文数据库自2000年1月起至2021年5月发表的与圆锥角膜发生和发展有关的高质量分析性研究设计文献。英文检索词包括“keratoconus”、“KC”、“risk factors”、“related factor”、“case-control studies”、“cohort studies”，中文检索词为“圆锥角膜”、“影响因素”、“危险因素”、“队列研究”。以主题词与自由词相结合进行数据库检索，同时进一步人工检索纳入研究的参考文献。

1.2 文献纳入标准和排除标准

纳入标准：(1)研究设计类型 关于圆锥角膜危险因素的病例对照研究和队列研究；(2)文献语种 限于中文和英文；(3)研究对象 为由临床经验丰富的眼科医生通过裂隙灯显微镜检查联合角膜地形图等检查明确诊断的圆锥角膜患者，符合圆锥角膜诊断标准[9]。圆锥角膜诊断标准为：①裂隙灯显微镜下可见角膜锥状前突和Fleischer环、Vogt线、Munson征和角膜瘢痕至少1种体征；②满足角膜地形图有典型的前后表面异常抬高表现；(4)研究危险因素 生活习惯、环境及遗传因素、系统性疾病等；(5)研究有可用的原始数据。排除标准：(1)无对照组；(2)无法获得原文；(3)二次研究，如文献综述等；(4)重复报告时，选择样本量较多的文献。

1.3 资料提取和文献质量评价

根据已知圆锥角膜可能的危险因素，提取文献来源信息(文献标题、第一作者、文献来源、发表年份、国家等)和研究对象特征(样本量、样本来源、各危险因素分布情况等)。由2位研究者分别对纳入文献逐一进行质量评价和资料提取，并交叉核对。采用Cochrane手册推荐使用的纽卡斯尔-渥太华量表(Newcastle-Ottawa Scale，NOS)对检索的病例对照和队列研究文献进行质量评价。NOS评分≥7分的研究纳入Meta分析。若有分歧，由第3位成员介入讨论，共同决定。

1.4 统计学方法

采用Stata 16.0统计学软件进行Meta分析。合并效应量采用分类变量，计数资料通过比值比(odds ratio，OR)值计算，置信区间(confidence interval，CI)设置为95%，P<0.05为差异有统计学意义。采用Q检验和I2检验评价各因素的异质性，设定P>0.1或I2≤50%为同质性较好，采用固定效应模型分析合并效应量；I2>50%为具有中、高度异质性，采用随机效应模型并谨慎解释研究结果。若研究因素异质性明显则进一步进行亚组分析及敏感性分析探讨异质性来源。通过改变效应模型进行敏感性分析，若改变模型后结论无实质性改变，说明合并结果较为稳定、可靠。采用Egger检验、Harbord检验、Peters检验及漏斗图综合评估文献的发表偏倚。

2 结果

2.1 文献检索情况

共检索到相关文献3 490篇，Endnote软件去重后得到文献3 006篇，经过阅读题目和摘要排除文献2 918篇，初筛获得文献88篇，阅读全文后排除文献67篇，精读复筛最终纳入21篇文献。文献涉及10个国家，累计圆锥角膜病例共30 124例，对照59 012例。具体流程见图1。

图1 文献筛选流程图Figure 1 Flowchart of study selection

2.2 纳入文献基本特点及质量评价

纳入18篇病例对照研究，3篇队列研究，依次统计各组受试对象危险因素暴露情况，纳入文献病例来源、人群特点等基本特征，文献基本情况及质量评价见表1。

表1 纳入文献的基本资料及质量评价Table 1 Information and quality evaluation of included studies纳入文献发表年份(年)调查地点样本量(病例/对照)男性人数(病例/对照)年龄中位数(病例/对照,岁)病例来源暴露因素研究类型NOS评分Gordon-Shaag等[2]2015以色列73/14647/9427.4/27.0医院1-4病例对照8Naderan等[3]2017伊朗885/1 526520/91424.1/24.4医院3病例对照7Bawazeer等[4]2000加拿大49/7126/3932.7/31.1医院1-3病例对照7Seiler等[10]2000德国571/571399/38228.9/29.5医院4病例对照7Kuo等[11]2006美国284/284131/142N/A医院4病例对照7Weed等[12]2008英国200/100125/5630.9/30.1医院3病例对照7Javadi等[13]2007伊朗62/16743/11228.1/30.0医院7病例对照7Nemet等[14]2010以色列426/1 704242/96237.3/37.3社区3病例对照7Saidel等[15]2012美国92/9248/3037.0/38.7医院5病例对照7Gordon-Shaag等[16]2013以色列70/14036/7225.7/25.7医院1-3病例对照8Pihlblad等[17]2013美国15/159/939.1/40.2医院5病例对照7Naderan等[18]2014伊朗1 383/1 383846/84628.8/29.1医院4病例对照7Gencer等[19]2014土耳其146/14685/7925.0/24.0医院5病例对照7Naderan等[20]2015伊朗461/461282/28224.5/25.0医院1-4,6-7病例对照7Naderan等[21]2015伊朗616/616366/36625.3/25.7医院1,5病例对照7Mostovoy等[22]2018以色列50/7224/3531.7/33.1社区1-2病例对照7Moran等[23]2020法国202/355149/14932.5/30.7医院1-3病例对照7Lin等[24]2021中国5 055/20 2202 991/11 96429.8/29.8社区3-6病例对照8Woodward等[25]2016美国16 053/16 0539 456/9 45640.4/40.4社区3-7队列研究8Lee等[26]2020韩国575/2 875280/1 31631.1/31.1社区4队列研究8Moon等[27]2020韩国1 552/7 760678/3 39036.5/36.5社区3,5-7队列研究8 注:暴露因素:1:家族史;2:揉眼;3:变态反应;4:糖尿病;5:OSA;6:唐氏综合征;7:MVP NOS:纽卡斯尔-渥太华量表;N/A:不适用 Note:Exposure factors:1:family history;2:eye rubbing;3:allergy;4:diabetes;5:OSA;6:Down syndrome;7:MVP NOS:Newcastle-Ottawa Scale;N/A:not applicable

对纳入文献中圆锥角膜的危险因素进行统计，共计17项，分别为家族史、揉眼、变态反应、紫外线暴露时间、近视、散光、配戴角膜接触镜、受教育程度、糖尿病、高脂血症、类风湿关节炎、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(obstructive sleep apnea，OSA)、唐氏综合征、溃疡性结肠炎、二尖瓣脱垂(mitral valve prolapse，MVP)、胶原血管病和抑郁，其中家族史、揉眼、变态反应、糖尿病、OSA、唐氏综合征和MVP这7个危险因素被提及的文献数≥4篇，进行进一步分析讨论，其余10个危险因素提及文献数均<4篇，为避免结果产生偏倚，均予以剔除。

2.3 圆锥角膜各危险因素的Meta分析

经过异质性检验，变态反应、糖尿病、OSA和MVP异质性大，采用随机效应模型。家族史、揉眼和唐氏综合征具有同质性，采用固定效应模型。家族史、揉眼、变态反应、糖尿病、OSA和唐氏综合征的OR值(95%CI)分别为8.68(6.30～11.97)、4.62(3.75～5.70)、2.34(1.73～3.16)、0.63(0.50～0.79)、1.53(1.12～2.10)和7.09(4.19～11.99)，是圆锥角膜发生的危险因素(表2，图2～8)；MVP非圆锥角膜发生的危险因素(P>0.05)。

表2 圆锥角膜危险因素Meta分析Table 2 A Meta-analysis of risk factors for keratoconus危险因素研究篇数病例数对照数异质性检验模型合并模型改变模型I2(%)P值OR(95% CI)P值OR(95% CI)P值家族史71 5211 8610.00.963固定8.68(6.30,11.97)<0.0018.46(6.14,11.65)<0.001揉眼634590227.10.231固定4.62(3.75,5.70)<0.0014.79(3.65,6.30)<0.001变态反应1125 02648 53697.6<0.001随机2.34(1.73,3.16)<0.0011.53(1.47,1.58)<0.001糖尿病824 52841 94173.2<0.001随机0.63(0.50,0.79)<0.0010.76(0.74,0.82)<0.001OSA721 73043 31051.00.057随机1.53(1.12,2.10)0.0081.26(1.17,1.35)<0.001唐氏综合征423 12144 4940.00.771固定7.09(4.19,11.99)<0.0016.92(4.15,11.51)<0.001MVP418 12824 44176.50.005随机2.10(0.67,6.62)0.2061.05(0.95,1.15)0.338 注:OSA:阻塞性睡眠呼吸暂停综合征;MVP:二尖瓣脱垂;OR:比值比;CI:置信区间 Note:OSA:obstructive sleep apnea;MVP:mitral valve prolapse;OR:odds ratio;CI:confidence interval

图2 家族史与圆锥角膜发病的Meta分析森林图 OR：比值比；CI：置信区间Figure 2 Forest plot of keratoconus and family history OR：odds ratio;CI:confidence interval

图3 揉眼与圆锥角膜发病的Meta分析森林图 OR：比值比；CI：置信区间Figure 3 Forest plot of keratoconus and eye rubbing OR：odds ratio;CI:confidence interval OR：odds ratio;CI:confidence interval

图4 变态反应与圆锥角膜发病的Meta分析森林图 OR：比值比；CI：置信区间Figure 4 Forest plot of keratoconus and allergy OR：odds ratio;CI:confidence interval

图5 糖尿病与圆锥角膜发病的Meta分析森林图 OR：比值比；CI：置信区间Figure 5 Forest plot of keratoconus and diabetes OR：odds ratio;CI:confidence interval

图6 OSA与圆锥角膜发病的Meta分析森林图 OR：比值比；CI：置信区间Figure 6 Forest plot of keratoconus and OSA OR：odds ratio;CI:confidence interval

图7 唐氏综合征与圆锥角膜发病的Meta分析森林图 OR：比值比；CI：置信区间Figure 7 Forest plot of keratoconus and Down syndrome OR：odds ratio;CI:confidence interval

图8 MVP与圆锥角膜发病的Meta分析森林图 OR：比值比；CI：置信区间Figure 8 Forest plot of keratoconus and MVP OR：odds ratio;CI:confidence interval

2.4 圆锥角膜各危险因素的亚组分析

变态反应按具体疾病分类进行亚组分析，各亚组异质性均下降，湿疹、变应性结膜炎组异质性下降至I2=0%，说明具体疾病分类贡献了部分异质性，同时按照病例来源、年龄等进行亚组分析，未发现异质性来源。糖尿病、OSA按照病例来源分组后I2分别从51.0%和73.2%下降至各组均I2<50%，说明病例来源贡献了其全部异质性(表3，图9～11)。

图9 变态反应以具体疾病分类进行亚组分析的森林图 OR：比值比；CI：置信区间Figure 9 Forest plot of subgroup analysis of allergy by specific disease classification OR：odds ratio;CI:confidence interval

图10 糖尿病以病例来源不同进行亚组分析的森林图 OR：比值比；CI：置信区间Figure 10 Forest plot of subgroup analysis of diabetes by source of cases OR：odds ratio;CI:confidence interval

图11 OSA以病例来源不同进行亚组分析的森林图 OR：比值比；CI：置信区间Figure 11 Forest plot of subgroup analysis of OSA by source of cases OR：odds ratio;CI:confidence interval

2.5 敏感性分析及发表偏倚检验

对家族史、揉眼、变态反应、糖尿病、OSA、唐氏综合征改变分析模型进行敏感性分析结果显示，分析结果均无实质性改变，表明上述因素的合并结果基本可靠。发表偏倚检验中，为更好地控制Ⅰ类错误，发挥更好的检验效能，我们对家族史、揉眼、糖尿病、OSA、唐氏综合征(纳入文献<10篇)行Egger检验及Harbord检验，结果均无发表偏倚(均P>0.05)；对变态反应(纳入文献≥10篇)行Peters检验及漏斗图分析，散点分布漏斗图两侧稍不对称(图12)，考虑为组间样本量差异较大造成的影响，而变态反应因存在相对高权重而极端阳性的研究，如Naderan等[3]的影响，不适用于剪补法进一步进行敏感性分析，故仍根据Peters检验的结果认为无发表偏倚产生(P>0.05)。

图12 变态反应的漏斗图 OR：比值比Figure 12 Funnel plot for allergy OR：odds ratio

3 讨论

本研究收集了2000年1月起至2021年5月世界范围内关于圆锥角膜危险因素的报道，全面总结了暴露因素与圆锥角膜发生风险的关联强度，结果显示家族史、揉眼、变态反应、OSA、唐氏综合征均为圆锥角膜发病的危险因素，糖尿病为其保护因素。相比于既往类似的Meta分析[28]，本研究通过纳入更多新研究、新增危险因素分析及严格的Meta分析方法以提供更全面、稳健的关联结果。

本研究Meta分析结果显示，家族史是相关性最高的危险因素，合并结果显示其发生圆锥角膜的风险为非暴露组的8.68倍。圆锥角膜在家族史阳性群体中的高发可能与家族中存在相关易感基因、家族共同的生活环境及相似的生活习惯有关。同时，本研究结果显示唐氏综合征患者患圆锥角膜的风险为非暴露组的7.09倍，唐氏综合征与圆锥角膜患病密切相关，推测与21号染色体上的圆锥角膜候选基因有关[29]。遗传因素对圆锥角膜发生的影响已有多项研究支持[29-30]，本研究结果中，家族史、唐氏综合征的合并结果均支持遗传因素显著影响圆锥角膜发病。目前已有针对圆锥角膜相关基因的筛查，但圆锥角膜发病受遗传和环境共同作用，建议家族史阳性和患有唐氏综合征的高危人群定期进行圆锥角膜筛查，以尽早发现和治疗圆锥角膜。

既往研究显示，揉眼是圆锥角膜重要的危险因素[31]，本研究结果显示经常揉眼者患圆锥角膜的风险为非暴露组的4.62倍。揉眼导致圆锥角膜的机制可能包括:(1)炎症反应 揉眼可刺激角膜上皮和基质细胞分泌部分蛋白酶及炎性因子，破坏角膜正常纤维板层结构；(2)机械刺激 揉眼导致角膜发生形变及一过性眼压升高，干扰胶原的产生和排布，影响角膜生物力学，最终导致圆锥角膜的发生和发展[32]。变态反应作为圆锥角膜的另一危险因素常与揉眼同时出现，本研究结果显示变应性疾病患者发生圆锥角膜的风险为非暴露组的2.34倍。但合并结果的异质性较大，且亚组分析后不能完全解决异质性，可能是因为存在混淆因素的影响。变态反应引起眼部瘙痒可能导致患者揉眼，进而影响圆锥角膜的发生和发展[33]。因为变态反应的结果在关联方向上已达成共识，即使存在上述影响，我们依然可以认为结果较为稳健。

目前已有多项针对糖尿病与圆锥角膜发生相关性的研究，但未能达成一致结论[10-11]。Hashemi等[28]的Meta分析结果显示，糖尿病与圆锥角膜相关性不明确。本研究剔除横断面研究同时纳入更高质量的大样本队列研究后，合并结果显示糖尿病对圆锥角膜的发生具有保护作用。目前认为糖尿病降低圆锥角膜发生率的机制为通过糖基化诱导角膜基质交联，加强角膜的生物力学作用，从而减少圆锥角膜的发生[34]。本研究中重新将糖尿病分为1型、2型和未分型3个亚组，调整后的OR值分别为1.07、0.08和0.69，其中1型糖尿病结果差异无统计学意义，认为其不是圆锥角膜发生的危险因素。但因纳入文献中具体进行糖尿病分型的文献仅2篇，不同类型糖尿病对圆锥角膜的影响有待进一步研究。

值得一提的是，已有文献提及OSA与圆锥角膜患病的关联[13]，但尚未进行综合评价，本研究的合并结果表明OSA患者发生圆锥角膜的风险为正常人群的1.53倍，说明OSA为圆锥角膜发生的危险因素。考虑其可能的机制为：(1)OSA患者的基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)表达升高，可促进应激或损伤后细胞外基质成分的降解，引起角膜变薄和扩张的发生和发展[35-36]；(2)OSA可发生间歇性缺氧再充氧，导致活性氧的产生，从而造成角膜组织氧化损伤[37]，同时缺氧会导致MMP表达增加，进一步引起角膜扩张[38-39]；(3)OSA与圆锥角膜均受结缔组织遗传相关基因的影响，可部分解释其并存的患病率[40]。

本研究仍存在一定的不足：(1)因亚洲人群的流行病学调查原始文献不足，未进行发病率的合并分析；(2)因圆锥角膜病因复杂，多因素混淆，难以分析每个因素与其他因素的交互作用。需要在今后进行多中心、前瞻性的队列研究，以检验这2种情况之间的常见因果关系。

综上所述，本研究充分探讨了圆锥角膜发生的危险因素，结果显示家族史、揉眼、变态反应、OSA、唐氏综合征为圆锥角膜发生的危险因素，糖尿病为其保护因素。通过分析这些危险因素有助于临床医生进一步认识圆锥角膜的发生和发展，预防及治疗疾病。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

作者贡献声明伍先慧：直接参与研究设计、实施研究、采集及分析数据，统计分析及撰写文章初稿，对文章的知识性内容做批评性审阅及修改；李立：直接参与研究设计、分析数据、指导文章撰写及对文章的知识性内容作批评性审阅；胡鹏程：分析数据、统计分析、部分文章撰写以及对文章的知识性内容作批评性审阅；李彦青：解释数据及部分文章撰写