Caspase-9（-1263A/G）多態(tài)性與中國(guó)漢族男性士兵下腰痛的相關(guān)性研究

陳玙炫，吳 波，王炳軍，趙哲媛，陳迎春，張安定

Caspase-9（-1263A/G）多態(tài)性與中國(guó)漢族男性士兵下腰痛的相關(guān)性研究

陳玙炫，吳 波，王炳軍，趙哲媛，陳迎春，張安定

目的 探索凋亡相關(guān)基因Caspase-9（-1263A/G）多態(tài)性與中國(guó)漢族男性士兵的訓(xùn)練性下腰痛及疼痛程度的相關(guān)性。方法 于某步兵團(tuán)和某裝甲團(tuán)分別選取247名和245名中國(guó)男性漢族士兵，按診斷標(biāo)準(zhǔn)分為下腰痛組和對(duì)照組，對(duì)下腰痛組患者進(jìn)行疼痛視覺(jué)模擬量表（visualanaloguescale，VAS）評(píng)分。抽取全部研究對(duì)象的外周靜脈血，提取白細(xì)胞DNA，聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerasechainreaction，PCR）擴(kuò)增，DNA測(cè)序儀檢測(cè)Caspase-9（-1263A/G）位點(diǎn)的基因型，分析該位點(diǎn)與訓(xùn)練性下腰痛是否存在相關(guān)性。結(jié)果 在步兵群體中，下腰痛組AA基因型的分布頻率明顯低于對(duì)照組，而GG基因型的分布頻率要高于對(duì)照組，組間差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）；在裝甲兵群體中，AA基因型在下腰痛組中的分布頻率同樣低于對(duì)照組，GG基因型高于對(duì)照組，組間差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。Caspase-9（-1263A/G）位點(diǎn)與下腰痛士兵VAS評(píng)分的相關(guān)性分析表明，攜帶GG基因型的裝甲兵患者的VAS評(píng)分更高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），下腰痛更為嚴(yán)重，但在步兵群體中不存在這種相關(guān)性，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。結(jié)論 Caspase-9（-1263A/G）多態(tài)性與中國(guó)漢族步兵和裝甲兵的訓(xùn)練性下腰痛相關(guān)，并且與裝甲兵下腰痛患者的嚴(yán)重程度存在相關(guān)性。

半朧氨酸天冬氨酸蛋白酶；多態(tài)性，單核昔酸；腰痛；統(tǒng)計(jì)學(xué)

JSpinalSurg，2015，13（4）：243-246

下腰痛是軍事訓(xùn)練中發(fā)生率較高的訓(xùn)練傷，不僅影響軍事訓(xùn)練的正常進(jìn)行，還消耗大量的醫(yī)療資源［1］。盡管引起軍事訓(xùn)練性下腰痛的可能因素有很多，但其發(fā)生因素和機(jī)制仍不明確。有研究表明，下腰痛的發(fā)生機(jī)制中遺傳因素起到重要的作用［2-3］。

細(xì)胞凋亡是椎間盤(pán)細(xì)胞數(shù)減少的關(guān)鍵因素，有可能是椎間盤(pán)退變和突出的始動(dòng)因素。凋亡的主要執(zhí)行者天冬氨酸特異性半朧氨酸蛋白水解酶（cysteinylaspartatespecificprotease，Caspase）家族能介導(dǎo)級(jí)聯(lián)水解活化反應(yīng)，參與細(xì)胞程序性死亡過(guò)程。Caspase-9能夠調(diào)控配體介導(dǎo)的外源性凋亡途徑和線粒體介導(dǎo)的內(nèi)源性凋亡途徑，其中內(nèi)源性凋亡對(duì)于椎間盤(pán)細(xì)胞尤為重要［4-5］。椎間盤(pán)細(xì)胞數(shù)量的減少會(huì)導(dǎo)致椎間盤(pán)細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子和細(xì)胞外基質(zhì)成分的相對(duì)下降，從而引起椎間盤(pán)本身的退變及周?chē)g帶、終板、軟骨等組織的變化。因此，本研究假設(shè)Caspase-9（-1263A/G）多態(tài)性位點(diǎn)與下腰痛存在相關(guān)性，采用病例對(duì)照研究，探索該多態(tài)性位點(diǎn)在軍事訓(xùn)練性下腰痛及其嚴(yán)重程度中的作用。

1 對(duì)象及方法

1.1 研究對(duì)象

選取中國(guó)漢族男性士兵492名，年齡17～22歲，平均19.76歲。其中步兵247名，裝甲兵245名，軍齡1～4年，可參加正常的軍事訓(xùn)練，服役前曾有下腰痛病史的不納入本研究。按病例對(duì)照研究方法，將研究對(duì)象分為對(duì)照組（n=276；步兵136名，裝甲兵140名）和下腰痛組（n=216；步兵111名，裝甲兵105名）。下腰痛組納入條件：①有持續(xù)＞2周下腰痛病史；②累計(jì)因下腰痛缺席訓(xùn)練≥3d；對(duì)照組納入條件：無(wú)持續(xù)＞3d的下腰痛病史；②無(wú)因軍事訓(xùn)練引起的下腰痛導(dǎo)致的病假史。同一部隊(duì)（團(tuán)）研究對(duì)象的生活方式、飲食條件和作息時(shí)間相同，分別完成各自的訓(xùn)練安排科目。全部病假記錄和醫(yī)療記錄在醫(yī)療機(jī)構(gòu)完整可查。本研究經(jīng)過(guò)軍事醫(yī)學(xué)研究部門(mén)批準(zhǔn)。所有研究對(duì)象知情同意，并簽署知情同意書(shū)。

1.2 SNP位點(diǎn)基因型檢測(cè)

1.2.1 基因組DNA的提取

抽取研究對(duì)象外周靜脈血5mL，構(gòu)椽酸鈉抗凝，采用DNA提取試劑盒（QIAGEN公司，美國(guó)）提取基因組DNA。

1.2.2 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerasechainreaction，PCR）擴(kuò)增

引物序列采用Primer5.0軟件設(shè)計(jì)，由生工生物工程（上海）股份有限公司合成，上游引物為5’-TGCCTGGGACTTAGCAAATG-3’；下游引物為5’-AGATCGCAGTTGACTGTTCCA-3’。PCR反應(yīng)體系10μL，包括：反應(yīng)緩沖液1.0μL，TaqDNA聚合酶0.5μL，dNTPs（10mmol/L）1.0μL，基因組DNA1.0μL，上下游引物各0.2μL，H2O6.1μL。PCR反應(yīng)條件：95℃5min，94℃變性30s，60℃退火30s，72℃延伸45s，共進(jìn)行50個(gè)循環(huán)。

1.2.3 DNA測(cè)序

引物包含Caspase-9（-1263A/G）位點(diǎn)前后120bp左右的堿基，采用DNA測(cè)序分析儀（Applied Biosystems公司，美國(guó)）分析此片段的DNA序列，根據(jù)測(cè)序結(jié)果得到Caspase-9（-1263A/G）位點(diǎn)基因型。

1.3 下腰痛疼痛視覺(jué)模擬量表（visualanalogue scale，VAS）評(píng)分［6］

通過(guò)VAS評(píng)分，量化下腰痛患者治療前的疼痛程度，0～3分表示輕度疼痛，4～6分表示中度疼痛，7～10分表示重度疼痛。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

所有數(shù)據(jù)均應(yīng)用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，定量資料用ˉx±s表示。下腰痛組和對(duì)照組的個(gè)體特征比較采用χ2檢驗(yàn)和t檢驗(yàn)。χ2檢驗(yàn)評(píng)價(jià)樣本是否符合Hardy-Weinberg遺傳平衡定律（Excel）以及下腰痛組和對(duì)照組間的基因型和等位基因型頻率分布差異是否存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并計(jì)算其比值比（oddsratio，OR）值和95％可信區(qū)間。不同基因型間VAS評(píng)分分析采用Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn)。P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 Caspase-9在2個(gè)兵種中的相關(guān)性

2個(gè)兵種的下腰痛組與對(duì)照組間的年齡、身高、體重和吸煙情況比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具體見(jiàn)表1，2。經(jīng)檢驗(yàn)，各組基因型分布頻率符合Hardy-Weinberg遺傳平衡定律。

在步兵群體中，下腰痛組AA基因型的分布頻率明顯低于對(duì)照組，GG基因型的分布頻率要高于對(duì)照組，組間差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），AG基因型分布頻率組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；而在裝甲兵群體中，AA基因型在下腰痛組中分布頻率也要低于對(duì)照組，GG基因型分布高于對(duì)照組，組間差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），AG基因型分布頻率組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具體見(jiàn)表3。這說(shuō)明，Caspase-9（-1263A/G）位點(diǎn)多態(tài)性與軍事訓(xùn)練引發(fā)的下腰痛存在相關(guān)性，且GG基因型是其易感基因型。

表1 步兵個(gè)體特征Tab.1 Characteristicsofinfantr

表2 裝甲兵個(gè)體特征Tab.2 Characteristicsofarmor

表3 各組Caspase-9基因多態(tài)性Tab.3 Caspase-9polymorphismofeachgroup

2.2 Caspase-9（-1263A/G）多態(tài)性與下腰痛VAS分級(jí)的相關(guān)性分析

所有下腰痛患者按VAS評(píng)分系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)分，將下腰痛的疼痛程度分為輕度、中度和重度疼痛。在步兵群體中，Caspase-9（-1263A/G）位點(diǎn)的3種基因型間VAS評(píng)分，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05，見(jiàn)表4）；而在裝甲兵群體中，不同基因型間的VAS評(píng)分，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），攜帶GG基因型的個(gè)體VAS評(píng)分較高，下腰痛更加嚴(yán)重（見(jiàn)表5）。

表4 步兵下腰痛組各基因型VAS評(píng)分Tab.4 VASscoreofeachgenotypeincasegroupofinfantry

表5 裝甲兵下腰痛組各基因型VAS評(píng)分Tab.5 VASscoreofeachgenotypeincasegroupofarmor

3 討論

職業(yè)性下腰痛已成為影響工作和生活的問(wèn)題之一［7-8］。下腰痛的發(fā)生沒(méi)有明顯的發(fā)病年齡，在青年時(shí)期也會(huì)出現(xiàn)，持續(xù)且不易恢復(fù)［9-10］。年輕士兵短期內(nèi)進(jìn)行大強(qiáng)度軍事訓(xùn)練，往往會(huì)引發(fā)相關(guān)的肌肉骨骼系統(tǒng)疾患，訓(xùn)練性下腰痛是影響軍事訓(xùn)練的原因之一。

Caspase能夠同時(shí)介導(dǎo)外源性和內(nèi)源性的細(xì)胞凋亡途徑，其中Caspase-9在內(nèi)源性凋亡途徑中發(fā)揮關(guān)鍵作用。以往的研究表明，Caspase-9基因的多態(tài)性與腫瘤存在相關(guān)性［11-12］；Guo等［13］報(bào)道，Caspase-9（-1263A/G）多態(tài)性在腰椎間盤(pán)疾病中扮演著重要的角色。

本研究發(fā)現(xiàn)在2個(gè)兵種群體中，Caspase-9（-1263A/G）位點(diǎn)的基因型頻率在下腰痛組和對(duì)照組間的分布均存在差異，說(shuō)明該位點(diǎn)與軍事訓(xùn)練性下腰痛存在相關(guān)性。結(jié)果表明，攜帶GG基因型的士兵群體患下腰痛的風(fēng)險(xiǎn)要高于其他基因型，是該位點(diǎn)在訓(xùn)練性下腰痛中的易感基因型；相反，AA基因型作為保護(hù)基因型，使士兵患下腰痛的風(fēng)險(xiǎn)降低。Caspase-9（-1263A/G）多態(tài)性位點(diǎn)位于Caspase-9基因的啟動(dòng)子區(qū)域，可以猜測(cè)此位點(diǎn)通過(guò)影響Caspase-9基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)來(lái)調(diào)控Caspase-9在椎間盤(pán)及周?chē)M織的生物學(xué)作用，進(jìn)而造成不同基因型之間椎間盤(pán)、軟骨、韌帶等組織耐受能力不同，最終導(dǎo)致下腰痛易感性的差異。

本研究將2個(gè)兵種的下腰痛患者進(jìn)行VAS評(píng)分，發(fā)現(xiàn)在裝甲兵群體中，GG基因型下腰痛患者的VAS評(píng)分較AG和AA基因型高，下腰痛更加嚴(yán)重。但是，在步兵群體中卻沒(méi)有得到相同的結(jié)論，各基因型間的評(píng)分并無(wú)差異。這可能與樣本量有關(guān)，也可能與下腰痛發(fā)生因素的交互作用有關(guān)。當(dāng)本研究針對(duì)訓(xùn)練性下腰痛患者進(jìn)行分析時(shí)，各基因型群體的樣本量有一定程度的下降，結(jié)果可能出現(xiàn)一定的偏離。另外，下腰痛是一種病因極為復(fù)雜的疾?。?4］，遺傳因素絕不是唯一的影響因素，環(huán)境因素同樣不可忽視［15］。近期的研究表明，諧振對(duì)下腰痛的發(fā)生有重要的影響作用［16-17］，裝甲兵在軍事訓(xùn)練中接觸諧振的機(jī)會(huì)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于步兵?？梢约僭O(shè)，諧振的存在使遺傳因素對(duì)訓(xùn)練性下腰痛的作用產(chǎn)生一個(gè)放大的效應(yīng)，下腰痛患者的癥狀更明顯。這種環(huán)境—基因交互作用在很多復(fù)雜疾病的發(fā)生機(jī)制中都占有重要位置，當(dāng)然同一種疾病的基因—基因交互作用也不可忽視，這些因素需要在今后的研究中進(jìn)一步的探索。

下腰痛是一個(gè)由病理學(xué)、生物力學(xué)、心理學(xué)和社會(huì)學(xué)等多因素引發(fā)的疾病，隨著醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，遺傳因素在下腰痛的發(fā)生機(jī)制中的地位逐漸提升。本研究分析了Caspase-9（-1263A/G）多態(tài)性與訓(xùn)練性下腰痛的關(guān)系，結(jié)果表明該位點(diǎn)與中國(guó)漢族步兵和裝甲兵的訓(xùn)練性下腰痛存在相關(guān)性，且與裝甲兵下腰痛患者的嚴(yán)重程度有關(guān)。期望本研究能夠明確遺傳因素在訓(xùn)練性下腰痛發(fā)生中的作用，而且可以為選拔士兵和預(yù)防軍事訓(xùn)練傷提供幫助。

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StudyonassociationbetweenCaspase-9（-1263A/G）polymorphismandlowbackpaininChineseHansoldiers

CHENYu-xuan*，WUBo，WANGBing-jun，ZHAOZhe-yuan，CHENYing-chun，ZHANGAn-ding.*Centeroftraumatic orthopedic，154thHospitalofPeople'sLiberationArmy，Luoyang，464000，Henan，China

Objective ToexploretheassociationbetweenCaspase-9（-1263A/G）polymorphismandmilitarytraining relatedlowbackpainwithdifferentseveritiesinChineseHanmalesoldiers.Methods Atotalof247ChineseHanmale soldierswerechosenfromaninfantryregimentand245werechosenfromanarmoredregiment.Allsubjectsweredividedinto casegroupandcontrolgroup.Visualanaloguescale（VAS）scoreswererecordedincasegroup.GenomicDNAwasextracted fromperipheralbloodleukocytesofeachsubjectusingstandardprotocols.TheDNAfragmentcontainingthepolymorphic sequencewasamplifiedbypolymerasechainreaction（PCR）.PCRproductsweregenotypedtodeterminethegenotypeof Caspase-9（-1263A/G）.Whethertherewasanassociationbetweenthegeneticlocusandmilitarytrainingrelatedlowback painwasanalyzed.Results Intheinfantryregiment，AAgenotypewaslowerincasegroupthanthatincontrolgroup（P＜0.01），andGGgenotypeincasegroupwashigherthanthatincontrolgroup（P＜0.01）.Inthearmoredregiment，AA genotypeincasegroupwasalsolowerthanthatincontrolgroup（P＜0.01），andGGgenotypeincasegroupwashigherthan thatincontrolgroup（P＜0.01）.ThearmorwithGGgenotypescoredhigheronVASscores（P＜0.05）.However，therewas noassociationbetweenthepolymorphismandpainseveritiesamongtheinfantry（P＞0.05）.Conclusion Thereisan associationbetweenCaspase-9（-1263A/G）polymorphismandmilitarytrainingrelatedlowbackpaininChineseHaninfantry andarmor.Inaddition，Caspase-9（-1263A/G）polymorphismwasassociatedwithpainseverityinthearmor.

Caspases；Polymorphism，singlenucleotide；Lowbackpain；Statistics

R345

A

1672-2957（2015）04-0243-04

】

10.3969/j.issn.1672-2957.2015.04.012

2014-03-12）

（本文編輯 張建芬）

陳玲炫（1987—），碩士，醫(yī)師

464000 河南，解放軍154醫(yī)院創(chuàng)傷骨科中心（陳玲炫，吳波，王炳軍，陳迎春，張安定）；河南省洛陣市中心醫(yī)院整形外科（趙哲媛）

吳波 13569755078@163.com