包瑞婷,吐瑪熱斯·塔外庫力,哈斯也提·依不來音
阿爾茨海默?。ˋlzheimer's disease,AD)是一種與衰老相關(guān)的神經(jīng)退行性疾?。?],也是癡呆最常見的一種形式,占全球4 680萬癡呆患者的60%以上[2],其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,已成為老年人死亡的主要原因之一[3]。目前國際上還沒有有效預(yù)防或減緩AD進(jìn)展的方法[4]。在臨床上,根據(jù)遺傳特點(diǎn),AD可分為散發(fā)性和家族性,其中后者僅占5%[5]。AD的發(fā)病機(jī)制目前還沒有明確定論,但研究表明,遺傳因素在AD發(fā)病中可能發(fā)揮了重要作用[6]。隨著AD分子遺傳學(xué)研究的進(jìn)展,大量研究表明,聚集素(clusterin,CLU)基因突變及其分子結(jié)構(gòu)可通過增加β-淀粉樣蛋白(amyloid β-protein,Aβ)在大腦中的沉積等方式增加AD發(fā)生率[7]。全基因組關(guān)聯(lián)分析(genome-wide association studies,GWAS)發(fā)現(xiàn),目前CLU基因已經(jīng)成為除載脂蛋白E(apolipoprotein E,ApoE)和橋接整合因子1(bridging integrator 1,BIN1)外可能導(dǎo)致AD的第三大風(fēng)險因子[8]。由于AD的患病率、等位基因頻率和連鎖不平衡(linkage disequilibrium,LD)模式在不同人群之間存在差異,故本研究通過對比新疆地區(qū)漢族、維吾爾族散發(fā)性AD患者與非AD受試者CLU基因多態(tài)性,探索CLU基因多態(tài)性與散發(fā)性AD的關(guān)聯(lián)性,以期為AD發(fā)病機(jī)制的探討提供借鑒。
1.1 研究對象 選取2017年8月至2019年6月在新疆醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院、新疆醫(yī)科大學(xué)第七附屬醫(yī)院、烏魯木齊市六道灣醫(yī)院就診的散發(fā)性AD患者131例為病例組。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)符合美國《精神疾病診斷與統(tǒng)計手冊》[9]中癡呆的診斷標(biāo)準(zhǔn)和“很可能AD”的診斷標(biāo)準(zhǔn);(2)在新疆地區(qū)居住時間>10年;(3)年齡≥65歲;(4)民族:漢族或維吾爾族。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)由抑郁癥等引起的假性癡呆患者;(2)目前正處于心、血管、肺、肝、腎等臟器或組織疾病急性期的患者;(3)快速進(jìn)展性癡呆患者;(4)血管性癡呆患者;(5)其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病和食物或藥物中毒引起的癡呆患者;(6)患有任何腫瘤的患者;(7)因聽力障礙、視力障礙等易引起認(rèn)知功能下降的患者。選取同期在新疆醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院進(jìn)行體檢的非AD患者或健康志愿者128例為對照組。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)年齡≥65歲;(2)民族:漢族或維吾爾族;(3)在新疆地區(qū)居住時間>10年;(4)與AD患者生活環(huán)境、飲食習(xí)慣相似;(5)無AD家族史。排除標(biāo)準(zhǔn):不能確診的疑似AD患者。兩組性別、年齡、民族、文化程度比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見表1。
表1 病例組與對照組一般資料比較Table 1 Comparison of general data between case group and control group
1.2 CLU基因多態(tài)性測定方法 于病例組入院后第4天、對照組體檢當(dāng)天清晨采集其空腹外周靜脈血3 ml,采用TIANamp Genomic DNA kit提取試劑盒〔天根生化科技(北京)有限公司生產(chǎn)〕提取DNA,嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行操作。采用PCR及DNA測序檢測CLU基因單核苷酸多態(tài)性(single-nucleotide polymorphisms,SNP),其中SNP位點(diǎn)信息全部來自NCBI(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP/),搜索并記錄目標(biāo)基因座的準(zhǔn)確序列。CLU基因SNP(rs11136000、rs1532278)位點(diǎn)的基因分型由博淼生物科技(北京)有限公司采用連接酶檢測反應(yīng)(ligase detection reaction,LDR)-PCR法完成。CLU基因SNP位點(diǎn)引物序列見表2。
表2 CLU基因SNP位點(diǎn)引物序列Table 2 Primer sequence of CLU gene SNP site
1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用PLINK 1.07軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。計量資料經(jīng)正態(tài)性檢驗均符合正態(tài)分布,以(±s)表示,組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗;計數(shù)資料以相對數(shù)表示,組間比較采用χ2檢驗;漢族受試者發(fā)生散發(fā)性AD的影響因素分析采用加性模型分析;采用Haploview軟件計算CLU基因上rs11136000-rs1532278單體型基因型(TT和CC)頻率。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 病例組與對照組漢族、維吾爾族受試者SNP位點(diǎn)基因型及等位基因頻率比較 病例組與對照組漢族受試者rs11136000、rs1532278位點(diǎn)基因型比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);病例組漢族受試者rs11136000、rs1532278位點(diǎn)TC基因型占比低于對照組,CC基因型占比高于對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);病例組與對照組漢族受試者rs11136000、rs1532278位點(diǎn)等位基因頻率比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見表3~4。病例組與對照組維吾爾族受試者rs11136000、rs1532278位點(diǎn)基因型及等位基因頻率比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見表5~6。
表3 病例組與對照組漢族受試者rs11136000位點(diǎn)基因型及等位基因頻率比較〔n(%)〕Table 3 Comparison of genotype and allele frequency of rs11136000 site in Han participants between case group and control group
表4 病例組與對照組漢族受試者rs1532278位點(diǎn)基因型及等位基因頻率比較〔n(%)〕Table 4 Comparison of genotype and allele frequency of rs1532278 site in Han participants between case group and control group
表5 病例組與對照組維吾爾族受試者rs11136000位點(diǎn)基因型及等位基因頻率比較〔n(%)〕Table 5 Comparison of genotype and allele frequency of rs11136000 site in Uygur participants between case group and control group
表6 病例組與對照組維吾爾族受試者rs1532278位點(diǎn)基因型及等位基因頻率比較〔n(%)〕Table 6 Comparison of genotype and allele frequency of rs1532278 site in Uygur participants between case group and control group
2.2 漢族受試者發(fā)生散發(fā)性AD影響因素的單因素Logistic回歸分析 分別以漢族受試者rs11136000、rs1532278位點(diǎn)基因型(賦值:TT=1,TC=2,CC=3)、等位基因為自變量(賦值:T=1,C=0),散發(fā)性AD發(fā)生情況為因變量(賦值:發(fā)生=1,未發(fā)生=0),進(jìn)行加性模型分析,結(jié)果顯示,rs11136000、rs1532278位點(diǎn)等位基因T是漢族受試者發(fā)生散發(fā)性AD的保護(hù)因素(P<0.05),見表7。
表7 漢族受試者發(fā)生散發(fā)性AD影響因素的加性模型分析Table 7 Additive model analysis of influencing factors of sporadic AD in Han participants
2.3 病例組漢族與維吾爾族受試者SNP位點(diǎn)基因型及等位基因頻率比較 病例組漢族與維吾爾族受試者rs11136000、rs1532278位點(diǎn)基因型比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2值分別為15.514、14.649,P值分別為<0.001、0.001);病例組漢族受試者rs11136000、rs1532278位點(diǎn)TT、TC基因型占比低于維吾爾族,CC基因型占比高于維吾爾族,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。病例組漢族受試者rs11136000、rs1532278位點(diǎn)等位基因T頻率低于維吾爾族,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2值分別為16.843、17.053,P值均<0.001)。
2.4 CLU基因上rs11136000-rs1532278單體型基因型頻率 病例組與對照組漢族受試者CLU基因上rs11136000-rs1532278單體型基因型頻率比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=2.885,P=0.091)。病例組與對照組維吾爾族受試者CLU基因上rs11136000-rs1532278單體型基因型頻率比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=0.603,P=0.438)。病例組漢族受試者CLU基因上rs11136000-rs1532278單體型TT基因型頻率高于維吾爾族,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=17.741,P<0.001),見表8、圖1。
圖1 CLU基因上rs11136000-rs1532278單體型基因型分布的連鎖不平衡圖Figure 1 Linkage disequilibrium diagram for haplotypes of CLU gene rs11136000-rs1532278
表8 對照組、病例組漢族、維吾爾族受試者CLU基因上rs11136000-rs1532278單體型基因型頻率〔n(%)〕Table 8 Genotype frequency of rs11136000-rs1532278 haplotype in CLU gene of Han and Uygur subjects in control group and case group
AD依據(jù)其發(fā)病人群特點(diǎn)可分為家族性AD和散發(fā)性AD,而CLU基因是散發(fā)性AD的風(fēng)險基因[10],位于人類第八號染色體上(8p21-12)[11]。自2009年LAMBERT等[12]發(fā)現(xiàn)CLU基因的3個位點(diǎn)(rs11136000、rs2279590和rs9331888)與高加索人群AD易感性有關(guān)以來,CLU基因多態(tài)性與AD的相關(guān)性一直是全世界的研究熱點(diǎn)。AD主要病理特征是大腦中含Aβ多肽的老年斑的表達(dá)、形成和沉積增加。CLU基因多態(tài)性已被證實(shí)可促進(jìn)Aβ在大腦中的沉積,尤其是在額葉、扣帶回的沉積,其中攜帶rs11136000位點(diǎn)CC基因型的受試者比攜帶TC基因型的受試者Aβ沉積多,而攜帶TT基因型的受試者Aβ沉積最少[8]。由此說明,CLU基因多態(tài)性可通過增加Aβ在大腦功能區(qū)的沉積而引發(fā)AD。芬蘭的一項病例對照研究發(fā)現(xiàn),CLU基因rs11136000位點(diǎn)等位基因C可使腦脊液中Aβ1-42明顯降低[13]。而目前已知的AD相關(guān)風(fēng)險基因位點(diǎn)中,只有ApoEε4等位基因可使腦脊液中Aβ1-42明顯降低,提示CLU基因rs11136000位點(diǎn)等位基因C與ApoE ε4在AD的發(fā)生中具有類似的生物學(xué)功能。當(dāng)腦脊液中的Aβ1-42降低時,意味著Aβ1-42滯留于大腦淀粉樣斑塊中,同樣說明CLU基因變異是通過調(diào)節(jié)AD的生物標(biāo)志物Aβ在大腦中的沉積而誘導(dǎo)發(fā)病的。此外,相關(guān)影像學(xué)研究也證明了CLU基因多態(tài)性與腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)改變[14]以及海馬體萎縮[15]有關(guān),這種腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)的變化反映了腦白質(zhì)發(fā)育的脆弱性,而這種脆弱性降低了腦白質(zhì)對AD相關(guān)神經(jīng)病理的恢復(fù)能力,并可能會導(dǎo)致腦白質(zhì)血供減少。更有研究表明,CLU基因多態(tài)性可促進(jìn)輕度認(rèn)知障礙(mild cognitive impairment,MCI)向AD發(fā)展,該研究的受試者基線時認(rèn)知功能正常,但在隨后發(fā)生MCI或AD的個體中,攜帶rs11136000位點(diǎn)等位基因C者的認(rèn)知功能衰退速度明顯快于未攜帶rs11136000位點(diǎn)等位基因C者,該研究證明CLU基因rs11136000位點(diǎn)等位基因C是MCI向AD進(jìn)展的獨(dú)立危險因素,從遺傳學(xué)角度使CLU基因座在MCI向AD進(jìn)展中具有獨(dú)立貢獻(xiàn)這一假設(shè)成立[16]。因此,很多科學(xué)家致力于研究CLU基因多態(tài)性與AD的相關(guān)性,但研究結(jié)果因目標(biāo)人群及地區(qū)而異。目前,尚未見以我國居民為研究對象分析CLU基因多態(tài)性與AD之間相關(guān)性的研究,針對新疆地區(qū)的相關(guān)研究目前僅有1項,該研究指出CLU基因rs11136000位點(diǎn)多態(tài)性與新疆哈薩克族人群發(fā)生AD可能有關(guān)[17]。但有學(xué)者認(rèn)為,樣本量小、研究設(shè)計不完備或研究對象間異質(zhì)性均會導(dǎo)致研究結(jié)果不同[3]。一項針對我國華南地區(qū)漢族人群的研究顯示,rs1136000位點(diǎn)多態(tài)性與AD無相關(guān)性[18]。因此對于CLU基因多態(tài)性與新疆地區(qū)漢族人群和維吾爾族人群AD易感性之間的關(guān)系仍需進(jìn)一步研究,本研究旨在分析CLU基因多態(tài)性與散發(fā)性AD的關(guān)聯(lián)性。
本研究結(jié)果顯示,病例組漢族受試者rs11136000、rs1532278位點(diǎn)TC基因型占比低于對照組,CC基因型占比高于對照組,提示在新疆漢族人群中CLU基因rs11136000、rs1532278位點(diǎn)基因型分布差異可能與散發(fā)性AD易感性有關(guān)。加性模型分析結(jié)果顯示,rs11136000、rs1532278位點(diǎn)等位基因T是漢族受試者發(fā)生散發(fā)性AD的保護(hù)因素,提示新疆漢族人群攜帶等位基因T可降低散發(fā)性AD發(fā)生風(fēng)險。MORENO等[19]在哥倫比亞進(jìn)行的一項病例對照研究顯示,攜帶CLU基因rs11136000位點(diǎn)等位基因T與AD發(fā)生風(fēng)險降低有關(guān)。然而,本研究結(jié)果顯示,病例組與對照組維吾爾族受試者rs11136000、rs1532278位點(diǎn)基因型及等位基因頻率比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義,這與大多數(shù)民族的研究結(jié)果一致,如BOCHAROVA等[20]研究顯示,在俄羅斯人群中,AD組和健康對照組CLU基因rs1532278位點(diǎn)等位基因頻率、基因型和單倍體無明顯區(qū)別;SHANKARAPPA等[21]在印度南部開展的一項CLU基因多態(tài)性與AD患者及認(rèn)知功能正常人群之間的關(guān)系研究證實(shí),CLU基因rs11136000位點(diǎn)多態(tài)性與AD無關(guān)聯(lián)〔OR=1.64,95%CI(0.78,3.42),P=0.18〕;2020年SANTOS等[22]在巴西東南部實(shí)施的一項病例對照研究證實(shí),CLU基因rs11136000位點(diǎn)等位基因T與AD發(fā)病風(fēng)險無關(guān)〔OR=0.840,95%CI(0.537,1.314),P=0.445〕。這些研究結(jié)果說明不同地區(qū)、民族人群CLU基因多態(tài)性與AD易感性之間的關(guān)系很復(fù)雜??紤]到新疆地域?qū)拸V、民族眾多,本研究進(jìn)一步分析病例組漢族與維吾爾族受試者rs11136000、rs1532278位點(diǎn)基因型及等位基因頻率,結(jié)果顯示,病例組漢族受試者rs11136000、rs1532278位點(diǎn)TT、TC基因型占比低于維吾爾族,CC基因型占比高于維吾爾族;病例組漢族受試者rs11136000、rs1532278位點(diǎn)等位基因T頻率低于維吾爾族;證明在新疆漢族和維吾爾族人群中,導(dǎo)致散發(fā)性AD易感性的基因突變位點(diǎn)并不都是同一位點(diǎn),兩民族間致病基因位點(diǎn)存在差異,分析原因,本研究組考慮如下:(1)可能與兩民族生活習(xí)慣及飲食習(xí)慣的差異有關(guān);(2)可能與散發(fā)性AD的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜有關(guān),且容易受環(huán)境因素、遺傳因素等的影響,單一的民族因素?zé)o法解釋CLU基因多態(tài)性與散發(fā)性AD之間的相關(guān)性;(3)可能與本研究樣本量小、代表性不全面有關(guān),尚需要大樣本量、多因素的實(shí)驗分析解釋其原因。此外,本研究結(jié)果顯示,病例組與對照組漢族受試者CLU基因上rs11136000-rs1532278單體型基因型頻率比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義,病例組與對照組維吾爾族受試者CLU基因上rs11136000-rs1532278單體型基因型頻率比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義,提示漢族散發(fā)性AD患者與非AD人群、維吾爾族散發(fā)性AD患者與非AD人群單體型基因型分布均無差異。病例組漢族受試者CLU基因上rs11136000-rs1532278單體型TT基因型頻率高于維吾爾族,提示CLU基因rs11136000、rs1532278位點(diǎn)基因型、等位基因分布在漢族與維吾爾族散發(fā)性AD患者中具有明顯差異。
綜上所述,CLU基因rs11136000、rs1532278位點(diǎn)多態(tài)性與新疆漢族人群發(fā)生散發(fā)性AD有關(guān),其中攜帶等位基因T可降低其散發(fā)性AD發(fā)生風(fēng)險;此外,rs11136000、rs1532278位點(diǎn)多態(tài)性在新疆漢族與維吾爾族散發(fā)性AD患者中存在明顯差異。但本研究樣本量較小,樣本來源未覆蓋整個新疆地區(qū),因此研究結(jié)果并不能很好地代表整個新疆地區(qū),仍有待更大樣本量的研究來進(jìn)一步驗證本研究結(jié)論。
志謝:感謝新疆醫(yī)科大學(xué)第七附屬醫(yī)院、烏魯木齊市六道灣醫(yī)院在本研究病例收集過程中的大力支持。
作者貢獻(xiàn):包瑞婷、哈斯也提·依不來音進(jìn)行文章的構(gòu)思與設(shè)計;包瑞婷、吐瑪熱斯·塔外庫力進(jìn)行研究的可行性分析及實(shí)施;包瑞婷進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、整理、分析及結(jié)果解釋,并撰寫論文;哈斯也提·依不來音進(jìn)行文章的質(zhì)量控制和審校,并對文章整體負(fù)責(zé)、監(jiān)督管理。
本文無利益沖突。