范小偉,張致英,劉麗軍,康龍麗?
(1.西藏民族大學醫(yī)學部:高原病分子機制與干預研究省級重點實驗室,陜西 咸陽;2.高原環(huán)境與疾病相關基因研究高校重點實驗室,陜西 咸陽)
高原紅細胞增多癥(High Altitude Poly Cythemia, HAPC)是由高原低氧引起的以紅細胞代償性過度增生為特點的一種慢性高原疾病。根據最新的診斷標準,對于長期生活在海拔2500 m 以上的高原地區(qū),男性血紅蛋白>21 g/dL,女性血紅蛋白>19 g/dL 應考慮為HAPC[1]。青藏高原的平均海拔超過4000 m 以上,它是世界上最高的地區(qū),該地區(qū)HAPC 的患病率隨著海拔的升高而升高,在海拔3680~3800 m 時,患病率為1.9%;在海拔4400~4700 m 時,患病率為5.2%[2]。人類學和遺傳學的研究證實,藏族更容易適應高原低氧的環(huán)境,與移居的漢族人相比,藏族人群的Hb 水平更低[3]。本項目期望通過研究高原紅細胞增多癥易感基因(ITGAV、EPAS1)在藏漢人群中的差異,初步探究高原紅細胞增多癥的發(fā)病機制,以期為該病的早期診斷,臨床治療提供理論依據,為臨床用藥提供靶點。
200 名受試者參加了此項研究,其中140 名HAPC 患者(70 名漢族,70 名藏族)作為病例組,隨機選取60 名健康人作為對照組(表1)。200 名受試者均居住在海拔>4000 m高原地區(qū),且居住時間>3 個月。
表1 人群樣本基本信息(n)
使用標準化的流行病學調查問卷來收集人口和臨床數據。此研究經過西藏民族大學倫理委員會批準同意,并簽署了知情同意書,每位受試者在本研究中提供5 mL 外周血。遵循Qiagen 全血基因組DNA 提取試劑盒標準操作步驟提取血液全基因組DNA,使用紫外分光光度法對基因組DNA 定量及質量評估后用于實驗。每個樣本的OD260/OD280 純度應在1.7~2.0。使用Illumina 測序平臺對ITGAV 和EPAS1的外顯子測序,通過數據庫比對,篩選突變的基因。
根據第六屆國際高原醫(yī)學學術會議的診斷標準,長期居住在海拔2500 m 以上的地區(qū)的,男性血紅蛋白>21 g/dL,女性血紅蛋白>19 g/dL 應考慮為HAPC,并排除腦水腫、肺水腫、慢性呼吸道疾病以及無內分泌、營養(yǎng)代謝疾病。
數據分析使用SPSS 17.0、Haploview 和Excel 表格等,用卡方檢驗計算出顯著的SNP 位點,P<0.05 為差異有意義。非條件性邏輯回歸分析的方法計算出優(yōu)勢比(OR)、95%的置信區(qū)間,哈迪-溫伯格平衡>0.05 有意義,最小等位基因頻率(MAF)>0.05 有意義。
本次研究中,篩選了ITGAV 基因的7 個SNP,EPAS1基因的2 個SNP,發(fā)現在漢族中ITGAV 基因的rs3832041(OR=0.255、95% CI=0.069~0.940、P=0.029),rs3738918(OR=0.255、95% CI=0.069~0.940、P=0.029),rs16828136(OR=0.255、95% CI=0.069~0.940、P=0.029)位點與HAPC有關,可以降低其發(fā)病風險。EPAS1 基因的rs75591953(OR=0.474、95% CI=0.250~0.900、P=0021),rs75984373(OR=0.429、95% CI=0.229~0.804、P=0.008)位 點 與 降 低HAPC 發(fā)病風險有關(表2)。在藏族人群中,rs3738919(OR=8.705,95% CI=1.135~66.780,P=0.013),rs3795865(OR=7.738,95% CI=1.002~59.750,P=0.022),rs2887831(OR=8.154,95% CI=1.060~62.750,P=0.018)位點與HAPC有關,并且增加其發(fā)病風險(表3)。
ITGAV 稱為整合素αV,屬于細胞黏附分子家族成員。整合素是由α 亞基和β 亞基組成的細胞表面結合蛋白,主要介導粘附和行使信號傳遞功能,它可以調節(jié)血管生成和癌癥的進展。ITGAV 是HAPC 的一個重要候選基因。它的多態(tài)性可能參與了HAPC的形成和發(fā)展。造血是多能造血干細胞定向分化,增殖分裂,進而形成成熟紅細胞的過程,所有的血細胞都主要來自于骨髓中的造血干細胞,它們不斷更新以替代消耗和衰老的紅細胞,從而維持循環(huán)的各種血細胞的數量的穩(wěn)定。在HSCs中表達了多種整合蛋白,它們具有維持和調節(jié)HSC 的作用,并且參與了祖細胞的增殖和分化[4]。本實驗中,rs3738919 與藏族的HAPC 相關。rs3795865 與增加藏族人群的HAPC 相關。根據我們以上的研究結果表明,ITGAV 在缺氧條件下與紅細胞生成在藏族和漢族人群中具有顯著的相關性。
表2 漢族候選SNP 基本信息
表3 藏族候選SNP 基本信息
EPAS1 被稱為缺氧誘導因子2α(HIF-2α),它屬于氧代謝調節(jié)因子,參與了機體多種生命活動,在體內能量代謝、血管形成、炎癥等多方面發(fā)揮重要的作用。多項研究表明,EPAS1 的多態(tài)性與高原世居藏族人群的高原適應性和藏族人群體內較低的血紅蛋白濃度密切相關[5-6]。在我們的研究的中發(fā)現rs75591953、rs75984373 位點與降低漢族HAPC 相關。
本研究探索了高原紅細胞增多癥(HAPC)易感基因(ITGAV、EPAS1)在藏漢人群中的差異,初步探究高原紅細胞增多癥的發(fā)病機制,結果將為該病的早期診、臨床治療提供理論依據,為臨床用藥提供靶點。然而,基因功能驗證和遺傳風險因素等方面需要我們進一步研究。