多巴胺受體1 基因遺傳多態(tài)性與偏執(zhí)型精神分裂癥在中國北方漢族群體中的關(guān)聯(lián)分析

王春紅，李繼，孫志剛

(1.沈陽醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，遼寧 沈陽 110034;2.中國醫(yī)科大學(xué)法醫(yī)學(xué)院血清學(xué)教研室)

精神分裂癥的發(fā)生受遺傳和環(huán)境因素的共同影響，為多基因遺傳病［1－2］，精神分裂癥易感基因本身不能單獨(dú)致病，需要和環(huán)境因素共同作用而致病［3］。目前，大量生理學(xué)和病理學(xué)證據(jù)支持了精神分裂癥的多巴胺系統(tǒng)功能失調(diào)假說［4］。從多巴胺系統(tǒng)有關(guān)的代謝酶、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和受體基因上尋找導(dǎo)致精神分裂癥發(fā)生的功能多態(tài)性并進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析(候選基因法)是目前較好的策略之一。多巴胺作為一種內(nèi)源性神經(jīng)遞質(zhì)，主要通過多巴胺受體(dopamine receptor，DRD)調(diào)控其功能。DRD 是能與多巴胺特異性結(jié)合而發(fā)揮其調(diào)節(jié)效應(yīng)的蛋白類物質(zhì)，其基因突變可能導(dǎo)致其表達(dá)量發(fā)生變化，或者與多巴胺結(jié)合能力的改變而與精神分裂癥的發(fā)病相關(guān)。DRD 為7個(gè)跨膜區(qū)域組成的G 蛋白偶聯(lián)受體家族，目前已分離出5 種類型(DRD1～DRD5)。DRD1 基因位于第5 號染色體短臂37 區(qū)5 帶(5p37.5)［5］，全長3 489 bp，在尾狀核、紋狀體及嗅球中表達(dá)最高。精神分裂癥的一個(gè)顯著特征是認(rèn)知功能的癥狀(如注意力缺陷和記憶障礙)。而DRD1 基因在額葉前皮質(zhì)調(diào)控的工作記憶及注意力等認(rèn)知過程中發(fā)揮著重要作用［6］，DRD1 的表達(dá)水平對維持大腦皮質(zhì)區(qū)正常的認(rèn)知功能是非常必要的。目前研究表明DRD1 表達(dá)量降低與認(rèn)知缺損和精神分裂癥的陰性癥狀有關(guān)，精神分裂癥患者的基底神經(jīng)節(jié)中DRD1 的表達(dá)量有一個(gè)明顯的減少［7］。國內(nèi)外許多研究已證實(shí)DRD1基因的多態(tài)性與多種精神行為障礙有關(guān)。Lee等［8］發(fā)現(xiàn)DRD1 基因的rs17799914 與精神分裂癥可能具有關(guān)聯(lián)性，前質(zhì)額葉的多巴胺能功能的缺損導(dǎo)致了精神分裂癥患者的認(rèn)知能力不足。Hoenicka等［9］對 DRD1 基 因 5個(gè) SNPs(rs11746641、rs11749676、rs251937、rs12518222、rs4867798)分析發(fā)現(xiàn)在男性群體中，DRD1 基因的rs11746641 和rs11749676 與精神分裂癥具有相關(guān)性，單倍型分析表明T-A-T-C-T 型可能與保護(hù)作用有關(guān)(P=0.008)，G-G-T-C-C 型可能是危險(xiǎn)因素(P=0.012)，在女性群體中未發(fā)現(xiàn)其與精神分裂癥的相關(guān)性。張晨等［10］發(fā)現(xiàn)DRD1 基因的SNPs(rs4532、rs5326、rs2168631、rs6882300、rs267418)與精神分裂癥的發(fā)生沒有明顯關(guān)聯(lián)性，而在對rs4532 位點(diǎn)的基因分型的關(guān)聯(lián)研究中發(fā)現(xiàn)該多態(tài)性位點(diǎn)可能與精神分裂癥患者執(zhí)行功能損害有關(guān)［11］。而在對波蘭人的研究中發(fā)現(xiàn)，rs4532 位點(diǎn)與精神分裂癥的發(fā)生并無相關(guān)性［12］。Lee等［8］發(fā)現(xiàn)在韓國群體中rs1799914 與精神分裂癥的發(fā)生也具有關(guān)聯(lián)性。

偏執(zhí)型精神分裂癥是精神分裂癥中最為常見的類型，病程發(fā)展較其它類型緩慢，精神衰退現(xiàn)象較不明顯，自發(fā)緩解者較少，但經(jīng)治療則收效較好。我們以中國北方漢族群體中的偏執(zhí)型精神分裂癥患者進(jìn)行病例對照研究，通過DNA 測序檢測DRD1 基因5'端調(diào)控區(qū)及部分外顯子區(qū)域的11個(gè)SNP 位點(diǎn)，探求其與DRD1 基因的相關(guān)性。

1 材料與方法

1.1 樣品 采集中國北方漢族213例健康人(三代以內(nèi)無精神疾病史)血液，其中男112例，女101例，平均年齡(44.5 ±12.3)歲，及中國北方漢族173例偏執(zhí)型精神分裂癥患者的血液，其中男88例，女85例，平均年齡(38.3 ±15.1)歲。其中精神分裂癥患者的血液根據(jù)知情同意原則由遼寧省第三人民醫(yī)院提供;精神分裂癥診斷標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)符合中國精神障礙分類與診斷標(biāo)準(zhǔn)第3 版和美國精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊第4 版。所有被檢者均簽署知情同意書。

1.2 多態(tài)性位點(diǎn)的選擇 應(yīng)用PCR 技術(shù)擴(kuò)增DRD1 基因5'側(cè)翼序列和部分外顯子在內(nèi)的片段，總長度為3 152 bp，擴(kuò)增區(qū)間內(nèi)包含了NCBI 數(shù)據(jù)庫中已報(bào)道的45個(gè)SNP 位點(diǎn)。一條片段擴(kuò)增位置為－3 052 至－1 483 (上游引物:5'-CTGATATGGTGCATGGCTGTT-3';下游引物:5'-ACCTGCGTTGTCTCCAAGTGT-3')，另一條位置為－1 505至+100 (上游引物:5'-GGACACTTGGAGACAACGCAG-3';下 游 引 物:5'-ATGAGCAGCGACAGGAAACAG-3')。采用DNA 測序方法對386例樣品進(jìn)行基因分型，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

1.3 DNA 提取和基因分型 采集外周靜脈血用Chelex-100 法提取DNA，用紫外分光光度計(jì)檢測模板DNA 含量及純度。目的片段采用PCR 方法在DNA 擴(kuò)增儀(MJ Research INC PTC-200)上擴(kuò)增。使用遺傳分析儀(ABI3730XL)應(yīng)用Sanger 雙脫氧鏈末端終止法進(jìn)行測序。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 18.0 軟件計(jì)算基因型頻率和等位基因頻率。應(yīng)用Haploview 4.1 軟件進(jìn)行Hardy-Weinberg 平衡檢驗(yàn)和單倍型分析。對正常群體與偏執(zhí)型精神分裂癥患者組間的基因型與等位基因差異進(jìn)行卡方檢驗(yàn)，采用非置信Logistic 回歸計(jì)算OR 值和95%CI。

2 結(jié)果

2 組人群的所有SNP 位點(diǎn)分布差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＞0.05)，符合Hardy-Weinberg 平衡。2 組間的連鎖不平衡分析顯示下游7個(gè)SNP 位點(diǎn)在一個(gè)單倍型區(qū)域中，而上游的4個(gè)SNP 位點(diǎn)沒有在一個(gè)單倍型區(qū)域，見圖1。2 組11個(gè)SNP 位點(diǎn)的基因型、等位基因頻率分布及統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果見表1。

圖1 DRD1 基因11個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)連鎖不平衡

Bonferroni 矯正后取P ＜0.0056 作為檢驗(yàn)水準(zhǔn)，各SNP 位點(diǎn)的組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。為了避免假陰性結(jié)果，取P ＜0.05 檢驗(yàn)水準(zhǔn)再次進(jìn)行各SNP 位點(diǎn)的組間比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)rs5326 位點(diǎn)基因型頻率分布在疾病組和對照組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，2 組等位基因頻率分布差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＞0.05)。與AA 基因型相比，rs5326 位點(diǎn)

的AG +GG 基因型會(huì)降低偏執(zhí)型精神分裂癥發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn) (OR=0.358，95% CI:0.151～0.851)。另外，在與AA 基因型的比較中，rs4532 位點(diǎn)的AG+GG 基因型也會(huì)降低偏執(zhí)型精神分裂癥發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn) (OR=0.592，95% CI:0.350～1.001)。其余SNP 位點(diǎn)未發(fā)現(xiàn)與偏執(zhí)型精神分裂癥的發(fā)生具有關(guān)聯(lián)性。有研究［9］表明性別差異會(huì)影響多巴胺受體基因與精神分裂癥發(fā)生的相關(guān)性。將本研究中可能與精神分裂癥發(fā)生有關(guān)的位點(diǎn)(rs5326、rs4532)按性別分組后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，在男性群體中，rs5326 位點(diǎn)基因型頻率分布在疾病組和對照組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＜0.05)。在女性群體中，rs4532 位點(diǎn)基因型頻率分布在疾病組和對照組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＜0.05)。見表2。

表1 DRD1 基因11個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)在疾病組和對照組的頻率分布及統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果

表2 rs5326 和rs4532 位點(diǎn)按性別分組后在疾病組和對照組間的分布

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)rs5326 位點(diǎn)的AG +GG 基因型和rs4532 位點(diǎn)的AG+GG 基因型均會(huì)降低偏執(zhí)型精神分裂癥發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。除此之外，rs5326 位點(diǎn)在男性群體中的分布組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而rs4532 位點(diǎn)在女性群體中的分布組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Rs5326 和rs4532 位點(diǎn)位于DRD1 基因的5'端非翻譯區(qū)(5'UTR)，該區(qū)域的堿基序列轉(zhuǎn)錄成RNA 但不翻譯氨基酸。這2個(gè)SNP 位點(diǎn)可能是轉(zhuǎn)錄因子及順式調(diào)控元件的作用區(qū)域，通過對mRNA 的表達(dá)量和穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)來影響DRD1 基因的表達(dá)水平，進(jìn)而使多巴胺能神經(jīng)遞質(zhì)的活性發(fā)生變化。與本研究的結(jié)果相反，有研究報(bào)道DRD1 基因和精神分裂癥沒有關(guān)聯(lián)性［12］。然而有研究表明DRD1 基因與注意力缺陷伴多動(dòng)障礙［13］、雙相情感障礙［13］、尼古丁依賴［14］、酒精依賴［15］等有相關(guān)性，而上述這些疾病或者癥狀都和精神分裂癥的癥狀具有相同或相似的行為表現(xiàn)。造成這種研究結(jié)果差異的可能因素有:種族不同，調(diào)查群體篩選差異，選擇SNP 位點(diǎn)不同，社會(huì)心理因素等。

在本研究發(fā)現(xiàn)rs5326 位點(diǎn)的AG+GG 基因型會(huì)降低偏執(zhí)型精神分裂癥發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，是精神分裂癥的一種保護(hù)因素。但在用多因子降維法軟件(MDR)分析DNMT3B 基因和DRD1 基因交互作用時(shí)，張晨等［16］發(fā)現(xiàn)DNMT3B rs6119954-DRD1 rs5326-rs267418和DNMT3B rs2424908-rs6119954-DRD1 rs5326-rs267418與精神分裂癥均存在顯著性關(guān)聯(lián)(P ＜0.01)，由此提示DNMT3B 與DRD1 基因之間的交互作用能夠顯著增加精神分裂癥的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。這也說明精神分裂癥的發(fā)生是受多個(gè)基因的相互作用，僅從一個(gè)基因的研究是難以解釋其具體的發(fā)病機(jī)理，這是本研究中的不足，也是在今后研究工作中需要注意和改進(jìn)的地方。盡管有研究未發(fā)現(xiàn)rs4532 和精神分裂癥發(fā)生的相關(guān)性，但一個(gè)meta 分析［17］表明DRD1 基因中可能含有改變精神分裂癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的易感性位點(diǎn)，其中rs4532 的OR值為1.18 (95% CI:1.01～1.38)。除此之外，該SNP 位點(diǎn)還與精神分裂癥中的抗精神病藥的治療反應(yīng)，額葉前皮質(zhì)相關(guān)的工作記憶以及認(rèn)知行為［6］等具有關(guān)聯(lián)，這說明rs4532 位點(diǎn)可能與精神分裂癥的病因具有潛在的聯(lián)系。

精神分裂癥的發(fā)病機(jī)制是多種危險(xiǎn)因子參與的，而性別是影響精神分裂癥癥狀的一個(gè)重要因素［18］。

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