上海地區(qū)漢族PTEN基因多態(tài)性與精神分裂癥伴發(fā)2型糖尿病的關(guān)聯(lián)分析☆

陸穎 趙靜 呂欽諭 鮑晨曦 耿瑞杰 程小燕 王穎怡 顧琪李鈺婷 張晨 禹順英 易正輝

DIXON等[1]在美國(guó)調(diào)查發(fā)現(xiàn)接受抗精神病藥物治療的精神分裂癥患者，其糖尿病終身患病率為15%，王智民等[2]的病例回顧研究發(fā)現(xiàn)住院精神分裂癥患者的糖尿病患病率為8.6%。而在一般人群中2型糖尿病患病率僅為3.2%[3]。近年來(lái)的遺傳研究也發(fā)現(xiàn)精神分裂癥患者一級(jí)親屬患有糖尿病的概率遠(yuǎn)高于一般人群[4]。精神分裂癥（schizophrenia，SCZ）和 2 型糖尿?。╰ype 2 diabetes mellitus，T2DM）均和遺傳因素相關(guān)，這兩種疾病是否存在共同的基因調(diào)控，是目前兩者共病的研究方向。有研究顯示第10號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因 （gene of phosphate and tension homology deleted on chromosome ten，PTEN）和精神分裂癥相關(guān)[5]，PTEN基因也和2型糖尿病相關(guān)[6-9]。為探討PTEN基因在精神分裂癥合并2型糖尿病患者中的作用，進(jìn)行以下研究。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 合并與不合并2型糖尿病的精神分裂癥患者（合并組和單純SCZ組）來(lái)自2014年1月1日至2017年3月31日上海市精神衛(wèi)生中心、虹口區(qū)精神衛(wèi)生中心、青浦區(qū)精神衛(wèi)生中心長(zhǎng)期住院精神分裂患者；無(wú)精神疾病的2型糖尿病患者（T2DM組）來(lái)自同期青浦區(qū)中心醫(yī)院內(nèi)分泌科患者；對(duì)照組來(lái)自同期青浦區(qū)中心醫(yī)院體檢的正常人群。入組標(biāo)準(zhǔn)：①年齡18～65歲；②性別不限；③中國(guó)漢族人群，兩系三代無(wú)異族通婚史；④合并組和單純SCZ組符合《美國(guó)精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)第四版》（DSM-IV）中精神分裂癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)，病程超過(guò)5年，使用氯氮平超過(guò)2年的慢性住院患者；⑤合并組和T2DM組符合美國(guó)糖尿病協(xié)會(huì)（ADA）2003版2型糖尿病的臨床診斷；⑥合并組和單純SCZ組患者本人和監(jiān)護(hù)人均簽署知情同意書，T2DM組和對(duì)照組本人簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有精神活性物質(zhì)或非成癮物質(zhì)所致精神障礙者；②有器質(zhì)性精神障礙者；③具有明顯自殺或危及自身或他人的風(fēng)險(xiǎn)者；④有神經(jīng)系統(tǒng)疾病史或其他重大軀體疾病史者；④T2DM組有符合DSM-IV診斷的精神疾病或有精神疾病家族史者；⑤對(duì)照組有符合ADA 2型糖尿病的臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)者，及符合DSM-IV診斷的精神疾病或有精神疾病家族史者。

合并組共納入304例患者，男性173例，女性131例，年齡（54.0±11.2）歲。單純 SCZ 組 287例患者，男性 138 例，女性 149 例，年齡（53.6±9.7）歲。T2DM組206例患者，男性103例，女性103例，年齡（53.2±10.0）歲。 對(duì)照組 205名對(duì)照，男性 114名，女性 91 名，年齡（52.5±8.4）歲。

1.2 研究方法

1.2.1 一般資料采集 采用自編問(wèn)卷，內(nèi)容包括受試者基本人口學(xué)資料，及空腹血糖、用藥情況、病程、住院時(shí)間等臨床資料。因考慮抗精神病藥物對(duì)于血糖的影響不一，為純化樣本，本研究選擇長(zhǎng)期服用氯氮平的精神分裂癥患者。

1.2.2 SNP的選擇 對(duì) HapMap數(shù)據(jù)庫(kù)（release#20c.1www.Hapmap.org）中的中國(guó)北京漢族人群（Chinese Han origin in Beijing，CHB） 數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇，針對(duì)PTEN基因及其上游10 kb，按照微小等位基因頻率＞20%，連鎖不平衡系數(shù)＞0.8，最后挑選出位于PTEN基因上的3個(gè)標(biāo)簽SNP位點(diǎn)，即rs1234225、rs12569998、rs1234223。

1.2.3 外周血DNA提取 各入組對(duì)象留取外周靜脈血5 mL于EDTA抗凝管中，混勻，分裝到2 mL離心管 （全血＜1 mL）和2 mL冷凍管中-80℃保存。采用1 mL血液基因組DNA小量提取試劑盒（上海萊楓生物科技有限公司提供）提取DNA。采用Nanodrop 2000分光光度計(jì)測(cè)量DNA濃度。

1.2.4 基因型檢測(cè) 采用Taqman探針基因分型技術(shù)對(duì) rs1234225、rs12569998、rs1234223 多態(tài)性進(jìn)行檢測(cè)。Taqman SNP Genotyping MasterMix試劑盒（包括 dNTP、PCR緩沖液和 AmpliTaq Gold DNA聚合酶）和SNP Genotyping Product試劑盒（包括引物和探針）購(gòu)自美國(guó)ABI公司。PCR擴(kuò)增和結(jié)果判讀應(yīng)用ABI公司的7900實(shí)時(shí)定量熒光PCR儀進(jìn)行。PCR擴(kuò)增384孔板的反應(yīng)體系為5 μL，包括孔板 20 ng，2×Taqman PCR Master Mix 2.0 μL，40×SNP Assay（包括引物和 FAM/VIC 探針）0.05 μL。PCR擴(kuò)增循環(huán)條件：95℃預(yù)變性10 min；92℃變性15 s，60℃延伸1.5 min，50個(gè)循環(huán)；25℃保存。待PCR反應(yīng)結(jié)束后，繼續(xù)在PCR熒光儀上做等位基因分布檢測(cè)，通過(guò)Allelic Discrimination程序收集反應(yīng)后的淬滅熒光FAM和報(bào)告熒光VIC的信號(hào)強(qiáng)度，探針與相匹配的DNA模板特異性結(jié)合而被AmpliTaqGold DNA聚合酶分解，導(dǎo)致其所帶的熒光增強(qiáng)。應(yīng)用序列檢測(cè)系統(tǒng)（SDS）圖像分析軟件進(jìn)行基因型分析。若只有FAM或VIC熒光增強(qiáng)的樣本，其SNP分型為純合子，若FAM和VIC同時(shí)增強(qiáng)則為雜合子。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 23.0進(jìn)行分析。4組間性別比較采用χ2檢驗(yàn)，年齡比較采用方差分析，LSD法兩兩比較，合并組和單純SCZ組之間的病程、住院時(shí)間、氯氮平劑量、氯氮平服用時(shí)間、血糖等比較應(yīng)用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05，雙側(cè)檢驗(yàn)。基因型、等位基因和單體型運(yùn)用SHEsis軟 件 （http：//analysis.bio-x.cn/SHEsisMain.htm） 分析，3個(gè)SNP位點(diǎn)Hardy-Weinberg平衡檢驗(yàn)采用χ2檢驗(yàn)，等位基因、基因型分布、單體型頻率采用χ2檢驗(yàn)兩兩組間比較，連鎖不平衡 （linkage disequilibrium，LD）分析采用病例—對(duì)照的研究方法OR值分析單體型與精神分裂癥合并2型糖尿病的關(guān)聯(lián)，單體型頻率＜3%不納入分析，檢驗(yàn)水準(zhǔn)用Bonferrini法校正。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 各組間年齡 （F=1.05，P=0.10）、性別（χ2=5.95，P=0.11）差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。合并組的空腹血糖高于單純 SCZ 組（t=3.67，P=0.03），兩組的精神分裂癥病程、住院時(shí)間、氯氮平劑量、氯氮平服用時(shí)間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見(jiàn)表1。

2.2 Hardy-Weinberg平衡檢驗(yàn) 各組基因型分布均符合 Hardy-Weinberg 平衡（P＞0.05）。因此，納入后續(xù)分析。

2.3 基因型分析 在合并組和對(duì)照組之間，rs1234225、rs12569998及rs1234223基因型頻率、等位基因分布差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

合并組和單純SCZ組之間，rs1234223基因型頻率 （χ2=9.13，P=0.01）、 等位基因 （χ2=5.29，P=0.02）分布有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，經(jīng)Bonferroni檢驗(yàn)校正后前者仍有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.03），后者無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.06）；rs12569998 及 rs1234225 等位基因和基因型頻率分布組間均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。

合并組和T2DM組之間，rs1234225基因型分布有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（χ2=6.39，P＜0.01），經(jīng) Bonferroni檢驗(yàn)校正無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.12），rs1234225等位基因分布差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。rs12569998及rs1234223基因型頻率、等位基因分布組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。

在T2DM組和對(duì)照組之間rs1234225、rs12569998及rs1234223基因型頻率、等位基因分布差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見(jiàn)表2。

2.4 單體型分析 TTC單體型在合并組中少于單純 SCZ 組（OR=0.64，95%CI：0.43～0.94，）且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=5.22，P=0.02）。其余各組之間的各單體型分布差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見(jiàn)表3。

3 討論

既往研究發(fā)現(xiàn)，PTEN可改變突觸可塑性和影響神經(jīng)元的遷移和增殖[12-19]，進(jìn)而進(jìn)一步影響神經(jīng)發(fā)育，而精神分裂癥的主流病因觀點(diǎn)為神經(jīng)發(fā)育假說(shuō)，PTEN可能通過(guò)改變神經(jīng)發(fā)育而和精神分裂癥相關(guān)。有研究顯示敲除小鼠PTEN基因能影響肝臟、肌肉、脂肪組織及胰腺β細(xì)胞，改變葡萄糖代謝，和2型糖尿病也相關(guān)[3，20]。為探討精神分裂癥和2型糖尿病的共病基因，本研究選取PTEN基因的 3個(gè)標(biāo)簽SNP位點(diǎn)（rs1234225、rs12569998及rs1234223），用Taqman基因分型技術(shù)對(duì)PTEN基因的SNP位點(diǎn)進(jìn)行基因分型。本研究中合并組和單純SCZ組之間，rs1234223基因型頻率 （P=0.01），等位基因（P=0.02）分布有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，經(jīng)Bonferroni檢驗(yàn)校正后前者仍有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P=0.03），后者無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.06），雖然等位基因經(jīng)過(guò)校正后P值大于0.05，但P值仍較小，這可能和樣本量較小有關(guān)，提示PTEN基因可能是精神分裂癥合并2型糖尿病的易感基因。

表1 合并組和單純SCZ組臨床資料（±s）

表1 合并組和單純SCZ組臨床資料（±s）

1）與單純SCZ組比較，經(jīng)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P＜0.05

組別合并組單純SCZ組n 304 287精神分裂癥病程（年）31.41±9.40 32.17±10.82住院時(shí)間（年）15.32±3.89 14.98±4.15氯氮平劑量（mg)227.76±90.07 215.80±85.83氯氮平服用時(shí)間（月）120.45±14.52 119.87±15.13空腹血糖（mmol/L）5.14±1.571）4.38±0.64

表2 合并組、單純SCZ組、T2DM組、對(duì)照組PTEN基因3個(gè)SNP位點(diǎn)基因型和等位基因分布[n（頻率）]

表3 4組之間PTEN基因rs1234225、rs12569998、rs1234223單體型分析[n（頻率）]

高可潤(rùn)等[5]研究發(fā)現(xiàn)在中國(guó)漢族人群中PTEN基因的常見(jiàn)變異與早發(fā)性精神分裂癥（early-onset schizophrenia,EOS）有關(guān)聯(lián)，rs2299941的突變純合子GG基因型在陰性遺傳模式下能顯著降低EOS的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，提示突變純合子GG可能是EOS的保護(hù)因素，另該研究也發(fā)現(xiàn)PTEN基因rs17562384的突變純合子CC也可增加EOS的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，提示中國(guó)漢族人群PTEN基因多態(tài)性與EOS的發(fā)生有關(guān)[5]。研究還發(fā)現(xiàn)PTEN可以通過(guò)抑制PIP3增加胰島素敏感性并改善胰島素抵抗[3]。此外，F(xiàn)ILIPPI等[8]發(fā)現(xiàn)人類PTEN基因突變可削弱胰島素敏感性增加2型糖尿病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。CAI等[10]曾發(fā)現(xiàn)PTEN基因和精神分裂癥的代謝綜合征有關(guān)，具體機(jī)制為5-HT2C受體和PTEN調(diào)節(jié)通路有交叉調(diào)節(jié)人體代謝和認(rèn)知的功能。

高可潤(rùn)等[5]的研究?jī)H涉及精神分裂癥一種疾病，該研究的SNP位點(diǎn)和本研究的SNP位點(diǎn)不同，本研究補(bǔ)充了他的研究空白，這也是本研究的創(chuàng)新點(diǎn)，且該文獻(xiàn)研究主要關(guān)注早發(fā)性精神分裂癥患者，而本研究對(duì)象是慢性精神分裂癥患者，兩者所研究的對(duì)象有一定差異，但是得出的結(jié)論基本一致，即PTEN基因和精神分裂癥可能有相關(guān)。FILIPPI等[8]的研究?jī)H涉及2型糖尿病一種疾病，得出的結(jié)論是PTEN基因和2型糖尿病相關(guān)。以上兩個(gè)研究支持本研究的結(jié)論，PTEN基因既和精神分裂癥相關(guān)，又和2型糖尿病相關(guān)。CAI等[10]的研究又僅涉及機(jī)制而未進(jìn)行臨床研究。國(guó)內(nèi)外研究中幾乎沒(méi)有兩者共病和PTEN基因關(guān)系的探討，本研究為今后的研究提供了一條新的思路。

本研究的局限及得到部分陰性結(jié)果的可能解釋是：①樣本量有限，在今后的研究中可以擴(kuò)大樣本量進(jìn)行研究；②選取的位點(diǎn)可能并非該疾病的致病位點(diǎn)，而是與致病位點(diǎn)緊密連鎖，今后可以多增加PTEN基因的其他SNP進(jìn)行進(jìn)一步研究；③本研究?jī)H納入上海地區(qū)的漢族人群，沒(méi)有對(duì)不同地區(qū)，不同種族人群進(jìn)行研究；④SCZ和T2DM均是極其復(fù)雜的多基因遺傳病，可能由于多個(gè)致病的微效基因各自作用相對(duì)較小，而單獨(dú)分析時(shí)難以被檢測(cè)；⑤SCZ和T2DM本身存在遺傳異質(zhì)性和臨床異質(zhì)性，多個(gè)不同致病基因均可導(dǎo)致兩種疾病的發(fā)生，同一基因決定多種臨床表型，或多種基因決定同種臨床表型等，所以在今后的研究中可以納入更多的基因，并進(jìn)行多基因的關(guān)聯(lián)研究，也許會(huì)有更多發(fā)現(xiàn)。

[1]DIXON L,WEIDEN P,DELANTY J,et al.Prevalence and correlatesofdiabetesin nationalschizophrenia samples[J].Schizophrenia Bull,2000,26（4）：903-912.

[2]王智民,蔡焯基,湯宜朗,等.503例住院精神分裂癥患者共患糖尿病的調(diào)查[J].臨床精神醫(yī)學(xué)雜志,2008,18（2）：88-90.

[3]MUKUNDAN A,FAULKNER G,COHN T,et al Antipsychotic switching for people with schizophrenia who have neurolepticinduced weight or metabolic problems[J].Cochrane Database Syst Rev,2010,12（12）：CD006629.

[4]MITCHELL AJ,VANCAMPFORT D,SWEERS K,et al.Prevalence of metabolic syndrome and metabolic abnormalities in schizophrenia and related disorders-a systematic review and meta-analysis[J].Schizophr Bull,2013,39（2）：306-318.

[5]高可潤(rùn),張燕霞,張燃,等.中國(guó)漢族人群磷酸酶與張力蛋白同源物基因多態(tài)性與早發(fā)性精神分裂癥的關(guān)聯(lián)研究[J].臨床精神醫(yī)學(xué)雜志,2013,2（6）：365-367.

[6]TSATSOULIS A,MANTZARIS MD,BELLOU S,et al.Insulin resistance：An adaptive mechanism becomes maladaptive in the current environment - An evolutionary perspective[J].Metabolism,2013,62（5）：622-633.

[7]TANTI JF,CEPPO F,JAGER J,et al.Implication of inflammatory signaling pathways in obesity-induced insulin resistance[J].Front Endocrinol（Lausanne） 2012,3（25）：181.

[8]FILIPPI BM,YANG CS,TANG C,et al.Insulin activates Erk1/2 signaling in the dorsal vagal complex to inhibit glucose production[J].Cell Metab,2012,16（4）：500-510.

[9]TERESI RE,ZBUK KM,PEZZOLESI MG,et al.Cowden syndrome-affected patients with PTEN promoter mutations demonstrate abnormal protein translation[J].Am J Hum Genet,2007,81（4）：756-767.

[10]CAI J,YI Z,LU W,et al.Crosstalk between 5-HT2cR and PTEN signaling pathway in atypical antipsychotic-induced metabolic syndrome and cognitive dysfunction[J].Med Hypotheses,2013,80（4）：486-489.

[11]BLAIR PJ,HARVEY J.PTEN：a new player controlling structural and functional synaptic plasticity[J].J Physiol 2012,590（Pt 5）：1017.

[12]GETZ SA,DESPENZA T JR,LI M,et al.Rapamycin prevents,but does not reverse,aberrant migration in PTEN knockout neurons[J].Neurobiol Dis,2016,93（2） ：12-20.

[13]BUSA T,MILH M,DEGARDIN N,et al.Clinical presentation of PTEN mutations in childhood in the absence of family history of Cowden syndrome[J].Eur J PaediatrNeurol,2015,19 （2）：188-192.

[14]VANDERVER A,TONDUTI D,KAHN I,et al.Characteristic brain magnetic resonance imaging pattern in patients with macrocephaly and PTEN mutations[J].Am J Med Genet A,2014,164 A（3）：627-633.

[15]RODRIGUEZ-ESCUDERO I,OLIVER MD,ANDRES-PONSA,et al.A comprehensive functional analysis of PTEN mutations：implications in tumor-and autism-related syndromes[J].Hum Mol Genet,2011,20（21）：4132-4142.

[16]OINUMA I,ITO Y,KATOH H,et al.Semaphorin 4D/Plexin-B1 stimulates PTEN activity through R-RasGTPase-activating protein activity,inducing growth cone collapse in hippocampal neurons[J].J Biol Chem,2010,285（36）：28200-28209.

[17]LI L,LIU F,ROSS AH.PTEN regulation of neural development and CNS stem cells[J].J Cell Bio Chem,2003,88（1）：24-28.

[18]SHI GD,OUYANG YP,SHI JG,et al.PTEN deletion prevents ischemic brain injury by activating the mTOR signaling pathway[J].Biochem Biophys Res Commun,2011,404（4）：941-945.

[19]STEINLECHNER S,STAHLBERG J,VOLKEL B,et al.Co-occurrence of affective and schizophrenia spectrum disorders with PINK1 mutations[J].J Neurol Neurosurg Psychiatry,2007,78（5）：112-117.

[20]MCEVOY JP,MEYER JM,GOFF DC,et al.Prevalence of the metabolic syndrome in patients with schizophrenia：Baseline results from the Clinical Antipsychotic Trials of Intervention Effectiveness （CATIE）Schizophrenia Trial and comparison with national estimates from NHANES III[J].Schizophr Res,2005,80（1）：19-32.