莫勝男, 戚小兵, 邵珊珊, 孫 昭, 宋然然△
1武漢大學(xué)人民醫(yī)院,武漢 430060
2廣東省珠海市婦幼保健院,珠海 519001
3華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院兒少衛(wèi)生與婦幼保健學(xué)系,武漢 430030
孤獨癥譜系障礙(autism spectrum disorder,ASD)是以社會交往障礙、語言發(fā)育障礙、興趣范圍狹窄、重復(fù)刻板行為為主要臨床表現(xiàn)的綜合征,是常見的兒童廣泛性發(fā)育障礙之一。它起病于嬰幼兒期,最新的一項系統(tǒng)評價顯示全球ASD 發(fā)病率的平均水平為6.2‰[1]。孤獨癥患兒的感知思維、言語、注意、智力等認(rèn)知功能都可能受到損害,并持續(xù)一生,給整個家庭和社會帶來沉重負(fù)擔(dān)[2]。
ASD 的病因和發(fā)生機制仍不十分清楚。大量研究顯示遺傳因素在ASD 的發(fā)病過程中發(fā)揮著重要的作用[3-5]。而在目前研究的數(shù)百種與ASD 相關(guān)的基因中,針對5-羥色胺轉(zhuǎn)運體基因(5-HTT,也稱SLC6A4)長度多態(tài)性(5-HTTLPR)的研究最多,其原因在于:①5-羥色胺參與調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育,與社交行為、攻擊行為及焦慮等情緒相關(guān)[6];②多項研究發(fā)現(xiàn)部分孤獨癥患兒全血中5-羥色胺濃度較高[7-9];③5-羥色胺重攝取抑制劑(對5-羥色胺轉(zhuǎn)運體有特異性的靶向作用)能夠改善孤獨癥患兒的行為障礙,如減少重復(fù)刻板的動作、減少攻擊性行為[10-11]。Cook等[12]在1997年首次報道了5-HTTLPR 的S等位基因與ASD 發(fā)病相關(guān),然而隨后的20 多項研究的結(jié)果并不一致。因此,本研究采用Meta分析的方法整合已發(fā)表的研究數(shù)據(jù),以期通過擴大樣本量對5-HTTLPR 與ASD 發(fā)病風(fēng)險之間關(guān)系進行更加穩(wěn)定和可靠的評價。
本研究首先在PubMed數(shù)據(jù)庫中,以“serotonin AND transporter AND autism”,“autistic disorder/genetics AND SLC6A4protein,human”,“autism AND SLC6A4”和“autism AND 5-HTTLPR”檢索式進行檢索;其次,在Embase及ISI Web of Science等英文數(shù)據(jù)庫中以檢索式“autism AND SLC6A4”和“autism AND 5-HTTLPR”再次進行檢索;最后,以“孤獨癥、SLC6A4、5-HTTLPR、多態(tài)性”為檢索詞檢索CNKI、維普、萬方等中文文獻庫。檢索時,無語種限制,并采用了參考文獻回溯法以求全面檢索截止于2012年10月公開發(fā)表的相關(guān)文獻。如果研究數(shù)據(jù)有重疊,本研究只納入最早或最完整的數(shù)據(jù);如果文獻中對孤獨癥的診斷同時采用了嚴(yán)格和寬泛的標(biāo)準(zhǔn),本研究僅摘錄基于嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)診斷所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
①研究對象為孤獨癥患者,且文中提供了詳細(xì)的診斷標(biāo)準(zhǔn);②研究為分析5-HTTLPR 與孤獨癥易感性關(guān)系的病例對照研究或家系研究,且家系研究采用傳遞/不平衡檢驗(transmission/disequilibrium test,TDT);③文獻中提供相關(guān)等位基因的頻數(shù)分布或有可以計算出相關(guān)頻數(shù)分布的信息。摘要、綜述、個案報道、動物研究的數(shù)據(jù)不納入本研究。
所有數(shù)據(jù)由2名作者分別獨立提取,以確保數(shù)據(jù)提取無誤。提取的信息包括:第一作者、發(fā)表年份、診斷標(biāo)準(zhǔn)、研究對象所屬的國家、研究設(shè)計類型、樣本量及等位基因頻數(shù)。
參照Kazeem 等[13]提供的方法合并TDT 和病例對照研究的數(shù)據(jù)。采用Cochran’s Q 檢驗對納入研究進行異質(zhì)性評價,若Q 統(tǒng)計量的Pheterogeneity<0.1則認(rèn)為各研究間存在異質(zhì)性,從而采用隨機效應(yīng)模型對數(shù)據(jù)進行合并,反之,采用固定效應(yīng)模型。分層分析依次以研究設(shè)計類型、樣本量大小和研究人群來源作為分層因素。采用漏斗圖和Egger’s回歸檢驗來識別發(fā)表偏倚,并通過敏感性分析評價Meta分析結(jié)果的穩(wěn)定性。以上所有統(tǒng)計分析均采用R 軟件的Catmap V 1.6 軟件包完成(http://www.r-project.org)。除 Q 檢驗的Pheterogeneity外,其余P 值的顯著性水平均為0.05。
根據(jù)上文所述的檢索方法和納入標(biāo)準(zhǔn),本次Meta分析初步納入英文文獻23 篇和中文文獻3篇。其中Coutinho等[14]2007 年發(fā)表的文章疑似與其在2004年發(fā)表的文章數(shù)據(jù)重合,因此未納入本研究。另外,Guhathakurta等[15]在2006 年發(fā)表的文章中,其病例對照研究和家系研究存在樣本重疊的情況,為與2008 年Huang等[16]發(fā)表的一篇Meta分析文章進行比較,本研究選取其家系研究的數(shù)據(jù)。因此,本次Meta分析最終納入22 篇英文文獻和3 篇中文文獻,其中包括家系研究19項,累積家庭1 788個;病例對照研究6項,累積病例510例,對照835 例。納入文獻的基本情況見表1。
異質(zhì)性檢驗顯示納入Meta分析的25 項研究之間存在異質(zhì)性(Pheterogeneity=0.000),因此采用隨機效應(yīng)模型合并數(shù)據(jù)。合并后OR 值為1.10(95%CI=0.95~1.26),顯示5-HTTLPR 與ASD 易感性之間不存在統(tǒng)計學(xué)關(guān)聯(lián)。圖1 為合并病例對照和TDT 研究的Meta分析森林圖。
表1 Meta分析中引用文獻的基本特征Table 1 Characteristics of studies included in the meta-analysis
圖1 合并病例對照研究和TDT 研究的Meta分析森林圖Fig.1 The forest plots of the combined result of case-control and TDT studies on the association between 5-HTTLPR and ASD
首先,按研究設(shè)計類型進行分層。分別對6項病例對照研究和19 項TDT 研究進行Meta分析,異質(zhì)性檢驗的Pheterogeneity分別為0.001和0.000,故均采用隨機效應(yīng)模型。病例對照研究的合并OR 值為1.19(95%CI=0.83~1.72),TDT 研究的合并OR 值為1.07(95%CI=0.92~1.25),表明無論是對病例對照研究還是對TDT 研究的Meta分析均顯示,5-HTTLPR與ASD 發(fā)病風(fēng)險無關(guān)。
其次,按樣本量大小進行分層。本次研究把家庭數(shù)大于150的TDT 研究和病例數(shù)大于150的病例對照研究歸為大樣本研究,小于等于150的歸為小樣本研究。異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示,大樣本研究之間不存在異質(zhì)性(Pheterogeneity=0.317),采用固定效應(yīng)模型合并數(shù)據(jù),合并OR 值為1.14(95%CI=0.98~1.34);而小樣本研究之間依然存在異質(zhì)性(Pheterogeneity=0.000),隨機效應(yīng)模型合并OR 值為1.09(95%CI=0.92~1.29),表明無論是對大樣本研究還是對小樣本研究的Meta分析均顯示,5-HTTLPR 與ASD 發(fā)病風(fēng)險無關(guān)。
最后,按研究人群來源進行分層分析。根據(jù)每個研究的研究對象所來自的地域不同,我們將納入的研究劃分為美洲人群、歐洲人群和亞洲人群3層。結(jié)果顯示,8項針對美洲人群研究的合并OR 值為1.25(95%CI=1.12~1.40,Pheterogeneity=0.154),顯示5-HTTLPR與ASD 發(fā)病風(fēng)險有關(guān),且等位基因S為危險型;9項針對歐洲人群的研究的合并OR 值為1.03(95%CI=0.84~1.28,Pheterogeneity=0.043),未發(fā)現(xiàn)5-HTTLPR 與ASD 發(fā)病風(fēng)險相關(guān);4 項針對亞洲人群的研究的合并OR 值為0.81(95%CI=0.66~0.99,Pheterogeneity=0.267),支持5-HTTLPR與ASD 發(fā)病風(fēng)險相關(guān),但等位基因L 為危險型。另外2項研究由于研究人群分別是非洲人群[17]和混合人群[18],所以未納入本次分層分析。分層分析結(jié)果見表2。
為考察各研究對于總體合并OR 值的影響,我們采用了文獻逐一剔除的敏感性分析方法。敏感性分析的結(jié)果顯示,剔除任何一項獨立研究之后本研究結(jié)果均未發(fā)生本質(zhì)變化,表明本次Meta分析的結(jié)果較為穩(wěn)定(表3)。
表2 分層分析Table 2 Stratified analysis
表3 敏感性分析Table 3 Sensitivity analysis
漏斗圖顯示(圖2),散點分布基本對稱,且Egger’s回歸檢驗表明本次Meta分析不存在明顯發(fā)表偏倚(P=0.366)。
圖2 合并病例對照研究和TDT 研究的Meta分析漏斗圖Fig.2 The funnel plots of the combined result of case-control and TDT studies on the association between 5-HTTLPR and ASD
本研究采用Meta分析的方法整合1 788個孤獨癥家系、510例病例和835例對照的研究數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn),5-HTTLPR與ASD 的發(fā)病風(fēng)險之間無顯著相關(guān)。敏感性分析顯示該結(jié)果具有較好的穩(wěn)定性,且經(jīng)漏斗圖和Egger’s回歸檢驗,本次Meta分析不存在明顯的發(fā)表偏倚。此外,由于TDT 研究可以有效避免在病例對照研究中由于人群分層問題而導(dǎo)致的虛假關(guān)聯(lián),因而將兩種設(shè)計類型的研究進行合并分析,無疑可以在較大程度上保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。
5-羥色胺轉(zhuǎn)運體基因(5-HTT)是位于17號染色體端粒區(qū)的長度為37.8kb的一段序列[19],該基因啟動子區(qū)域的一段22bp的可變數(shù)目串聯(lián)重復(fù)序列(variable number of tandem repeat,VNTR)的存在,使得它有2 個等位基因S(14 次重復(fù))和L(16次重復(fù))[20],表現(xiàn)為5-羥色胺轉(zhuǎn)運體長度多態(tài)性(5-HTTLPR)。5-羥色胺是中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的重要神經(jīng)遞質(zhì),多項研究發(fā)現(xiàn)在部分患者體內(nèi)存在5-羥色胺的高表達,且5-羥色胺轉(zhuǎn)運體抑制劑能有效改善孤獨癥患兒的重復(fù)刻板行為和攻擊行為?;谝陨显?,一直以來5-HTTLPR 作為影響ASD 風(fēng)險發(fā)病的重要多態(tài)位點之一而被廣泛研究。然而,有關(guān)5-HTTLPR與ASD 之間關(guān)系的多項研究結(jié)果并不一致。在Cook等[12]首次報道5-HTTLPR 的S等位基因會顯著增加ASD 發(fā)病風(fēng)險之后,有5項研究支持他的結(jié)論[17,21-24],但有2項研究的結(jié)論與之相反[25-26],認(rèn)為L 等位基因才是增加ASD 發(fā)病風(fēng)險 的 危 險 等 位 基 因,另 外 17 項 研究[15,17-18,21-24,27-41]并沒有發(fā)現(xiàn)5-HTTLPR 與ASD之間存在顯著關(guān)聯(lián)。為了明確二者之間的關(guān)系,本次Meta分析整合了這25個研究,其結(jié)果是尚無足夠的證據(jù)表明5-HTTLPR 與ASD 之間存在顯著關(guān)聯(lián)。
為了探索異質(zhì)性的來源,我們進行了分層分析。以研究設(shè)計類型作為分層因素進行分析后,各層異質(zhì)性并未消失,顯示該因素不是異質(zhì)性的來源。然而,以樣本量大小和研究人群來源作為分層因素進行分析后,在大樣本、美洲人群及亞洲人群的各研究間并未發(fā)現(xiàn)顯著異質(zhì)性,提示這兩個因素可以解釋部分異質(zhì)性。值得關(guān)注的是,5-HTTLPR 與ASD之間的關(guān)系在不同地域人群中存在較大差異,體現(xiàn)為:在美洲人群中,S等位基因與ASD 發(fā)病風(fēng)險的增加顯著相關(guān);在亞洲人群中,L 等位基因與ASD發(fā)病風(fēng)險的增加顯著相關(guān);而在歐洲人群中,未發(fā)現(xiàn)兩者之間的關(guān)聯(lián)。這一現(xiàn)象可能是由于不同人群中5-HTT 的突變率不同所致。然而,由于納入本次Meta分析的大部分研究僅提供了研究人群選取的地域信息,缺乏相關(guān)的人種信息,因而在本研究中只能以研究人群來源地域作為分層因素,從而可能存在同一地域種族混雜的情況,在一定程度上影響了結(jié)果的解釋。
綜上所述,本研究尚未發(fā)現(xiàn)5-HTTLPR 與ASD 發(fā)病風(fēng)險之間存在明顯關(guān)聯(lián)。然而,基于ASD是一種由環(huán)境因素和遺傳因素共同作用而導(dǎo)致的復(fù)雜性疾病,本研究只考慮了遺傳因素對ASD 的影響,且只提取了5-HTT 基因上一個位點的多態(tài)性信息,從而限制了基因-基因,基因-環(huán)境交互作用的探討,具有一定局限性。此外,5-HTTLPR 與ASD發(fā)病風(fēng)險之間的關(guān)系在不同地域人群中可能存在較大差異,今后仍需進一步探討。
[1] Elsabbagh M,Divan G,Koh Y J,et al.Global prevalence of autism and other pervasive developmental disorders[J].Autism Res,2012,5(3):160-179.
[2] 王佳,于聰,孫彩虹,等.孤獨癥患兒236名家庭疾病負(fù)擔(dān)狀況調(diào)查[J].中國學(xué)校衛(wèi)生,2010,31(2):138-140.
[3] Freitag C M.The genetics of autistic disorders and its clinical relevance:a review of the literature[J].Mol Psychiatry,2006,12(1):2-22.
[4] Bailey A,Le Couteur A,Gottesman I,et al.Autism as a strongly genetic disorder:evidence from a British twin study[J].Psychol Med,1995,25(1):63-77.
[5] Muhle R,Trentacoste S V,Rapin I.The genetics of autism[J].Pediatrics,2004,113(5):e472-e486.
[6] Murphy D L,Lerner A,Rudnick G,et al.Serotonin transporter:gene,genetic disorders,and pharmacogenetics[J].Mol Interv,2004,4(2):109-123.
[7] Abramson R K,Wright H H,Carpenter R,et al.Elevated blood serotonin in autistic probands and their first-degree relatives[J].J Autism Dev Disord,1989,19(3):397-407.
[8] Piven J,Tsai G,Nehme E,et al.Platelet serotonin,apossible marker for familial autism[J].J Autism Dev Disord,1991,21(1):51-59.
[9] Anderson G M,F(xiàn)reedman D X,Cohen D J,et al.Whole blood serotonin in autistic and normal subjects[J].J Child Psychol Psyc,1987,28(6):885-900.
[10] McDougle C J,Naylor S T,Cohen D J,et al.A double-blind,placebo-controlled study of fluvoxamine in adults with autistic disorder[J].Arch Gen Psychiat,1996,53(11):1001-1008.
[11] Hollander E,Phillips A T,Yeh C C.Targeted treatments for symptom domains in child and adolescent autism[J].Lancet,2003,362(9385):732-734.
[12] Cook E,Courchesne R,Lord C,et al.Evidence of linkage between the serotonin transporter and autistic disorder[J].Mol Psychiatry,1997,2(3):247-250.
[13] Kazeem G,F(xiàn)arrall M.Integrating case-control and TDT Studies[J].Ann Hum Genet,2005,69(3):329-335.
[14] Coutinho A M,Sousa I,Martins M,et al.Evidence for epistasis between SLC6A4and ITGB3in autism etiology and in the determination of platelet serotonin levels[J].Hum Genet,2007,121(2):243-256.
[15] Guhathakurta S,Ghosh S,Sinha S,et al.Serotonin transporter promoter variants:Analysis in Indian autistic and control population[J].Brain Res,2006,1092(1):28-35.
[16] Huang C H,Santangelo S L.Autism and serotonin transporter gene polymorphisms:A systematic review and meta-analysis[J].Am J Med Genet B,2008,147B(6):903-913.
[17] Arieff Z,Kaur M,Gameeldien H,et al.5-HTTLPR polymorphism:analysis in South African autistic individuals[J].Hum Biol,2010,82(3):291-300.
[18] Zhong N,Ye L,Ju W,et al.5-HTTLPR variants not associated with autistic spectrum disorders[J].Neurogenetics,1999,2(2):129-131.
[19] Ramamoorthy S,Bauman A L,Moore K R,et al.Antidepressant-and cocaine-sensitive human serotonin transporter:molecular cloning,expression,and chromosomal localization[J].Proc Natl Acad Sci USA,1993,90(6):2542-2546.
[20] Heils A,Teufel A,Petri S,et al.Allelic variation of human serotonin transporter gene expression[J].J Neurochem,2002,66(6):2621-2624.
[21] Conroy J,Meally E,Kearney G,et al.Serotonin transporter gene and autism:a haplotype analysis in an Irish autistic population[J].Mol Psychiatry,2004,9(6):587-593.
[22] McCauley J,Olson L,Dowd M,et al.Linkage and association analysis at the serotonin transporter(SLC6A4)locus in a rigid-compulsive subset of autism[J].Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet,2003,127(1):104-112.
[23] Devlin B,Cook E,Coon H,et al.Autism and the serotonin transporter:the long and short of it[J].Mol Psychiatry,2005,10(12):1110-1116.
[24] Kim S J,Brune C W,Kistner E O,et al.Transmission disequilibrium testing of the chromosome 15q11-q13region in autism[J].Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet,2008,147(7):1116-1125.
[25] Kluck S M,Poustka F,Benner A,et al.Serotonin transporter(5-HTT)gene variants associated with autism?[J].Hum Mol Genet,1997,6(13):2233-2238.
[26] Yirmiya N,Pilowsky T,Nemanov L,et al.Evidence for an association with the serotonin transporter promoter region polymorphism and autism[J].Am J Med Genet,2001,105(4):381-386.
[27] Maestrini E,Lai C,Marlow A,et al.Serotonin transporter(5-HTT)and gamma-aminobutyric acid receptor subunit beta3(GABRB3)gene polymorphisms are not associated with autism in the IMGSA families.The International Molecular Genetic Study of Autism Consortium[J].Am J Med Genet,1999,88(5):492-496.
[28] Persico A M,Militerni R,Bravaccio C,et al.Lack of association between serotonin transporter gene promoter variants and autistic disorder in two ethnically distinct samples[J].Am J Med Genet,2000,96(1):123-127.
[29] Tordjman S,Gutknecht L,Carlier M,et al.Role of the serotonin transporter gene in the behavioral expression of autism[J].Mol Psychiatry,2001,6(4):434-439.
[30] Betancur C,Corbex M,Spielewoy C,et al.Serotonin transporter gene polymorphisms and hyperserotonemia in autistic disorder[J].Mol Psychiatry,2002,7(1):67-71.
[31] Kim S,Cox N,Courchesne R,et al.Transmission disequilibrium mapping at the serotonin transporter gene(SLC6A4)region in autistic disorder[J].Mol Psychiatry,2002,7(3):278-288.
[32] Coutinho A,Oliveira G,Morgadinho T,et al.Variants of the serotonin transporter gene(SLC6A4)significantly contribute to hyperserotonemia in autism[J].Mol Psychiatry,2004,9(3):264-271.
[33] Mulder E J,Anderson G M,Kema I P,et al.Serotonin transporter intron 2polymorphism associated with rigid-compulsive behaviors in Dutch individuals with pervasive developmental disorder[J].Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet,2005,133(1):93-96.
[34] Koishi S,Yamamoto K,Matsumoto H,et al.Serotonin transporter gene promoter polymorphism and autism:a familybased genetic association study in Japanese population[J].Brain Dev,2006,28(4):257-260.
[35] Guerini F R,Manca S,Sotgiu S,et al.A family based linkage analysis of HLA and 5-HTTLPR gene polymorphisms in Sardinian children with autism spectrum disorder[J].Hum Immunol,2006,67(1):108-117.
[36] Cho I H,Yoo H J,Park M,et al.Family-based association study of 5-HTTLPR and the 5-HT2A receptor gene polymorphisms with autism spectrum disorder in Korean trios[J].Brain Res,2007,1139:34-41.
[37] Longo D,Schüler-Faccini L,Brandalize A P C,et al.Influence of the 5-HTTLPR polymorphism and environmental risk factors in a Brazilian sample of patients with autism spectrum disorders[J].Brain Res,2009,1267:9-17.
[38] Tassone F,Qi L,Zhang W,et al.MAOA,DBH,and SLC6A4 variants in CHARGE:a case-control study of autism spectrum disorders[J].Autism Res,2011,4(4):250-261.
[39] 田疆.兒童孤獨癥危險因素的研究[D].天津:天津醫(yī)科大學(xué),2006.
[40] 李雅妹,孫曉勉,何文,等.兒童孤獨癥與5-羥色胺轉(zhuǎn)運體基因連鎖多態(tài)性區(qū)域的關(guān)聯(lián)性研究[J].臨床精神醫(yī)學(xué)雜志,2005,15(5):264-266.
[41] 焦公凱,王偉勇,張志珺,等.5-羥色胺轉(zhuǎn)運體基因多態(tài)性與兒童孤獨癥核心家系的關(guān)聯(lián)研究[J].中國神經(jīng)精神疾病雜志,2004,30(5):382-383.