李 靜 劉 倩 張春花 裴建贏 劉靜婷 毛寶宏 (甘肅省婦幼保健院科研中心,蘭州 730050)
復發(fā)性自然流產(recurrent spontaneous abortion,RSA)是指孕20周前連續(xù)2次或以上的自然流產,是一種常見的病理妊娠,影響1%~2%的妊娠女性[1]。其發(fā)病因素眾多,包括遺傳問題、解剖畸形、內分泌異常、凝血等因素,但目前仍有50%患者原因不明,有研究表明其可能與免疫有關。RSA 患者較正常孕婦輔助型T 細胞(helper T cells,Th)百分比增高。Th 通過增加其分泌的細胞因子,加強免疫調節(jié),促進妊娠維持,但免疫調節(jié)細胞因子中,特別是白細胞介素(interleukin,IL),一類能在細胞間傳遞信息、影響妊娠各階段的具有免疫調節(jié)和效應功能的蛋白質或小分子多肽,對妊娠結局起到至關重要的作用[2-3]。本研究擬采用病例對照研究方法,運用SNaPshot 技術探討IL-15 基因rs3806798、IL-17A 基因rs2275913、IL-18 基因rs1946518 和rs187238 位點與RSA發(fā)病風險的關系。
1.1 資料
1.1.1 一般資料 收集2019 年1 月至2020 年8 月于甘肅省婦幼保健院復發(fā)性流產門診就診的RSA患者150 例設為RSA 組,患者年齡19~41 歲[(29.3±4.0)歲]。納入標準:流產次數≥2 胎,并且發(fā)生于妊娠20周前;無內分泌、感染、解剖、易栓癥、夫妻染色體異常;無糖尿病、高血壓、風濕免疫性疾病等基礎疾病及家族遺傳病史;夫婦雙方無近親結婚。對照組為150 例同期體檢中心就診的健康女性,無自然流產史、早產史及妊娠高血壓病史,且至少成功分娩1 次1 名健康足月兒,其年齡為20~40 歲(30.0±4.0)歲,兩組比較年齡差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。本研究獲得甘肅省婦幼保健院倫理委員會批準,研究對象均簽署知情同意書。
1.1.2 主要試劑 引物(上海生工);Hotstar(Taq Qiagen);PCR 反應緩沖液、MgCl2(TaKaRa);dNTP(Generay Biotech);PCR Marker(New England Biola?bs);SNaPshot Multiplex、5×Sequencing Buffer、HI-DI、GeneScanTM-120(ABI);SAP(Promega);EXO-Ⅰ(Epicentre)。
1.1.3 數據來源 查閱HapMap dbSNP 數據庫(www. hapmap. ncbi. nlm. nih. Gov)及相關文獻,選擇IL-15 基因rs3806798、IL-17 基因rs2275913、IL-18基因rs1946518 和rs187238 共4 個位點,3 個單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism,SNP)位點均滿足以下條件:選擇RSA 相關SNPs;位點在中國人群最小等位基因頻率>0.05。
1.2 方法
1.2.1 標本采集及基因組DNA 提取 采集2 組受試者外周靜脈血2 ml 置于EDTA-K2真空抗凝管,根據MagenDNA 提取試劑盒說明書提取白細胞基因組DNA,標記并置于-80 ℃低溫冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2 SNaPshot基因分型
1.2.2.1 PCR 擴增引物及SNaPshot 引物設計及合成 參照GenBank 中IL-15、IL-17 和IL-18 基因引物序列查找IL-15 rs3806798、IL-17A rs2275913 及IL-18 rs1946518 和rs187238 共4 個位點的引物序列,運用primer5.0設計引物,見表1。
表1 PCR擴增引物Tab.1 PCR primers in multiplex PCR reaction of this study
1.2.2.2 多重PCR 反應體系(20 μl)包含2×GC-Ⅰbuffer 10μl,去離子水5μl,3.0 mmol/L Mg2+0.4μl,0.3 mmol/L dNTP 2.4 μl,1 U HotStarTaq polymerase 0.2 μl,樣本DNA 和多重PCR 引物各1 μl。多重PCR 擴增條件為95 ℃預變性2 min,94 ℃變性20 s,65 ℃退火40 s,72 ℃延伸1.5 min,反應11 個循環(huán),再次94 ℃變性20 s,59 ℃退火30 s,72 ℃延伸1.5 min,反應24個循環(huán),最后72 ℃延伸2 min,4 ℃保存。
1.2.2.3 PCR產物純化 本研究反應體系為17μl,其中PCR 產物為10μl,酶混合液7μl(含生產的5 U SAP和2 U ExoⅠ);反應條件:37 ℃孵育溫1 h,然后75 ℃15 min 以滅活SAP 和ExoⅠ酶,純化完成后進行單堿基延伸反應,預先混好延伸引物,見表2。
表2 SNaPshot多重單堿基延伸反應延伸引物Tab.2 SNaPshot primer for multiple single base extension reaction
1.2.2.4 SNaPshot 反應 采用ABI PRISM SNaP?shot Muhiplex Kit 進行。反應體系為10 μl,其中純化后多重PCR 產物為2 μl,SNaPshot Mix 5 μl,延伸引物混合1μl,超純水2μl;反應條件為96 ℃預變性1 min,96 ℃變性10 s,55 ℃退火5 s,60 ℃延伸30 s,反應28個循環(huán),4 ℃保存。
1.2.2.5 SNaPshot 反 應 產 物 純 化 10 μl 上 述SNaPshot PCR 產物中加入1 U SAP,振蕩混勻,37 ℃溫育1 h,75 ℃滅活15 min。4 ℃保存24 h 或-20 ℃長期保存。
1.2.2.6 ABI 3730XL 測序儀測序分型產物 取0.5 μl 純 化 后 延 伸 產 物,與0.5 μl Liz120 SIZE STANDARD 和9μl Hi-Di混勻,95 ℃變性5 min 后上ABI3730XL 測序儀,使用GeneMapper 4.1 軟件分析峰圖結果。測序與基因分型由深圳華大基因科技有限公司完成。
1.3 統(tǒng)計學分析 對IL-15 rs3806798、IL-17A rs2275913 及IL-18 rs1946518 和rs187238 位點基因型分布進行Hardy-Weinberg 平衡檢驗,P>0.05 表示符合平衡檢驗。采用χ2檢驗進行組間對比,Logistic二元逐步回歸進行多因素分析,統(tǒng)計分析采用SPSS26.0軟件進行,P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。
2.1 樣本及SNP 質控 IL-15 rs3806798、IL-17A rs2275913、IL-18 rs1946518 和rs187238 這4 個位點在RSA 組和對照組基因型頻率進行Hard-Weinberg遺傳平衡檢驗,結果顯示所有位點均符合Hard-Weinberg 遺傳平衡定律(P>0.05),說明群體具有代表性,見表3。
表3 4個SNP位點基因型分布的Hardy-Weinberg平衡檢驗Tab.3 Hardy-Weinberg equilibrium test for genotype distribution of four SNP locus
2.2 4個SNP 位點基因型頻率、等位基因頻率分布及遺傳模式分析 檢測RSA 組與對照組IL-15 rs3806798、IL-17A rs2275913、IL-18 rs1946518 3 個SNP 位點基因型頻率和等位基因頻率分布,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05);對以上3 個SNP 采用非條件Logistic回歸模型分析等位基因隱性、顯性遺傳模式,結果顯示RSA 組和對照組差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05),見表4。但IL-18 rs187238 SNP 位點GG型、CG 型、CC 型在對照組中檢出率分別為0、23.3%、76.7%,RSA 組檢出率為2.0%、12.0%、86.0%,其構成比差異有統(tǒng)計學意義(χ2=9.256,P=0.010)。通過非條件Logistic回歸分析顯性、隱性遺傳模式,結果顯示G 等位型(GC+GG 基因型)與RSA患病風險降低相關(χ2=4.303,OR=0.53,95%CI=0.29~0.97,P=0.038),見表4。但G 等位基因不是RSA的保護性等位基因(χ2=2.275,OR=0.66,95%CI=0.38~1.14,P=0.132),見表4。
表4 兩組4個多態(tài)性位點基因型和等位基因分布比較及遺傳模式分析Tab.4 Comparison of four SNPs's genotype,allele frequency and genetic model analysis in two groups
2.3 連鎖不平衡檢驗和單體型分析 對4 個SNP進行兩兩間連鎖不平衡檢驗,rs1946518 和rs187238存在完全連鎖不平衡(D'=1,r2≥0.152),其余位點兩兩之間不存在連鎖不平衡(圖1)。本研究采用SHEsis在線軟件進行單體型種類和單體型頻率估算[4-5],以最低頻率閾值,即單體型頻率<0.03 不納入分析范圍,本研究4 個位點可構建7 種單體型(AGGC、TAGC、TATC、TATG、TGGC、TGTC、TGTG),其 中TGTG 單體型在RSA 組與對照組分布差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),同時非條件Logistic 回歸分析顯示TGTG 單體型是RSA 的保護因素,其OR(95%CI)=0.361(0.158~0.827)[4-5]。但其余各單體型與RSA發(fā)病無關(P>0.05)。見表5。
表5 4個位點單體型頻率在RSA組與健康對照組分布比較Tab.5 Comparison of haplotype frequencies of four loci between RSA group and healthy control group
圖1 4個SNPs位點的LD圖Fig.1 LD map of four SNPs
目前RSA 病因尚不明確,但在大量流產相關因素中,涉及異常免疫反應和IL 的因素尤為引人注目[6]。IL是一類在人體中介導多種免疫反應的免疫調節(jié)蛋白,其與相應免疫細胞相互作用,維持母胎免疫平衡。在大量胚胎植入失敗或流產相關因素中,IL參與異常免疫反應尤為顯著[7]。
最新研究發(fā)現IL-15 是由髓樣細胞和其他類型細胞表達,免疫調節(jié)方面具有治療潛力的一種多功能分子,其可參與T 細胞反應、激活NK 細胞、協助B 細胞歸巢、調節(jié)炎癥反應,特別在誘導和維持T 細胞應答方面,是免疫治療方面最具治療潛力的靶點[8]。目前IL-15 基因多態(tài)性與RSA 易感性的關聯研究相對較少。WU等[9]對1 015例接受新鮮非供者體外受精周期女性進行前瞻性隊列分析,探究IL-15基因rs3806798 A/T 對IVF 結局的影響,結果表明臨床妊娠率、胚胎移植率和活產率差異無統(tǒng)計學意義。但TOTH 等[8]研究發(fā)現患者胎盤組織中IL-15表達增加可能與胚胎丟失后的植入障礙有關。本研究未發(fā)現IL-15 基因rs3806798 位點與RSA 發(fā)病的風險增加有關,在多個遺傳模式(隱性、顯性)下差異無統(tǒng)計學意義。目前IL-15 和RSA 的關系研究較少,但鑒于IL-15 免疫治療的潛力,需要更多數據去支持其與RSA的關聯研究。
IL-17A 是IL-17 家族成員,既往研究表明IL-17在防御病菌、自身免疫病發(fā)生等過程中發(fā)揮重要作用,近年來逐漸成為醫(yī)學及免疫學的研究熱點。rs2275913 位點位于IL-17A 基因上游區(qū)域中核因子激活T細胞(NFAT)結合基序內,NFAT 是IL-17表達的關鍵調節(jié)因子。有研究表明rs2275913 可能影響IL-17轉錄調控,且可提高IL-17分泌[10]。ZIDAN等[11]采用RFLP 對120 例RSA 患者和120 例無流產史且至少生育1 胎的女性為對照探討rs2275913 與RSA的關聯,發(fā)現IL-17A(rs2275913)AA 基因型與RPL風險增加有關,其OR=2.440,95%CI=1.140~5.200,P=0.025。藺靜等[12]研究發(fā)現RSA 組該位點A 等位基因頻率明顯高于對照組,rs2275913位點AG和AA基因攜帶者RSA 相對危險度分別為GG 等位基因的2.012倍和2.545倍,但在本研究中未發(fā)現此種關聯(OR=1.229,95%CI=0.654~2.307,P=0.521 6)。本研究與BAHADORI 等[13]和NAJAFI 等[14]的研究結果一致,即IL-17A rs2275913 基因型頻率與RPL 風險之間無顯著相關性。
越來越多的證據表明IL-18 基因可誘導INF-α,使NK 細胞活化,參與子宮血管的形成和著床,該機制在RSA 的發(fā)病中發(fā)揮重要作用[15]。人IL-18 基因位于染色體11q22.2~q22.3,有6 個外顯子和5 個內含子。轉錄起始點位于外顯子-2 上。IL-18 有2 個啟動子區(qū),一個位于外顯子-2的6.7 kb上游,另一個位于5'-側。rs187238(-137G/C)、rs1946518(-607A/G)位于啟動子-1 區(qū)。在基因啟動子轉錄活性分析中,有研究表明-607A、-137C 等位基因可出現低活動性,因此該位點變化可能導致產物功能增強或減弱,或者帶來對某些疾病的易感性,也就是遺傳因素變化,這對機體免疫機制研究有積極意義[16]。ZHANG 等[17]回顧了2015 年以前的21 項MEDLINE、EMBASE、OVID SP 和PubMed 的研究,以評估RPL相關IL 的基因多態(tài)性。對IL-18 基因的rs1946518、rs187238 多 態(tài) 性 進 行Meta 分 析 和 綜 述[18-23],其 中rs1946518 多態(tài)性在兩種顯性和隱性遺傳模型下與RSA 均無關:顯性模式P=0.310,OR=0.820,95%CI(0.560~1.210);隱 性 模 式P=0.170,OR=0.730,95%CI(0.470 0~1.140)。但根據rs187238 多態(tài)性篩選出來的5項研究,固定效應結果表明,顯性遺傳模式下,rs187238 多態(tài)性與RSA 無關聯[P=0.370,OR=1.080,95%CI(0.910 0~1.270)],但在隱性遺傳模 型 下 存 在 關 聯 性[P<0.01,OR=1.690,95%CI(1.240~2.310)]。SALIMI 等[22]的一項meta 研究中發(fā)現,rs1946518位點在等位基因顯性、隱性、加性及共顯性模式中均未發(fā)現該位點與RSA 發(fā)病相關[18-19,21,24-25]。而rs187238 位點在純合子模式下[CCvsGG:OR=1.653,95%CI(1.014~2.694),P=0.004]以及隱性模式下[CCvsCG+GG:OR=1.801,95%CI(1.345~2.411),P=0.001]與RSA 風險之間存在顯著關聯[15,18-21,23,25]。當按種族分層時,在亞洲人群中,rs187238 多態(tài)性與RSA 風險間無顯著關聯。然而,基于基因分型方法進行的亞組分析顯示,在TaqMan分型研究組中,rs187238 位點多態(tài)性與RSA 風險間的關聯呈陽性結果。本研究首次對甘肅地區(qū)人群IL-18 基因的rs1946518、rs187238 多態(tài)性進行分析,結果顯示本研究中RSA 患者rs1946518 位點基因型和等位基因頻率與無RSA 史患者差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),在隱性或顯性遺傳模式下,利用Logis?tic 回歸模型分析顯示兩組間差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05),與既往研究基本一致[18-19,21,25];但針對rs187238 的位點研究發(fā)現,在隱性遺傳模式下[CCvsCG+GG:OR=0.535,95%CI(0.295~0.971),P=0.0380],結果與我國其他研究不一致[21,23]。YUE等[21]研究未發(fā)現該位點CC vs GG+GC 在RSA 患者與對照中存在差異,而王丹等[23]研究表明該位點GC+CC基因型可能是RSA 易感基因型,C 等位基因可能是其發(fā)病的遺傳易感基因之一。本研究中由于檢測出的GG基因型較少,無法計算。
進一步的連鎖不平衡和單體型分析發(fā)現,rs1946518 和rs187238 存在完全連鎖不平衡。TGTG單體型頻率在RSA 組及對照組分布差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),同時非條件Logistic 回歸分析顯示,該單體型與RSA 發(fā)病均有關(OR=0.361,95%CI=0.158 0~0.827 0)。
綜上所述,本研究發(fā)現rs187238 與甘肅地區(qū)RSA 患病有關,但不能完全排除IL-15、IL-17A 基因與中國漢族RSA 疾病的相關性,研究結果與既往研究存在差異,可能與種族地域有關。本研究雖僅選取4 個SNPs,不能完全代表IL-15、IL-17A、IL-18 基因。此外由于本研究樣本量較少,且未考慮基因-基因和基因-環(huán)境相互作用導致的RSA關聯性,因此有必要開展更大樣本量、更高質量的研究以進一步驗證本研究結論。