维生素D受体基因多态性与骨关节炎关系的Meta分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2833

中国组织工程研究 ›› 2020, Vol. 24 ›› Issue (33): 5405-5412.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2833

• 骨与关节循证医学 evidence-based medicine of the bone and joint • 上一篇

维生素D受体基因多态性与骨关节炎关系的Meta分析

冯程钦1，曾平2，罗钧1，刘金富1，黄佳兴1

1广西中医药大学研究生学院，广西壮族自治区南宁市 530299；2广西中医药大学第一附属医院骨二科，广西壮族自治区南宁市 530023

收稿日期:2019-11-20 修回日期:2019-11-29 接受日期:2020-01-17 出版日期:2020-11-28 发布日期:2020-10-15
通讯作者: 曾平，博士后，主任医师，博士生导师，广西中医药大学第一附属医院骨二科，广西壮族自治区南宁市 530023
作者简介:冯程钦，男，1993年生，广西壮族自治区桂平市人，汉族，广西中医药大学在读硕士，医师，主要从事四肢骨病与创伤的防治研究。
基金资助:
国家中医药行业科研专项项目(201507001)；国家中医药管理局科技项目(GZMZ1206)

Associations between vitamin D receptor gene polymorphisms and osteoarthritis: a meta-analysis

Feng Chengqin1, Zeng Ping2, Luo Jun1, Liu Jinfu1, Huang Jiaxing1

¹Graduate School of Guangxi University of Chinese Medicine, Nanning 530299, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China; ²Second Department of Orthopedics, First Affiliated Hospital of Guangxi University of Chinese Medicine, Nanning 530023, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China

Received:2019-11-20 Revised:2019-11-29 Accepted:2020-01-17 Online:2020-11-28 Published:2020-10-15
Contact: Zeng Ping, MD, Chief physician, Doctoral supervisor, Second Department of Orthopedics, First Affiliated Hospital of Guangxi University of Chinese Medicine, Nanning 530023, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China
About author:Feng Chengqin, Master candidate, Physician, Graduate School of Guangxi University of Chinese Medicine, Nanning 530299, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China
Supported by:
the National Scientific Research Project of Traditional Chinese Medicine Industry, No. 201507001; the Science and Technology Project of National Administration of Traditional Chinese Medicine, No. GZMZ1206

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

维生素D受体：为亲核蛋白，是类固醇激素受体亚家族成员，通过与维生素D代谢产物1，25(OH)₂D₃激素信号分子相结合形成激素-受体复合物，特异性结合 DNA 靶基因的启动子区域，进而调控靶基因的转录蛋白合成来发挥生物功能。

背景：维生素D受体与骨关节炎存在密切联系，而维生素D受体基因多态性被认为能够调控维生素D受体，进而影响骨关节炎的发生，但现有的研究仍存在争议。

目的：确认维生素D受体基因多态性与骨关节炎的关系。

方法：系统检索PubMed、Web of Science、EMbase、Cochrane Library、中国生物医学文献数据库、中国学术期刊全文数据库、万方、维普等数据库，检索时限均为建库截至2019年10月，检索所有提供了骨关节炎患者和非骨关节炎患者维生素D受体基因(ApaI、BsmI、TaqI和FokI)多态性数据的病例对照研究，采用Stata 14.0统计软件进行分析。

结果与结论：①总共纳入21篇相关研究，共7 109例患者，其中包括骨关节炎患者3 123例，非骨关节炎患者4 006例；②Meta分析显示，欧洲人维生素D受体BsmI多态性与骨关节炎之间存在相关性[(BB vs. bb：OR=1.677，95% CI(1.051，2.676)，P=0.030；BB vs. Bb+bb：OR=1.780，95%CI(1.175，2.697)，P=0.007]，但只有3篇研究；亚洲人维生素D受体FokI多态性与骨关节炎之间存在相关性[(FF vs. Ff+ff：OR=0.609，95%CI(0.410，0.907)，P=0.015]，只有3篇研究；维生素D受体TaqI和ApaI多态性与骨关节炎无显著相关性，在排除异质性后结果也无明显相关性；③结果表明，维生素D受体ApaI、BsmI、TaqI和FokI多态性可能与骨关节炎无明显相关性。

ORCID: 0000-0002-5261-0244(冯程钦)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 骨关节炎, OA, 维生素D受体, 维生素D受体基因多态性, 基因多态性, Meta分析, 循证医学

Abstract:

BACKGROUND: There is a close relationship between vitamin D receptor and osteoarthritis, and vitamin D

receptor gene polymorphism is considered to be able to regulate vitamin D receptor, thus affecting the occurrence of osteoarthritis. However, the existing research is still controversial.

OBJECTIVE: To identify the association between vitamin D receptor gene polymorphism and osteoarthritis.

METHODS: A systematic search was conducted on PubMed, Web of Science, EMbase, Cochrane Library, CBM, CNKI, Wanfang and VIP for studies published from inception to October 2019. All studies that provided vitamin D receptor (ApaI, BsmI, TaqI, and FokI) polymorphism data were retrieved. All statistical analyses were processed using Stata 14.0.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) Twenty-one articles involving 7 109 patients were enrolled, including 3 123 patients with osteoarthritis and 4 006 controls (non-osteoarthritis). (2) Meta-analysis results showed that there were associations between vitamin D receptor BsmI polymorphisms and osteoarthritis in the Europe population [(BB vs. bb: OR=1.677, 95% CI(1.051, 2.676), P=0.030; BB vs. Bb+bb: OR=1.780, 95%CI(1.175, 2.697), P=0.007], but there were only three studies. There were associations between vitamin D receptor FokI polymorphism and osteoarthritis in the Asian population [(FF vs. Ff+ff: OR=0.609, 95%CI(0.410, 0.907), P=0.015]. There were only three studies. There was no significant association between vitamin D receptor (TaqI and ApaI) polymorphism and osteoarthritis and no significant correlation between the results after exclusion of heterogeneity. (3) The meta-analysis results suggested that vitamin D receptor (ApaI, BsmI,TaqI and FokI) gene polymorphism might not be significantly correlated with osteoarthritis.

Key words: osteoarthritis, OA, vitamin D receptor, vitamin D receptor gene polymorphism, gene polymorphism, meta-analysis, evidence-based medicine

中图分类号:

冯程钦, 曾平, 罗钧, 刘金富, 黄佳兴. 维生素D受体基因多态性与骨关节炎关系的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2020, 24(33): 5405-5412.

Feng Chengqin, Zeng Ping, Luo Jun, Liu Jinfu, Huang Jiaxing. Associations between vitamin D receptor gene polymorphisms and osteoarthritis: a meta-analysis[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2020, 24(33): 5405-5412.

图/表（结果） 5

2.1 文献检索结果按检索策略检索数据库，通过阅读题目和摘要初步筛选可能符合的文献，在Web of Science数据库检索到19篇，PubMed数据库检索到22篇，Cochrane Library检索到5篇，EMbase检索到18篇，CNKI检索到1篇，中国生物医学文献数据库检索到1篇，通过Endnote软件去除重复文献38篇，阅读全文后剔除7篇诊断标准不符合纳入标准的文献，最后21篇文献符合Meta分析^{[12-13，15-33]}，包括20篇英文文献和1篇中文文献。流程图详见图1。21篇文献中共7 109例患者，其中包括病例组3 123例骨关节炎患者、对照组非骨关节炎患者4 006例。

在纳入的研究中，8篇文献对病例组1 211例和对照组 2 061例进行了ApaI多态性与骨关节炎的相关性研究，5篇文献对病例组896例和对照组789例进行了BsmI多态性与骨关节炎的相关性研究，6篇文献对病例组767例和对照组1 432例进行了FokI多态性与骨关节炎相关性研究，16篇文献对病例组2 506例和对照组2 749例进行了TaqI多态性与骨关节炎相关性研究。HUANG等^[13]的研究结果虽然提供了手部、髋部和膝关节骨关节炎3组比较的数据，但多部位骨关节炎患者纳入了不止一组比较。在对照组中也有类似的情况，其中一些被包括在多次比较中，所以为了避免重复，病例组只纳入膝关节组，对照组为无骨关节炎组。各纳入研究的基本资料见表1。所有纳入的研究都是高质量的，NOS评分为≥6分，见图2。

2.2.1 异质性和发表偏倚研究对所有基因型行异质性分析，分析结果发现维生素D受体基因[ApaI(A vs. a、AA vs. aa、AA+Aa vs. aa)、FokI(FF vs. Ff+ff)、TaqI、BsmI]多态性的研究均存在明显异质性，采用随机效应模型进行数据计算。同时行敏感性分析，敏感性分析是通过每次忽略一项研究来观察每个研究对总体结果的影响，并验证汇集结果的稳定性，详见表2。

结果显示当忽略MUKHTAR等^[12]的研究结果时，I²值由>50%变为<50%，所以异质性的来源是MUKHTAR等^[12]的研究。维生素D受体FokI(FF vs Ff+ff)的研究行敏感性分析未找出明显异质性来源。通过仔细阅读MUKHTAR等^[12]的研究，发现病例组及对照组的纳入符合纳入标准，维生素D受体基因也是通过PCR技术测定，实验方法未发现明显异常，基因型数据分布符合哈代温伯格平衡定律。但此次研究是唯一一篇对巴基斯坦人的研究，文章中也提到在巴基斯坦，70%的婚姻是近亲结婚，这是遗传疾病遗传给下一代的主要原因，所以这可能是异质性存在的来源。发表偏倚检测对所有基因型进行Egger’s检验和Begg’s检验，未发现明显的发表偏倚，说明结果稳定性较高，各基因型多态性纳入研究的发表偏倚检测的P 值详见表3。

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引言

骨关节炎是一种随年龄增长而发生率逐渐增高的慢性进行性关节疾病，可发生于全身任何关节，以关节软骨的破损、软骨下硬化、骨赘形成为特征^[1]。研究表明，全球膝关节骨关节炎的患病率为3.8%，髋关节骨关节炎的患病率为0.85%^[2]。鉴于全球人口老龄化越来越严重，骨关节炎的患病率预计在未来将持续上升，但目前对于骨关节炎的病因仍不明确。大量的研究认为骨关节炎是一种多因素疾病，如遗传和环境因素(年龄、性别、肥胖、体育活动、重大创伤、职业等)与其发展密切相关^[3-4]。近年来也有大量的研究者试图从基因层次探索骨关节炎的病因，目前已发现多种可能与骨关节炎相关的基因，包括维生素D受体、基质金属蛋白酶、环氧化酶2、雌激素受体、白细胞介素等^[5-6]，其中，维生素D受体基因是在软骨和骨病研究中被研究最多的基因之一。COLOMBINI等^[7]认为维生素D受体基因与维生素D系统存在密切联系。研究表明维生素D可以增加骨量或防止骨质流失，预防骨质的发生^[8]。因此，2011年医学研究所(IOM)推荐老年人摄入足够的维生素D来预防骨质疏松和骨折^[9]。有研究发现维生素D在钙稳态中起着关键作用，其通过与维生素D受体结合来进行矿物质代谢的，通过刺激破骨细胞和成纤维细胞来调节骨转换，刺激骨的再吸收和形成^[10]。

维生素D受体是类固醇激素受体亚家族成员，其编码基因位于染色体12q12-q14上，全长约73 kb，由11个外显子和11个内含子组成，该基因包含多个多聚体，其中4个常被研究用来确定和骨关节炎关联的维生素D受体基因多态性分别对应于限制性内切酶ApaI(rs7975232)、BsmI(rs1544410)、TaqI(rs731236)和FokI(rs10735810)的酶切位点^[11]。但是目前对于维生素D受体基因多态性与骨关节炎的关系仍存在很大的争议。一项针对巴基斯坦人的研究认为维生素D受体基因多态性与膝关节炎的发生存在密切联系，等位基因的差异与骨关节炎的发生呈正相关，维生素D受体基因(ApaI、BsmI、TaqI和FokI)的显性纯合子比杂合子和隐形纯合子的发病率高^[12]。也有不少研究认为维生素D受体基因多态性与骨关节炎的发生没有联系。一项针对日本人的多关节研究认为维生素D受体基因多态性与全身多关节骨关节炎无显著联系^[13]。所以此次Meta分析旨在荟萃最新研究来探索维生素D受体基因多态性与骨关节炎的关系。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

材料方法

1.1 文献检索策略系统检索Web of Science、PubMed、EMbase、Cochrane Library、中国学术期刊全文数据库(CNKI)、中国生物医学文献数据库(CBM)、维普、万方等电子数据库，检索维生素D受体基因多态性与骨关节炎的病例对照研究，截止日期2019年10月。采取主题词检索，中文检索词为“关节炎”“骨关节炎”“维生素D受体”“基因多态性”“多态性”；英文检索词为“osteoarthritis”“OA”“vitamin D”“vitamin D receptor”“VDR”“polymorphism”“gene polymorphism”。筛选所有获得的文献，同时检索相关文章的参考文献，使纳入文献更加准确全面。

英文数据库以PubMed为例：#1 Osteoarthritis[MeSH]；#2 Osteoarthritides OR Osteoarthrosis OR Osteoarthroses OR Arthrosis OR arthropathy OR arthritis OR arthrophlogosis OR OA；#3 vitamin D receptor[MeSH]；#4 (vitamin D) OR (VDR) OR (Vitamin D3 Receptor) OR (Cholecalciferol Receptors)；#5 polymorphism OR gene polymorphism OR Genetic Polymorphism；#6 (#1 OR #2) AND (#3 OR #4) AND #5。

中文数据库以CNKI为例：(‘骨关节炎’ OR‘关节炎’OR‘OA’)AND (‘维生素D受体’OR‘VDR’) AND (‘基因多态性’OR‘多态性’)。

1.2 纳入与排除标准

纳入标准：①研究对象确诊为骨关节炎；②研究维生素D受体基因多态性与骨关节炎的关系；③等位基因或基因型分布频率数据可用；④基因型分布符合哈代温伯格平衡定律(Hardy Weinberg Equilibrium，HWE)。

排除标准：①重复性研究、重复发表的文献；②综述文献、个案报道、会议摘要；③排除动物实验研究；④纽卡斯尔-渥太华量表(NOS)评分<6分^[14]。

1.3 文献筛选由2名研究人员独立地从所有符合条件的研究中提取了数据，交叉核对，如意见不一致则相互讨论或由第3研究者协助。收集的信息包括：作者、出版年份、研究所在地区、骨关节炎部位、诊断标准、基因分型方法、病例总数和对照组、维生素D受体基因型频率。

1.4 质量评价由2名研究人员独立对符合条件的研究采用纽卡斯尔-渥太华量表(NOS)进行评价，如意见不一致时相互讨论。纽卡斯尔-渥太华量表满分是9分，评分≥6则认为是高质量研究，适合进行Meta分析。

1.5 统计学分析所有统计分析均使用Stata 14.0软件进行分析，通过总结OR值及其95%CI评价维生素D受体paI、BsmI、FokI、TaqI多态性与骨关节炎的相关性，采用χ²检验来检测纳入研究的基因型频率是否与HWE一致，计算各位点等位基因及基因型的OR值及其95%CI。P < 0.05为差异有显著性意义。同时基于不同地区行亚组分析，以观察不同地区对结果的影响。采用Q检验判断各研究间是否存在统计学异质性，当研究间存在较大异质性(I² > 50%)时，采用随机效应模型进行数据计算，当I² < 50%时，采用固定效应模型。I² < 25%，表示异质性低，I²值在25%-75%之间，为中度异质性，I²> 75%，高异质性，如果发现显著的异质性，则行敏感性分析探索其可能的来源。发表偏倚检测采用Egger’s检验和Begg’s检验，P > 0.05认为无明显发表偏倚。

讨论

此次Meta分析旨在探讨维生素D受体ApaI (rs7975232)、BsmI(rs1544410)、FokI(rs10735810)和TaqI(rs731236)多态性与骨关节炎发病风险的关系。维生素D对骨关节炎的重要性已经被大量研究所证实，补充维生素D可以缓解关节炎的发生，减轻疼痛^[34]。MANOY等^[35]认为补充6个月的维生素D可减少骨关节炎患者的氧化蛋白损伤，减轻疼痛，改善生活质量，改善握力和体能。维生素D在体内的代谢产物为1，25(OH)₂D₃，而1，25(OH)₂D₃的多种生物作用是由细胞内的维生素D受体介导的^[36]。研究认为维生素D受体基因存在多种变异，其中大多数导致维生素D受体无法与1，25(OH)₂D₃结合进而发挥作用。维生素D受体基因TaqI多态性的TT基因型与Tt和tt基因型相比最大程度地增加了1，25(OH)₂D₃水平，能促进维生素D的吸收，从而促进骨生成^[37]。有研究表明维生素D受体不仅存在于成骨细胞中，也存在于破骨细胞中，维生素D受体对骨的合成和分解代谢起着双向调节作用，使得骨形成和骨吸收处于动态平衡状态^[38-39]。埃及的一项研究显示，骨质疏松症类风湿性关节炎患者的维生素D受体FokI多态性Ff基因型频率高于无骨质疏松症的类风湿性关节炎患者，Ff基因型可能是类风湿性关节炎患者骨质疏松发生的原因^[40]。一项荟萃分析结果显示，维生素D受体ApaI、FokI多态性与绝经后骨质疏松症易感性之间存在显著相关性^[41]。TETLOW等^[42]认为关节软骨中存在大量的维生素D受体，维生素D通过它来调节骨性关节炎的进展。也有研究认为维生素D受体BsmI多态性与老年男性肌肉力量相关，BB基因型患者膝关节伸肌力量高于Bb/bb基因型^[43]。

骨关节炎以关节软骨的破损、软骨下硬化、骨赘形成为特征^[1]，与关节周围骨密度、关节软骨、关节周围肌力等存在明显相关性。所以从维生素D受体基因多态性被识别和分析以来，大量的学者关注于维生素D受体与骨关节炎的联系，但研究结果也存在不少分歧。MURAKI等^[26]认为与FokI多态性的FF基因型相比，ff基因型与膝关节疼痛的患病率显著相关，而ApaI基因型与膝关节疼痛的相关性不显著。UITTERLINDEN等^[44]报道了维生素D受体基因多态性与膝关节骨关节炎患者骨赘相关，而与JSN无关。

SCIMECA等^[28]认为维生素D受体FokI与髋关节骨关节炎和骨质疏松症存在联系。MUKHTAR等^[12]也认为维生素D受体ApaI、BsmI、FokI和TaqI多态性与膝关节炎发病显著相关。JORDAN等^[21]通过评价腰椎骨赘和椎间盘间隙狭窄的程度来研究腰椎关节炎与维生素D受体基因BsmI的关系，认为维生素D受体BsmI(BB)基因型的受试者骨赘评分更高。此外，他们还发现出生体质量和维生素D受体基因之间存在显著的相互作用。而一项针对土耳其人的研究认为，维生素D受体基因(ApaI和TaqI)多态性与颞下颌关节炎无明显的相关性^[32]。这种不一致可能是由于地区、种族人群、性别、年龄等影响，也有可能是研究样本量小、混杂因素、临床异质性和多种病理机制所致。

所以在2014年有2篇关于维生素D受体基因多态性与骨关节炎关系的荟萃分析。LIU等^[45]的研究纳入8项研究，认为维生素D受体ApaI、BsmI和TaqI与骨关节炎无明显联系。ZHU等^[46]的研究对13项相关研究进行了分析，结果认为亚洲人群维生素D受体ApaI与骨关节炎易感性可能存在关联，BsmI、TaqI和FokI与骨关节炎无明显联系。近年来也有不少新的研究在探索两者的关系。

研究通过荟萃最新研究来探索维生素D受体基因多态性与骨关节炎的关系，共纳入21篇研究，8篇文献研究ApaI多态性与骨关节炎的相关性，5篇文献研究BsmI多态性与骨关节炎的相关性，6篇文献研究FokI多态性与骨关节炎的相关性，16篇文献研究TaqI多态性与骨关节炎的相关性。其中，7篇文献研究膝关节炎，4篇文献研究髋关节炎，6篇文献研究腰椎关节炎，1篇文献研究手关节炎，1篇文献研究颞下颌关节炎，2篇文献研究多关节炎与骨关节炎的关系。最后研究结果显示，欧洲人的维生素D受体 BsmI(BB vs. bb、BB vs. Bb+bb)与骨关节炎易感性的等位基因对比结果差异有显著性意义(P < 0.05)，但只有3篇研究；亚洲人的维生素D受体FokI(FF vs. Ff+ff)与骨关节炎易感性的等位基因对比结果差异有显著性意义(P=0.015)，也只有3篇研究。由于文献数量较少，而且维生素D受体 BsmI(B vs. b、BB+Bb vs. bb)和FokI(F vs. f、FF vs. ff、FF+Ff vs. ff)研究结果无统计学意义，所以结果可信度不高，不能证明维生素D受体BsmI和FokI与骨关节炎的发生有关联。维生素D受体TaqI和ApaI与骨关节炎总体及不同地区间无显著相关性，在排除异质性后结果也无明显相关性。

综上所述，维生素D受体ApaI、BsmI、TaqI和FokI可能不是骨关节炎的预测因子。虽然已经发表了不少有关维生素D受体基因多态性与骨关节炎的关联研究，但结果存在争议。地区、种群和纳入人群的年龄和性别差别也是影响结果的重要因素，由于纳入的文章数量较少，不能针对各种干扰因素进行分析，所以对于结果需要谨慎解释，未来还需要大样本、多中心的研究，进一步深入研究基因与基因、基因与环境的相互作用及其他混杂因素之间的关系。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

维生素D受体基因多态性与骨关节炎关系的Meta分析

Associations between vitamin D receptor gene polymorphisms and osteoarthritis: a meta-analysis

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