非酒精性脂肪性肝病的病理改变与血清铁蛋白和血清铁含量变化关系的meta分析

曹宇萌,张海燕,刘立新

(山西医科大学 a.基础医学院病理学与病理生理学教研室;b.肝病与器官移植研究所;c.第一临床医学院,山西 太原 030001)

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是世界上最常见的慢性肝病。目前NAFLD全球患病率为25.24%[1]。NAFLD包括单纯性脂肪肝(NAFL)和非酒精性脂肪性肝炎(NASH), 随着疾病进展可出现不同程度的纤维化,最后发展为肝硬化和肝癌。另外,NAFLD还会伴发一系列肝外疾病,如2型糖尿病、慢性肾病、心血管疾病、甲状腺功能低下、多囊卵巢综合征、阻塞性睡眠呼吸暂停等,还可以增加结直肠腺癌等肝外癌症的发病风险,严重影响人类的生命健康[2]。因此早期明确NAFLD的诊断,并进行干预治疗,对NAFLD患者有重要意义。

目前,临床上主要以肝活检作为诊断NASH的可靠工具,但是由于其有创、严重并发症多、采样误差、成本较高等因素,应用中存在较大的局限性。因此,迫切需要开发和验证简单、可重复、无创的检测方法,有助于NAFLD的诊断和NAFLD的预后[3]。

血清铁和血清铁蛋白是人体贮存铁的主要形式[4]。当血清铁含量病理性过高时,造成氧化应激和脂质过氧化增加,导致肝功能障碍。血清铁蛋白是一种在急性期表达的蛋白质,在炎症刺激、氧化应激和肝脏坏死的情况下其水平会升高[5]。有研究发现血清铁蛋白和血清铁与NAFLD之间密切相关[4]。然而,一些研究表明血清铁与NAFLD患者的严重程度无关[6]。这些联系仍然存在争议。因此本研究通过meta分析,系统评价NAFLD的存在及病理改变与血清铁蛋白和血清铁含量变化的关系,为临床应用提供依据。

1 资料与方法

1.1检索策略 系统检索了PubMed、中国知网、维普、万方、Cochrane 图书馆等数据库。文献检索时间截止至2021年12月公开发表的中英文文献。中文检索词:非酒精性脂肪性肝病、铁蛋白、铁;英文检索词:Non alcoholic Fatty Liver Disease、Ferritin、Iron。

1.4统计学方法 采用Stata 12.0统计学软件进行meta分析。根据CochranQ检验和I2值判定纳入文献是否存在异质性,当P≤0.05或I2≥50%表示各研究间有异质性,采用随机效应模型进行分析,否则采用固定效应模型分析。异质性来源由亚组分析解释,或者通过敏感性分析剔除具有明显临床异质性的文献,并采用固定效应模型进行mete分析。连续性变量用标准均数差(SMD),95%CI表示效应量。区间估计和假设检验的结果在森林图中列出,P<0.05为差异有统计学意义。敏感性分析通过改变效应模型进行。发表偏倚采用Egger法进行分析。

2 结 果

2.1纳入文献基本特征 通过数据库检索出文献612篇,阅读标题及摘要后筛选出182篇,去重之后筛选出122篇,阅读全文排除不符合纳入标准的90篇文献,最终纳入32篇文献。纳入的文献中有4篇队列研究、5篇横断面研究、23篇病例对照研究。英文文献15篇,中文文献17篇。文献筛选图见图1。纳入文献基本信息及质量评价见表1～4。

表1 纳入文献基本信息Tab. 1 Basic information of the enrolled literatures

表2 队列研究的质量评价表(分)Tab. 2 Quality evaluation table for cohort studies

表3 病例对照研究的质量评价表(分)Tab. 3 Quality evaluation table for case-control studies

表4 横断面研究质量评价表Tab. 4 Quality evaluation table for cross-sectional studies

图1 文献筛选流程图Fig. 1 Flow-chart of literature screening

2.2Meta分析结果

2.2.1NAFLD组与对照组中血清铁蛋白含量的比较 共18篇研究[2, 4, 7-14, 20-22, 26-28, 31, 35]比较了两组之间血清铁蛋白的含量,各研究结果之间存在很大异质性(P=0.000,I2=97.8%)。为排除研究间异质性对研究结果的影响,根据SMD和SMD的标准误构建了漏斗图,按照漏斗图虚线内外进行亚组分析。①漏斗图内:共11项研究[2, 4, 8-9, 11, 13, 21-22, 26-28],各研究间无异质性(P=0.07,I2=41.9%),结果表明与对照组相比NAFLD组的血清铁蛋白含量较高(SMD=1.97,95%CI:1.90～2.45,P=0.000)。②漏斗图外:共7项研究[7, 10, 12, 14, 20, 31, 35],各研究间异质性较大(P=0.000,I2=99.2%),结果表明与对照组相比NAFLD组的血清铁蛋白含量较高(SMD=0.93,95%CI:0.85～1.01,P=0.000)。亚组分析结果与合并结果一致。采用Egger法对漏斗图内的研究进行发表偏倚分析, 结果P=0.167(P>0.05), 表明无发表偏倚风险。见图2～4。

图2 NAFLD组与对照组中血清铁蛋白的漏斗图Fig. 2 Funnel plot of serum ferritin in NAFLD group versus control group

图3 NAFLD组与对照组中的血清铁蛋白比较的森林图Fig. 3 Forest plot of serum ferritin in NAFLD group versus control group

图4 NAFLD组与对照组中血清铁蛋白相关研究的egger图(P=0.167)Fig. 4 Related Egger plot serum ferritin in NAFLD group versus control group (P=0.167)

2.2.2NASH组与NAFL组中血清铁蛋白含量的比较 共13篇[3, 15-19, 23-25, 29-30, 32, 34]研究比较了两组之间血清铁蛋白的含量,各研究结果之间存在很大异质性(P=0.000,I2=96.2%)。为排除研究间异质性对研究结果的影响,根据SMD和SMD的标准误构建了漏斗图,按照漏斗图虚线内外进行亚组分析。①漏斗图内:共6项研究[3, 16, 23-25, 30],各研究间无异质性(P=0.214,I2=29.5%),结果表明与NAFL组相比NASH组的血清铁蛋白含量较高(SMD=0.59,95%CI:0.41～0.78,P=0.000)。②漏斗图外:共7项研究[15, 17-19, 29, 32, 34],各研究间异质性较大(P=0.000,I2=98.1%),结果表明与NAFL组相比NASH组的血清铁蛋白含量较高(SMD=0.81,95%CI:0.59～1.04,P=0.000)。亚组分析结果与合并结果一致。采用Egger法对漏斗图内的研究进行发表偏倚分析, 结果P=0.499(P>0.05), 表明无发表偏倚风险。见图5～7。

图5 NASH组与NAFL组中血清铁蛋白的漏斗图Fig. 5 Funnel plot of serum ferritin in NASH groups versus SAF groups

图6 NASH组与NAFL组中的血清铁蛋白比较的森林图Fig. 6 Forest plot of serum ferritin in NASH groups versus SAF groups

图7 NASH组与NAFL组中血清铁蛋白相关研究的egger图(P=0.499)Fig. 7 Related Egger plot of serum ferritin in NASH group versus SAF group (P=0.499)

2.2.3NAFLD组与对照组中血清铁含量的比较 共5篇研究[2, 4, 9, 31, 35]比较了两组血清铁含量,各研究间存在异质性(P=0.051,I2=57.6%),故对其完善敏感性分析,排除Zelber-Sagi等[31]文献后各研究间具有同质性(P=0.395,I2=0.0%)。结果显示与对照组相比NAFLD组的血清铁含量较高(SMD=0.57,95%CI:0.37～0.76,P=0.000)。采用Egger法对漏斗图内的研究进行发表偏倚分析, 结果P=0.059(P>0.05), 表明无发表偏倚风险。见图8～9。

图8 NAFLD组与对照组中的血清铁比较的森林图Fig. 8 Forest plot of serum iron in NAFLD group versus control group

图9 NAFLD组与对照组中血清铁相关研究的egger图(P=0.059)Fig. 9 Related Egger plot of serum iron in the NAFLD group versus control group (P=0.059)

2.2.4NASH组与NAFL组中血清铁含量的比较 共7篇研究[16-18, 30, 32-34]比较了二者之间的血清铁含量。各研究结果之间没有异质性(P=0.251,I2=23.4%),采用固定效应模型进行统计分析,结果显示NASH组与NAFL组的血清铁含量差别无统计学意义 (SMD=0.14,95%CI:0.00～0.29,P=0.057)。按照地区进一步亚组分析,①亚洲组:共3项研究[16-17, 30],各研究间存在异质性(P=0.054,I2=65.7%),结果表明NASH组与NAFL组中血清铁含量差别无统计学意义(SMD=0.15,95%CI:-0.17～0.47,P=0.355)。②欧美组:共4项研究[18, 32-34],各研究间不存在异质性(P=0.573,I2=0.0%),结果表明NASH组与NAFL组中血清铁含量差别无统计学意义(SMD=0.14,95%CI:-0.02～0.30,P=0.096)。按照研究类型进一步亚组分析,①病例对照研究组:共4项研究[16-17, 30, 34],各研究间存在异质性(P=0.094,I2=53.0%),结果表明NASH组与NAFL组中血清铁铁含量差别无统计学意义(SMD=0.08,95%CI:-0.18～0.33,P=0.551)。②横断面研究组:共2项研究[32-33],各研究间不存在异质性(P=0.826,I2=0.0%),结果表明与NAFL组相比,NASH组的血清铁含量较高(SMD=0.22,95%CI:0.02～0.42,P=0.031),与Goh等[33]结果一致。采用Egger法进行发表偏倚分析, 结果P=0.695(P>0.05), 表明无发表偏倚风险。见图10～13。

图10 NASH组与NAFL组中的血清铁比较的森林图Fig. 10 Forest plot of serum iron in NASH group versus SAFgroup

图11 NASH组与NAFL组中亚组的血清铁比较的森林图Fig. 11 Forest plot of serum iron in NASH subgroup versus SAF subgroup

图12 NASH组与NAFL组中的血清铁比较的森林图Fig. 12 Forest plot of serum iron in NASH group versus SAF group

图13 NASH组与NAFL组中血清铁相关研究的egger图(P=0.695)Fig. 13 Related Egger plot of serum iron in the NASH group versus the SAF group (P=0.695)

3 讨 论

NAFLD在我国经济发达地区的发病率越来越高。据统计,10%～20%的NAFLD患者发展为NASH,而NASH在10年内肝硬化发生率高达25%[1],因此了解NAFLD患者相关血清学指标变化,早期预测及识别疾病进展极为重要。本研究运用meta分析评估血清铁蛋白和血清铁含量变化与NAFLD患者病理改变的关系。

本研究结果显示:(1)NAFLD患者血清铁蛋白和血清铁含量明显高于对照组。提示血清铁蛋白和血清铁与NAFLD密切相关,这与张闻平等[4]的研究结果一致。(2)NASH患者血清铁蛋白和血清铁蛋白含量明显高于NAFL患者。提示血清铁蛋白在一定程度上反映NAFLD患者的肝损伤严重程度,这与Parikh等[17]的研究结果一致。但血清铁在两者之间差异无统计学意义。亚组分析表明,病例对照研究组中NASH患者与NAFL患者血清铁含量差别无统计学意义,而横断面研究组中NASH组的血清铁含量与NAFL组相比较高。其原因可能是涉及此部分的研究和样本量较少,当研究规模更大时,结果可能更趋于稳定。并且纳入的原始数据显示NASH患者血清铁含量高于NAFL患者。以上结果提示,血清铁蛋白和血清铁含量变化与NAFLD存在及其病理改变具有相关性。其中的具体机制可能是目前NASH的发病机制中已经提出的“双重打击”学说。其中,第一次打击为肝脏脂质沉积和胰岛素抵抗,第二次“打击”可能是其他因素导致的肝脏炎症和氧化应激升高,最终导致组织损伤、脂肪性肝炎和纤维化。有研究表明,铁沉积催化活性氧的产生被认为是第二次打击[36]。铁是人体最重要的微量元素之一,几乎存在于所有组织中,肝脏又是铁的主要储存器官,体内25%～30%的总铁储存在肝脏中的铁蛋白中,因此肝脏也是铁超载损害的主要靶器官。而血清铁和血清铁蛋白是人体贮存铁的主要形式,反映体内铁的储存情况。血清铁在体内具有高度动态性和极高的氧化还原活动的倾向[37]。过量的血清铁储存在肝细胞中,在细胞中可启动和催化Fenton型Haber—weiss反应,产生氧自由基,引发脂质过氧化、氧化应激和炎症反应,进一步损伤肝细胞,从而刺激肝细胞胶原合成,使NAFLD加重。同时大量的炎症刺激和氧化应激使血清铁蛋白含量升高,从而增加了NAFLD发生风险。NAFLD中肝细胞发生三酰甘油堆积,脂肪变性、气球样变导致细胞受损, 使肝细胞内贮存铁释放,引起血清铁、铁蛋白浓度升高,导致恶性循环[4]。George等[38]研究表明,肝铁浓度与NASH患者的纤维化增加有关。Bugianesi等[39]发现血清铁蛋白浓度是严重组织学损伤的标志物。Kowdley等[40]证明,血清铁蛋白浓度大于正常上限的1.5倍与晚期纤维化和NAFLD活性评分增加独立相关。Sumida等[3]已经证明了将血清铁蛋白纳入临床评分系统以预测日本NAFLD患者脂肪性肝炎的实用性。还有研究证明[41],血清铁蛋白浓度是脂肪变性的强预测因子,还有研究证明,血清铁蛋白浓度是脂肪变性的强预测因子,表明血清铁蛋白浓度的升高早于脂肪变性的发展,并且在NAFLD疾病早期和发病机制中起重要作用。在NAFLD患者中,静脉放血治疗后,肝功能和胰岛素抵抗明显改善[42-43]。

本研究的异质性可能是因为纳入的研究包括了回顾性队列研究、横断面研究和病例对照研究,各项研究质量具有差异。对各项研究进行统计学分析,由于异质性较大,首先采用随机效应模型进行数据分析,然后对纳入的研究进行敏感性分析,按漏斗图内外进行亚组分析或剔除了其中异质性较大的研究后采用固定效应模型进行分析,最后得出结论。

本研究结果表明,NAFLD患者体内血清铁蛋白和血清铁含量出现明显升高,且随着病理改变越严重,血清铁蛋白和血清铁含量越高。因此,血清铁蛋白和血清铁在NAFLD进展中的因果作用及NAFLD的发病机制值得进一步研究及临床验证。在进行健康体检时,可将血清铁蛋白和血清铁作为常规检查项目, 以便及早发现NAFLD,对于血清铁蛋白升高的脂肪肝患者,即使肝功能正常,也应及时给予治疗,以防止肝功能损害,减少肝硬化甚至肝癌的发生。

本项荟萃分析工作仍存在一些缺陷。(1)虽然肝脏活检仍是确定NAFL和NASH的金标准,但我们的一些原始研究在 NAFLD 的诊断过程中使用的是影像学方法和预测模型的方法,对肝脏轻度脂肪变性的检测敏感度较低。(2)纳入的原始研究中,部分原始研究没有匹配潜在的混杂因素,如体重指数、吸烟史等。(3)没有单独评估纤维化阶段或脂肪变性、炎症、气球样变情况下的血清铁蛋白和血清铁含量变化。