HHEX基因多態(tài)性與中國北方漢族人群精神分裂癥及合并2型糖尿病發(fā)病的遺傳學研究

趙曉霞，恵　李，王嘉欣，杜偉利，趙鑫麗，王珍琦，劉　揚，張　萱*

(1.吉林大學第二醫(yī)院 腎病內科&吉林省糖尿病并發(fā)癥研究工程實驗室，吉林 長春130041；2.吉林大學公共衛(wèi)生學院 衛(wèi)生部放射生物學重點實驗室，吉林 長春130021；3.溫州醫(yī)科大學溫州康寧醫(yī)院 精神健康研究所，浙江 溫州325000)

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*通訊作者

HHEX基因多態(tài)性與中國北方漢族人群精神分裂癥及合并2型糖尿病發(fā)病的遺傳學研究

趙曉霞1，恵李2，3，王嘉欣1，杜偉利2，趙鑫麗1，王珍琦2，劉揚2，張萱1*

(1.吉林大學第二醫(yī)院 腎病內科&吉林省糖尿病并發(fā)癥研究工程實驗室，吉林 長春130041；2.吉林大學公共衛(wèi)生學院 衛(wèi)生部放射生物學重點實驗室，吉林 長春130021；3.溫州醫(yī)科大學溫州康寧醫(yī)院 精神健康研究所，浙江 溫州325000)

摘要：目的探討2型糖尿病易感基因HHEX與中國漢族人群2型糖尿病、精神分裂癥以及精神分裂癥合并2型糖尿病發(fā)病的關系。方法采用群體遺傳學研究策略，以中國北方漢族人群331例精神分裂癥患者、166例精神分裂癥合并2型糖尿病患者、229例單純2型糖尿病患者和389例健康對照個體為研究對象，采用TaqMan探針方法檢測HHEX基因rs1111875位點基因型。結果擬合優(yōu)度χ2 檢驗分析顯示rs1111875基因型頻數(shù)分布在上述4個群體中均符合Hardy-Weinberg平衡定律(P>0.05);Pearson χ2檢驗顯示HHEX基因rs1111875位點等位基因、基因型頻率在上述4組中差異顯著(χ2=14.770，df=3,P=0.002；χ2=15.102，df=6,P=0.019)。遺傳學關聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)，與健康對照組比較，單純2型糖尿病組rs1111875位點等位基因頻率差異顯著(χ2=3.905，P=0.048)，單純精神分裂癥組或精神分裂癥合并2型糖尿病組，rs1111875位點等位基因、基因型頻率均無顯著差異(P>0.05)，結論HHEX基因rs1111875位點與中國北方漢族人群2型糖尿病發(fā)病相關聯(lián)，而與精神分裂癥以及精神分裂癥合并2型糖尿病發(fā)病無關聯(lián)。

關鍵詞：HHEX；精神分裂癥；2型糖尿??；共享候選基因；rs1111875

(ChinJLabDiagn,2016,20:0714)

HHEX基因(hematopoietically expressed homeobox,HHEX)定位于 10q23.33，全長5.7 Kb，有4個內含子[1]。編碼的homeobox是轉錄因子家族成員，可作為干細胞增強子，促進血液和內皮發(fā)育[2]。研究表明，HHEX基因可能參與多種疾病的發(fā)生與發(fā)展，如2型糖尿病[3]、甲狀腺腫瘤[4]和類風濕性關節(jié)炎[5]等。近年來，多項研究已經(jīng)證實，HHEX基因是2型糖尿病的易感基因之一[3，6，7]。

2004年，Lamberti 等[8]在一個回顧性研究中發(fā)現(xiàn)，436名精神分裂癥患者中17%有2型糖尿病家族史，其中陽性家族史者，糖尿病的發(fā)病率為33%，而家族史為陰性的患者發(fā)病率僅為10%。新近一項有關精神分裂癥患者2型糖尿病患病率的meta分析研究[9]顯示，精神分裂癥患者中有10%患有2型糖尿病，精神分裂癥患者2型糖尿病的相對危險度是一般人群的2.5倍。精神分裂癥患者容易出現(xiàn)肥胖、代謝綜合征及2型糖尿病，2型糖尿病病人也往往伴發(fā)認知損害、抑郁、焦慮、神經(jīng)衰弱和情感不穩(wěn)定等。這些研究結果提示，精神分裂癥與2型糖尿病之間存在較強的遺傳相關性，可能具有共享易感基因。

本研究采用病例-對照關聯(lián)研究方法，在中國北方漢族人群中探討2型糖尿病易感基因HHEX與精神分裂癥、以及精神分裂癥合并2型糖尿病發(fā)病的關系。

1資料與方法

1.1研究對象所有樣本均為中國北方漢族人。精神分裂癥患者(SCZ組) 331例，平均年齡(39.55±12.16)歲，來自吉林省長春市心理醫(yī)院，經(jīng)2位經(jīng)驗豐富的臨床醫(yī)師按照國際疾病分類標準第10版(ICD-10)精神分裂癥診斷標準確診為精神分裂癥；精神分裂合并2型糖尿病患者(SCZ+T2DM組) 166例，平均年齡(38.57±11.76)歲；單純2型糖尿病患者(T2DM組) 229例，符合2型糖尿病診斷標準，平均年齡(39.66±11.84)歲；健康對照個體(Control組) 389例，來源于醫(yī)院工作人員及健康獻血者，平均年齡(38.61±13.27)歲，身體健康，無嚴重的軀體疾病，無精神疾病及精神疾病家族史。

1.2樣本的收集和保存上述單純精神分裂癥患者、精神分裂癥合并2型糖尿病患者、單純2型糖尿病患者與健康對照個體經(jīng)知情同意后，采集外周靜脈血5 ml，-20℃分裝保存至提取基因組DNA。

1.3基因組DNA提取采用天根DNA純化試劑盒提取基因組DNA。應用核酸-蛋白分析儀測量260 nm和280 nm吸光值，計算基因組DNA的濃度和純度，用1/10 TE緩沖液將DNA稀釋成20 ng·μl-1。

1.4引物和探針設計與合成rs1111875位點的引物和TaqMan探針由美國AB life公司訂制，編號為C_11214581_10。

1.5基因型檢測采用TaqMan-PCR(ABI PRISM 7900HT sequence detection system)方法進行基因分型，建立基因分型數(shù)據(jù)庫。PCR反應體系為 5 μl：TaqMan Universal PCR Master Mix(2 x)2.5 μl；Probe/Primer mix 0.125 μl；DNA template(20 ng/μl)1 μl；雙蒸水 1.375 μl。以無核酸酶的雙蒸水做空白對照。PCR循環(huán)參數(shù)設置為：95℃10 min→(95℃30 sec→60℃1 min)×40個循環(huán)。

1.6數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)管理和分析。應用擬合優(yōu)度χ2檢驗分析基因型分布頻率是否符合Hardy-Weinberg平衡定律，應用χ2檢驗進行等位基因、基因型的關聯(lián)分析。

2結果

2.1Hardy-Weinberg平衡檢驗

擬合優(yōu)度χ2檢驗結果表明，HHEX基因 rs1111875位點GG、GA、AA三種基因型頻數(shù)分布在單純精神分裂癥患者、精神分裂癥合并2型糖尿病患者、單純2型糖尿病患者及健康對照組中均符合Hardy-Weinberg 遺傳平衡定律(P>0.05)，說明本研究所應用的樣本來自于隨機婚配群體，見表1。

表1　HHEX基因 rs1111875位點 Hardy-Weinberg平衡分析結果

2.2HHEX基因rs1111875位點的等位基因、基因型分布頻率比較

HHEX基因rs1111875位點的等位基因、基因型分布頻率在單純精神分裂癥、精神分裂癥合并2型糖尿病、單純2型糖尿病及健康對照組四組間差異顯著(χ2=14.770，P=0.002；χ2=15.102，P=0.019)，提示HHEX基因多態(tài)性可能與中國北方漢族人群精神分裂癥或2型糖尿病發(fā)病相關聯(lián)，見表2、表3。

表2　HHEX基因rs1111875位點的等位基因分布頻率比較

表3　HHEX基因rs1111875位點的基因型分布頻率比較

2.3遺傳學關聯(lián)分析

χ2檢驗結果顯示，單純精神分裂癥組與健康對照組比較，HHEX基因rs1111875位點的等位基因和基因型頻率分布無顯著差異(χ2=2.879，P=0.090，OR=0.82；χ2=2.976，P=0.226)；精神分裂癥合并2型糖尿病組與健康對照組比較，HHEX基因rs1111875位點的等位基因和基因型頻率分布也無顯著差異(χ2=2.625，P=0.105，OR=1.26；χ2=2.601，P=0.272)；單純2型糖尿病組與健康對照組比較，rs1111875位點等位基因頻率分布差異顯著(χ2=3.905，P=0.048，OR=1.28)，2型糖尿病組G等位基因頻率顯著高于健康對照組，但基因型分布差異不顯著(χ2=4.431，P=0.109)。這些結果提示，HHEX基因rs1111875位點多態(tài)性與中國北方漢族人群2型糖尿病發(fā)病相關聯(lián)，而與中國北方漢族人群精神分裂癥、精神分裂癥合并2型糖尿病發(fā)病無關聯(lián)，見表4、表5。

表4　HHEX基因rs1111875位點等位基因與精神分裂癥、精神分裂癥合并2型糖尿病及單純2型糖尿病的遺傳學關聯(lián)分析

表5　HHEX基因rs1111875位點基因型與精神分裂癥、精神分裂癥合并2型糖尿病及單純2型糖尿病的關聯(lián)分析

3討論

精神分裂癥與2型糖尿病都是世界公認的重大公共衛(wèi)生問題。遺傳流行病學研究發(fā)現(xiàn)，精神分裂癥患者中2型糖尿病的患病率是一般人群的2-3倍[10]。有學者推測，精神分裂癥患者2型糖尿病的發(fā)病率高，可能與使用抗精神病藥物有關，屬于抗精神病藥物治療的副作用。但后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，排除抗精神病藥物的混雜效應，在未服用抗精神病藥物的首發(fā)精神分裂癥中，2型糖尿病發(fā)病率增高[11，12]。排除精神分裂癥和2型糖尿病之間可能的因果關系，精神分裂癥患者一級親屬的糖耐量受損(impaired glucose tolerance,IGT)也顯著高于與健康對照組[13]。提示遺傳學因素可能是二者共同發(fā)病的根本原因，二者可能存在共享易感基因或二者致病基因緊密連鎖。

近年來，人類全基因組關聯(lián)研究(Genome-wide association study,GWAS)的不斷進展，為精神分裂癥和2型糖尿病共享易感基因研究帶來了新的思路和機遇，研究者期待GWAS能提供更多二者共享易感基因的線索。Irvin等[14]以2型糖尿病易感基因TCF7L2、CAPN10和ENNP1為候選基因進行關聯(lián))研究，發(fā)現(xiàn)攜帶TCF7L2基因rs7903146位點T等位基因的個體患2型糖尿病的風險顯著增加，證實TCF7L2基因不僅與單純2型糖尿病相關聯(lián)，而且與精神分裂癥合并的2型糖尿病相關聯(lián)。本項目組在既往研究中發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病易感基因IGF2BP2與精神分裂癥發(fā)病相關聯(lián)[15]。

HHEX也是經(jīng)典的2型糖尿病易感基因之一。2007年，Sladek等[16]在法國人群中進行全基因組關聯(lián)研究，發(fā)現(xiàn)HHEX基因(rs1111875位點)為T2DM的易感基因。Horikoshi等[17]在日本人群中研究證實HHEX基因rs1111875位點與T2DM強相關(OR=1.30，95% CI 1.11-1.52，P=0.0013)。經(jīng)BMI(body mass index)分組分析后，發(fā)現(xiàn)BMI高的OR值也高(OR=1.51，95%CI 1.16-1.98，P=0.0025)，提示HHEX基因rs1111875位點的危險等位基因在高BMI人群中更易引發(fā)糖尿病。Tan等[18]對新加坡的中國人群、馬來人群和亞裔印第安人三種人群進行病例-對照研究，發(fā)現(xiàn)HHEX基因rs1111875單核苷酸多態(tài)性與中國人(OR=1.15,P=0.013)和馬來人(OR=1.12，P=0.044)的 T2DM 具有相關性。近年，國內也有大量報道HHEX基因rs1111875位點與中國人群T2DM及其臨床表型的相關性。Zhou等[19]對 3953例中國南方漢族人群進行病例-對照研究，發(fā)現(xiàn)在校正年齡、性別和BMI之后，rs1111875位點仍然顯示出與T2DM強相關(OR=1.15,95% CI 1.04-1.28，P=0.009)。并且，rs1111875位點還與中國人群空腹血清甘油三酯水平、糖調節(jié)受損相關?？傊?，HHEX基因多態(tài)性與T2DM的相關性已經(jīng)在不同種族人群中獲得證實。但是，與其他遺傳學研究一樣，也有不一致報道，如在非裔美國人和印度人群中的陰性結果，可能與生活方式、遺傳背景、環(huán)境因素、研究樣本量等多種因素有關。

本研究以中國北方漢族人群單純精神分裂癥、單純2型糖尿病、精神分裂癥合并2型糖尿病和健康對照為研究對象，探討2型糖尿病易感基因HHEX與精神分裂癥以及精神分裂癥合并2型糖尿病發(fā)病的相關性。研究發(fā)現(xiàn)，HHEX基因rs1111875位點等位基因、基因型頻率在上述4組中差異顯著(χ2=14.770，P=0.002；χ2=15.102，P=0.019)。遺傳學分析發(fā)現(xiàn)，與健康對照組比較，單純2型糖尿病組rs1111875位點等位基因頻率差異顯著(χ2=3.905，P=0.048)，單純精神分裂癥組或精神分裂癥合并2型糖尿病組，rs1111875位點等位基因、基因型頻率均無顯著差異(P>0.05)，證實HHEX基因是中國北方漢族人群2型糖尿病易感基因，但HHEX基因rs1111875位點與精神分裂癥以及精神分裂癥合并2型糖尿病無關聯(lián)，不是中國北方漢族人群2型糖尿病和精神分裂癥共享易感基因位點。

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Study of the HHEX gene polymorphism in schizophrenia patients with type-2 diabetes in a Chinese Han population

ZHAOXiao-xia1,HIULi2，3,WANGJia-xin1,etal.

(1.ResearchCenterforDiabeticComplicationandDepartmentofNephrology,TheSecondHospital,JilinUniversity,Changchun130041，China;2.SchoolofPublicHealthandMHRadiobiologyResearchUnit,JilinUniversity,Changchun130021，China;3.InstituteofKangningMentalHealth,WenzhouKangningHospital,WenzhouMedicalUniversity,Wenzhou325000，China)

Abstract:ObjectiveTo investigate the association of the HHEX gene with type-2 diabetes (T2D),schizophrenia and T2D developed in patients with schizophrenia.MethodsA strategy of population-based genetic research was applied for the present study.TaqMan protocol was used to genotype rs1111875 present in the HHEX gene in 331 patients with schizophrenia,166 of whom developed T2D,229 patients with T2D only and 389 controls.ResultsThe goodness-of-fit χ2 test showed that the genotypic distribution of rs1111875 was in Hardy-Weinberg equilibrium in all 4 study populations.Pearson χ2 test revealed a significant difference in allelic and genotypic frequencies among these 4 study populations (χ2=14.770，df=3,P=0.002 for allelic association；χ2=15.102，df=6,P=0.019 for genotypic association),in which the frequency of rs1111875-G minor allele was significantly higher in the T2D group than the control group (χ2=3.905，P=0.048),although there was no difference in allelic and genotypic frequencies between any other groups.ConclusionThe HHEX gene is associated only with T2D but neither with schizophrenia nor with T2D that was developed in patients with schizophrenia in the Chinese Han population from northern China.

Key words:HHEX;Schizophrenia;type 2 diabetes mellitus;co-shared susceptibility gene;rs1111875

基金項目：吉林省科技發(fā)展計劃項目(20150101157JC、20160519015JH)、吉林省教育廳“十二五”科學技術研究項目(吉教科合字[2015]第520號)、吉林省衛(wèi)生科研計劃項目(2013Z031)、吉林大學白求恩計劃B項目(2012228)

文章編號：1007-4287(2016)05-0714-05

中圖分類號：R587.1

文獻標識碼：A

(收稿日期：2015-11-25)