河南農(nóng)村漢族人群ABO基因rs507666和rs651007多態(tài)性與2型糖尿病的關(guān)系

何亞玲，劉曉田，鄭旖銓，常高華，侯 建，霍文倩，毛振興，王重建

1)鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院流行病學(xué)教研室 鄭州 450001 2)鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院環(huán)境衛(wèi)生學(xué)教研室 鄭州 450001

2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)是由遺傳因素和環(huán)境因素共同引起的、以高空腹血糖(fasting plasma glucose，F(xiàn)PG)為主要病理特征的一種代謝紊亂綜合征，占糖尿病病例的90%以上，其高發(fā)病率和致殘率對(duì)全球健康構(gòu)成了重大威脅[1-2]。2021年全球20～79歲糖尿病患病人數(shù)為5.366億(10.5%)，預(yù)計(jì)到2045年患病人數(shù)將上升至7.837億(12.2%)[3-4]。作為糖尿病患者最多的國(guó)家，2021年我國(guó)20～79歲成年糖尿病患病人數(shù)為1.409億(10.6%)[4]。T2DM是一種不可治愈的復(fù)雜的慢性疾病，遺傳因素決定了其人群患病風(fēng)險(xiǎn)[5-6]。此前有研究[7]發(fā)現(xiàn)ABO基因的常見變異rs507666和rs651007與較高的FPG水平相關(guān)，且rs507666變異與較高的T2DM風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。然而，一項(xiàng)來自歐洲血統(tǒng)的女性護(hù)士健康的巢式病例對(duì)照研究[8]表明ABO基因多態(tài)性位點(diǎn)(如rs651007)與T2DM風(fēng)險(xiǎn)無相關(guān)性。鑒于不同人群的遺傳背景和生活環(huán)境存在差異，ABO基因多態(tài)性與T2DM的相關(guān)研究結(jié)果并不能直接外推至中國(guó)人群。本文擬利用課題組前期建立的“河南農(nóng)村隊(duì)列研究”[9]，分析ABO基因rs507666和rs651007基因型及相應(yīng)的遺傳風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分(genetic risk score，GRS)[10]與T2DM患病風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系。

1 對(duì)象與方法

1.1 調(diào)查對(duì)象研究對(duì)象來自河南農(nóng)村隊(duì)列研究基線調(diào)查人員(注冊(cè)號(hào)：ChiCTR-OOC-15006699)[9]。參照1999年WHO的標(biāo)準(zhǔn)以及2009年ADA的標(biāo)準(zhǔn)定義T2DM(即FPG≥7.0 mmol/L，或研究對(duì)象自我報(bào)告有糖尿病史且最近兩周正在進(jìn)行降糖治療)，同時(shí)排除了其他類型的糖尿病。T2DM病例與對(duì)照均來自2016年河南省駐馬店市現(xiàn)場(chǎng)，按照同性別、年齡±3歲的原則進(jìn)行1∶1匹配。排除癌癥及腎功能衰竭等疾病患者、DNA提取質(zhì)量不合格或基因分型失敗者，最終有1 296名研究對(duì)象納入分析。通過查詢Pubmed獲得ABO基因rs507666和rs651007的微小等位基因頻率(MAF)分別為0.141 4和0.161 3。根據(jù)預(yù)期OR=1.5，檢驗(yàn)水準(zhǔn)(雙側(cè))為0.05，設(shè)置病例組與對(duì)照組暴露的相關(guān)系數(shù)為0.2，應(yīng)用PASS 15中的匹配設(shè)計(jì)的病例對(duì)照兩相關(guān)樣本比例的差異性檢驗(yàn)方法估計(jì)本研究中納入的648對(duì)病例與對(duì)照達(dá)到的檢驗(yàn)效能分別為97.7%和98.3%。本課題研究方案已獲得鄭州大學(xué)生命科學(xué)倫理審查委員會(huì)批準(zhǔn)(批件文號(hào)：[2015] MEC(S128))，并且所有參與者已簽署知情同意書。

1.2 調(diào)查內(nèi)容與方法采用標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)式問卷對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容主要包括：一般人口學(xué)特征(受教育程度、婚姻狀況、家庭人均月收入)、生活行為方式(吸煙和飲酒狀況、膳食習(xí)慣和體力活動(dòng)水平等)及家族糖尿病史、體格測(cè)量指標(biāo)(身高和體重等)、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)指標(biāo)(FPG水平等)。其中，F(xiàn)PG水平采用己糖激酶法檢測(cè)。

1.3 協(xié)變量分類及定義受教育程度包括高中及以上、初中、小學(xué)及以下3類；婚姻狀況分為“結(jié)婚/同居”和“離婚/分居/喪偶/未婚”2類；家庭人均月收入分為<500元、500～1 000元和≥1 000元3類。每天至少吸一支煙并連續(xù)半年以上定義為吸煙；平均每年至少飲酒12次以上(包括白酒、紅酒和啤酒等)定義為飲酒。參照《中國(guó)居民膳食指南》，過去1 a中平均每天攝入的畜禽肉總量≥75 g定義為高脂飲食，平均每天攝入的新鮮蔬菜和水果總量高于500 g定義為較多蔬菜水果攝入。依據(jù)國(guó)際體力活動(dòng)量表的標(biāo)準(zhǔn)，將研究對(duì)象的體力活動(dòng)分為重度、中度和輕度3個(gè)等級(jí)。

1.4 ABO基因rs507666和rs651007的基因型檢測(cè)采用磁珠法中量全血基因組 DNA 提取試劑盒Ⅲ(北京百泰克生物技術(shù)有限公司)提取全血基因組DNA。采用SNPscan?技術(shù)實(shí)現(xiàn)ABO基因rs507666和rs651007的基因分型(上海天昊基因科技有限公司)，步驟主要包括4×DNA 裂解緩沖液進(jìn)行樣本裂解、連接反應(yīng)預(yù)混合液的配制(探針混合物1 μL、連接酶0.5 μL、連接酶緩沖液2.0 μL和超純水6.5 μL)、連接反應(yīng)預(yù)混合液與DNA樣本進(jìn)行連接反應(yīng)、PCR預(yù)混合液的配制(10 μL 2×PCR Master Mix，1 μL引物Ⅰ或Ⅱ組合，1 μL連接產(chǎn)物，8 μL超純水)、PCR預(yù)混合液和連接產(chǎn)物按19∶1(體積)的比例混合于PCR儀上進(jìn)行多重?zé)晒釶CR反應(yīng)、ABI3730XL測(cè)序儀(美國(guó)Applied Biosystems公司)進(jìn)行測(cè)序。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS 21.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，應(yīng)用配對(duì)Wilcox符號(hào)秩和檢驗(yàn)比較T2DM病例組和對(duì)照組之間FPG、BMI[用M(P25,P75)表示]的分布差異；應(yīng)用配對(duì)χ2檢驗(yàn)比較分類資料的分布差異。進(jìn)行ABO基因多態(tài)性位點(diǎn)的Hary-Weinberg平衡檢驗(yàn)。應(yīng)用條件Logistic回歸分析ABO基因rs507666和rs651007各基因型和等位基因與T2DM的關(guān)聯(lián)。雙側(cè)檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。將ABO基因多態(tài)性rs50666和rs651007的低風(fēng)險(xiǎn)等位基因的純合子計(jì)為0分，雜合子計(jì)為1分，高風(fēng)險(xiǎn)等位基因的純合子計(jì)為2分。本研究構(gòu)建了3種GRS，并評(píng)估其與T2DM患病風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)聯(lián)。①簡(jiǎn)單相加遺傳風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分(SC-GRS)：rs507666和rs651007的不同風(fēng)險(xiǎn)等位基因的作用相等，將rs507666和rs651007的風(fēng)險(xiǎn)等位基因計(jì)分(純合子/雜合子)直接相加得到。②基于條件Logistic回歸的遺傳風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分(DL-GRS)：不同單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)對(duì)疾病具有不同作用，分別將rs507666和rs651007條件Logistic回歸模型的單位點(diǎn)回歸系數(shù)β作為權(quán)重，與其風(fēng)險(xiǎn)等位基因計(jì)分相乘之后再相加得到。③可釋方差遺傳風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分(EV-GRS)：同時(shí)納入單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)的單風(fēng)險(xiǎn)等位基因OR值和其相應(yīng)的MAF，將rs507666和rs651007的Ln(OR)與2MAF(1-MAF)的算術(shù)平方根相乘作為權(quán)重，再與其風(fēng)險(xiǎn)等位基因計(jì)分相乘之后相加得到。

2 結(jié)果

2.1 研究對(duì)象的基本特征見表1。由表1可知，與對(duì)照組人群相比，病例組具有較高比例的重度體力活動(dòng)和糖尿病家族史、較高的FPG水平和BMI；而在其他特征方面兩組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

2.2 ABO基因多態(tài)性位點(diǎn)的Hardy-Weinberg平衡檢驗(yàn)見表2。由表2可知，ABO基因rs507666和rs651007的基因型分布在對(duì)照組人群中均滿足Hardy-Weinberg平衡，表明本研究納入的樣本具有一定的群體代表性。

2.3 ABO基因多態(tài)性與T2DM的關(guān)聯(lián)性分析結(jié)果見表3。

2.4 GRS與T2DM患病風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)聯(lián)性分析結(jié)果見表4。由表4可知，ABO基因的GRS越高，T2DM患病的風(fēng)險(xiǎn)越大。在調(diào)整模型中，SC-GRS、DL-GRS和EV-GRS的OR(95%CI)分別為1.109(1.005～1.224)、1.083(1.004～1.168)和1.171(1.007～1.360)。

表1 研究對(duì)象的基本特征 例(%)

表2 ABO基因多態(tài)性位點(diǎn)的Hardy-Weinberg平衡檢驗(yàn)

表3 ABO基因多態(tài)性位點(diǎn)與T2DM關(guān)系的1∶1條件Logistic回歸分析結(jié)果

表4 ABO基因GRS與T2DM患病風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系

3 討論

ABO基因座的變異與sICAM-1、可溶性P-選擇素和可溶性E-選擇素水平相關(guān)[11]。血管細(xì)胞黏附分子-1、可溶性P-選擇素、可溶性E-選擇素及sICAM-1等屬于可溶性細(xì)胞黏附分子，其在T2DM的發(fā)生發(fā)展中起著十分重要的作用[12]。有研究[13]證實(shí)ABO基因與許多具有促炎或抗炎功能的蛋白質(zhì)(如IL-20)表達(dá)水平呈正相關(guān)，而這些蛋白質(zhì)與T2DM等炎癥性疾病的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。另外，有研究[14]報(bào)道ABO基因通過改變較高的凝血因子Ⅷ(FⅧ)水平和血管性血友病因子(vWF)的合成速度及分泌、水解速度及清除率，或直接改變FⅧ和vWF的生物活性，而對(duì)血漿中FⅧ和vWF的水平產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響糖尿病的發(fā)生。

本研究結(jié)果顯示，調(diào)整生活方式等環(huán)境因素后，相對(duì)于rs507666的GG野生基因型，其AA純合突變基因型與T2DM患病風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)；突變等位基因A相對(duì)于原始等位基因G，與T2DM患病風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)。對(duì)于rs651007的分析也得出了相似的結(jié)果，可能是因?yàn)閞s507666與rs651007在ABO基因內(nèi)的位置相近[11]。有研究[15-16]發(fā)現(xiàn)，rs507666和rs651007多態(tài)性與sICAM-1濃度高度相關(guān)，而升高的ICAM-1等以劑量依賴的方式導(dǎo)致T2DM患病的風(fēng)險(xiǎn)增加。

綜上所述，ABO基因rs507666和rs651007多態(tài)性與河南農(nóng)村漢族人群T2DM患病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，rs507666的A等位基因和rs651007的T等位基因及其3種GRS與T2DM患病風(fēng)險(xiǎn)正關(guān)聯(lián)。本研究T2DM病例和對(duì)照按1∶1比例、同性別、年齡±3歲的原則匹配，分析中也進(jìn)一步調(diào)整了其他混雜因素，結(jié)果可靠。然而，T2DM是由多基因多環(huán)境因素共同影響的復(fù)雜疾病，單個(gè)基因的變異不能完全解釋T2DM的遺傳因素影響及其發(fā)病機(jī)制。此外，本研究中研究對(duì)象均來自河南農(nóng)村漢族人群，而T2DM的遺傳背景在不同種族間存在差異。未來將在多中心、大樣本人群中探討ABO基因及其他多個(gè)基因的多個(gè)遺傳變異位點(diǎn)對(duì)T2DM患病風(fēng)險(xiǎn)的基因-基因以及基因-環(huán)境交互作用，以更全面地解釋T2DM的發(fā)生機(jī)制，并提供更合理的生物學(xué)證據(jù)。