CD157/BST1基因多態(tài)性與孤獨癥譜系障礙發(fā)生風險關系研究*

何美玲 張 麗 徐建坤 張林霞

孤獨癥譜系障礙(Autism Spectrum Disorder，ASD)是一種神經(jīng)發(fā)育障礙性疾病，是兒童精神類疾病中最嚴重的一種，一般男童患病率是女童的4～5倍，患病兒童表現(xiàn)出社會交流障礙、語言交流障礙和重復刻板行為，嚴重危害兒童身心健康[1]。ASD病因目前尚未完全闡明，臨床治療仍以特殊教育訓練為主，但若診斷或干預治療不及時會導致ASD伴隨患兒一生，嚴重影響患兒成年后生活質量，這在重癥ASD患兒中尤為突出[2]。因此闡明ASD易感因素對早期診斷、預防及治療ASD具有十分重要的臨床意義。CD157也稱為骨髓基質抗原1(Bone Marrow Stromal Antigen1，BST1)，已被證實作為一種信號分子在人粒細胞極化、遷移、分裂中起重要作用，參與多種疾病發(fā)病機制[3]。近年來研究表明，CD157/BST1基因多態(tài)性與帕金森發(fā)病有關，CD157/BST1基因缺陷小鼠表現(xiàn)出焦慮相關抑郁樣行為，提示CD157/BST1基因可能與神經(jīng)異常性疾病有關[4,5]。本研究在前人研究基礎上，分析CD157/BST1基因rs4301112位點單核苷酸多態(tài)性(Single Nucleotide Polymorphism，SNP)與ASD患兒病情嚴重程度及發(fā)生風險的關系?，F(xiàn)報告如下。

1 對象與方法

1.1 對象 選取2017年4月～2019年11月在濮陽惠民醫(yī)院就診的102例ASD患兒作為研究組，ASD診斷由兩位經(jīng)驗豐富的兒童精神病學專家通過對受試兒童父母訪談和對受試兒童行為觀察進行確診，均符合美國精神障礙診斷與統(tǒng)計手冊第五版(DSM-V)中ASD診斷標準[6]；排除智力發(fā)育障礙、兒童精神分裂癥、嬰兒癡呆(Heller綜合征)、埃斯博格綜合征(Asperger綜合征)等其他全面發(fā)育障礙及社會心理因素、耳聾等所引起的類似ASD癥狀。另選擇100名無精神發(fā)育遲滯、注意缺陷多動障礙、抽動障礙等神經(jīng)發(fā)育障礙的兒童志愿者為對照組。排除合并全身其他系統(tǒng)疾病兒童。研究組102例ASD患兒中，男59例，女43例，平均年齡(11.68±2.64)歲，出生時母親年齡(29.17±1.38)歲，剖宮產(chǎn)61例(59.80%)，母親接受高中以上教育80例(78.43%)；對照組100名兒童志愿者中男55名，女45名，平均年齡(12.11±2.78)歲，出生時母親年齡(28.86±1.29)歲，剖宮產(chǎn)57名(57.00%)，母親接受高中以上教育86名(86.00%)。兩組兒童性別、平均年齡、出生時母親年齡、剖宮產(chǎn)及母親接受高中以上教育等一般資料比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。本研究獲得受試兒童家屬同意并簽署知情同意書，經(jīng)濮陽惠民醫(yī)院倫理委員會批準。

1.2 方法

1.2.1 兒童孤獨癥評定量表(Child Autism Rating Scale，CARS)評分及分組 使用CARS對ASD患兒病情進行評定[7]，CARS包括人際關系、模仿行為、情感反應、奇異的身體動作或儀式化的行為、視覺反應、聽覺反應、智力功能等15項內容，每項內容包括：正常(1分)表示兒童行為在該年齡段兒童中屬于正常，輕微不正常(2分)表示兒童行為與同齡期兒童相比輕微不正常，很不正常(3分)和極度不正常(4分)4個評分項。評分標準：總分<30分表示無ASD；30～37分有輕到中度ASD；38～60分有重度ASD。根據(jù)CARS評分結果，將102例研究組患兒分為輕中度組66例，重度組36例。

1.2.2 CD157/BST1基因位點rs4301112基因型檢測 采集受試兒童肘靜脈血2 ml，加入EDTA抗凝，使用血液DNA提取試劑盒(北京天根生化科技有限公司)提取血液樣本基因組DNA，使用UV-1800紫外可見分光光度計(上海島津實驗器材有限公司)檢測基因組DNA濃度及A260/A280值，并調整DNA濃度為50 ng/μl。以1 μl血液樣本基因組DNA為模板，進行PCR擴增CD157/BST1基因位點rs4301112片段，PCR反應條件：94 ℃預變性5 min；94 ℃變性30 s，55 ℃退火30 s，72℃延伸1 min，共45個循環(huán)；72 ℃延伸5 min；4 ℃保存。2.5%瓊脂糖凝膠電泳分離PCR產(chǎn)物，使用瓊脂糖凝膠回收試劑盒(北京天根生化科技有限公司)回收純化目的基因。采用Sanger測序法進行測序，應用軟件GeneMapper4.0分析CD157/BST1基因位點rs4301112的SNP。

1.2.3 統(tǒng)計學方法 應用統(tǒng)計學軟件SPSS 24.0分析數(shù)據(jù)，對基因型和等位基因分布頻率進行Hardy-Weinberg平衡檢驗，計數(shù)資料用百分數(shù)表示，組間比較行χ2檢驗或Fisher精確檢驗，計量資料用平均數(shù)±標準差表示，兩組間比較采用兩獨立樣本t檢驗，采用Logistic回歸模型分析不同基因型與ASD發(fā)病風險的關系，以P<0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 CD157/BST1基因位點rs4301112基因型及等位基因分布頻率 兩組CD157/BST1基因位點rs4301112基因型及等位基因分布符合Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)，具有代表性。研究組AA基因型分布頻率低于對照組(P<0.05)，AG基因型分布頻率高于對照組(P<0.05)；兩組等位基因分布頻率比較差異存在統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 CD157/BST1基因位點rs4301112基因型及等位基因分布頻率[n(%)]

2.2 CD157/BST1基因位點rs4301112隱性/顯性基因型分布頻率 顯性模式下，兩組基因型分布頻率比較差異存在統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表2。

2.3 CD157/BST1基因位點rs4301112基因型分布與ASD嚴重程度關系 重度組AA基因型分布頻率低于輕中度組(P<0.05)，AG基因型分布頻率高于輕中度組(P<0.05)；輕中度組和重度組等位基因分布頻率比較差異存在統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 CD157/BST1基因位點rs4301112基因型分布與ASD嚴重程度關系[n(%)]

2.4 CD157/BST1基因位點rs4301112多態(tài)性與ASD發(fā)生風險的關系 通過將AA、GG、AG+AA、AG+GG基因型以及年齡、出生時母親年齡、母親受教育年限、剖宮產(chǎn)等因素作為自變量，以是否發(fā)生ASD作為因變量進行多因素回歸分析，發(fā)現(xiàn)AG+GG基因型是ASD發(fā)生的危險因素(P<0.05)。見表4。

表4 CD157/BST1基因位點rs4301112多態(tài)性與ASD發(fā)生風險的關系

3 討論

據(jù)報道，近年來兒童ASD患病率呈逐年上升趨勢，早期未經(jīng)及時診斷、干預治療的患兒具有較高終身殘疾率[8]。目前關于引起ASD的原因尚未完全闡明，普遍認為其可能是由遺傳、病毒感染、孕產(chǎn)期危險因素等多種因素造成的特定腦結構或腦功能損傷所致[9,10]。近年來，隨著全基因組測序技術的發(fā)展，多項證據(jù)證實，基因SNPs與ASD易感性有關[11,12]。

CD157最初被發(fā)現(xiàn)在類風濕關節(jié)炎患者骨髓基質細胞系中表達增強，是一種支持前B細胞生長的細胞表面分子[13]。以往CD157功能研究多集中在炎癥和免疫系統(tǒng)，證實CD157/BST1在體液免疫反應、中性粒細胞遷移和造血干細胞支持中發(fā)揮多種作用，其還參與各種疾病的發(fā)病機制，如類風濕性關節(jié)炎中B淋巴細胞存活，白血病進展和人卵巢癌細胞轉移[14,15]。近年來越來越多的研究表明，人類染色體4p15上CD157/BST1基因的SNP是帕金森病的危險因素，證實CD157可能在胚胎和成人神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)揮作用[16]。但CD157/BST1基因多態(tài)性與ASD的關系研究尚不多。Shigeru Y等[17]檢測CD157/BST1基因的93個SNP與ASD的關系，發(fā)現(xiàn)rs4301112和rs28532698位點SNP可能與ASD易感性有關。本研究結果證實，研究組AA基因型分布頻率低于對照組，AG基因型分布頻率高于對照組，兩組等位基因分布頻率比較差異有統(tǒng)計學意義，提示CD157/BST1基因rs4301112位點遺傳變異可能與ASD發(fā)生有關。進一步分析發(fā)現(xiàn)，顯性模式下，研究組和對照組基因型分布頻率比較差異有統(tǒng)計學意義，而隱性模式下兩組基因型分布頻率比較差異無統(tǒng)計學意義，與Shigeru Y等[17]支持隱性模型不同，這可能與地理環(huán)境因素有關。

ASD的臨床干預治療越早越好，尤其對程度較嚴重的ASD患兒，2歲時給予及時干預會有較好的成效，但超過3歲后干預治療效果較差，可能會導致ASD伴隨終生，給家庭帶來嚴重精神和經(jīng)濟負擔。BST1是一種糖基磷脂酰肌醇，在細胞膜外錨定核糖環(huán)化酶催化環(huán)化腺苷二磷酸核糖生成，是維持細胞內Ca2+穩(wěn)態(tài)的重要因子[18]。研究表明，Ca2+穩(wěn)態(tài)失衡可導致多巴胺能神經(jīng)元變性，且Ca2+對突觸前膜釋放神經(jīng)遞質等神經(jīng)元電活動至關重要[19,20]。本研究發(fā)現(xiàn)，重度組AA基因型分布頻率低于輕中度組，AG基因型分布頻率高于輕中度組，輕中度組和重度組等位基因分布頻率比較差異存在統(tǒng)計學意義，說明不同嚴重程度的ASD患兒在同一基因位點的基因型分布可能不同，患兒間具有較強異質性。因此，檢測CD157/BST1基因位點rs4301112基因型分布還可能有助于鑒別ASD嚴重程度，對改善ASD神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、改善患兒預后十分重要。本研究Logistic回歸模型分析顯示，CD157/BST1基因rs4301112位點AG+GG基因型是ASD發(fā)生的危險因素，提示CD157/BST1基因變異可能誘導或加重ASD發(fā)生。這可能與CD157/BST1基因變異破壞神經(jīng)元結構和功能完整有關。

綜上所述，CD157/BST1基因rs4301112位點AG+GG基因型與ASD發(fā)生風險及病情嚴重程度有關。但本研究存在樣本量較小，未考慮環(huán)境因素等不足，此外未考慮基因SNPs與環(huán)境和人群種族差異關系。因此，CD157/BST1基因多態(tài)性與ASD的關系還需進行大樣本量、多中心的研究證實。