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目的探讨Wnt/β-catenin信号通路相关基因多态性与中国汉族人群强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis,AS)发病遗传易感性及临床特征的关系,并进一步研究该通路中基因与基因、基因与环境因素的交互作用在AS发病中的作用。为进一步揭示AS的发病机制提供科学依据。方法本研究采用病例对照研究设计,研究对象共纳入1 400例,选取安徽医科大学第一附属医院风湿免疫科确诊的700例AS患者作为研究病例,同时选取安徽医科大学第一附属医院健康管理中心和合肥市中心血站的700例健康人群作为对照组,并根据病例组的性别、年龄进行了匹配,共纳入700名对照。用肝素钠抗凝管收集患者5ml静脉血标本并采用课题组自行设计的《AS流行病学调查表》,收集患者的一般人口统计学信息、环境暴露因素、血清学指标、自身免疫性疾病家族史、以及AS患者疾病状态评估资料等。实验选取了Wnt/β-catenin信号通路的7个基因的11个单核苷酸多态性位点(single nucleotide polymorphism,SNP):WNT3A(rs964941)、WNT3A(rs752107)、GSK3β(rs334558)、RUNX2(rs1406846)、RUNX2(rs2677108)、DKK1(rs1896368)、DKK1(rs1569198)、LRP5(rs3736228)、LRP6(rs2302685)、SOST(rs4792909)、SOST(rs6503475)。采用SNPscanTM技术进行基因分型,分析各位点在病例组和对照组之间基因型及等位基因频率的分布差异,按照性别进行了亚组分析,并对该通路4个基因位点进行连锁不平衡分析和单倍型分析。同时分别根据不同HLA-B27状态、不同疾病功能指数以及不同疾病活动度指数进行分层分析,比较了该通路基因的基因型与等位基因频率之间差异和该通路基因的不同基因型下AS疾病严重程度及功能指标的差异。此外,还分析了基因与基因之间、基因与环境因素之间的交互作用。使用Epi Data 3.1软件建立数据库,采用双录入法录入本次研究的流行病学调查问卷,使用PASS 11.0软件计算把握度,使用SPSS 16.0统计软件对数据进行统计和分析。正态连续性资料使用`X±S表示,对于连续性非正态资料则采用M(P25,P75)表示,定性资料采用频数及百分比来描述其分布特征。定量资料的组间比较,符合正态分布和方差齐性条件的,采用t检验或F检验等参数检验方法。不符合条件的,两组独立样本的组间比较使用Mann-Whitney U检验,三组独立样本的组间比较使用Kruskal Wallis H检验。定性资料的组间比较使用卡方检验。危险度用比值比(odds ratio,OR)和95%置信区间(confidence interval,CI)进行描述,双侧检验P<0.05则认为差异有统计学意义,多重比较时釆用Bonferroni法进行校正。单体型的筛选和分析采用Haploview 4.2软件,采用叉生分析表分析相加模型交互作用,采用Logistic回归模型评估相乘模型交互作用,基因多态性位点间的高阶交互作用采用多因子降维方法分析,对单纯病例组使用单因素Logistic回归分析Wnt/β-catenin基因与环境危险因素的交互作用,关联强度以OR值和95%CI表示。结果本次研究招募的AS病例和健康对照共1 400例,基因分型成功的1 360例纳入研究,最终进入研究的有673例病例和687名健康对照。病例组和健康对照组的平均年龄分别为28.65±9.26岁和28.62±7.76岁;性别比分别为(男/女):548/125和560/127;t检验和卡方检验提示两组在年龄分布(P=0.931)、性别构成(P=0.967)的差异均无统计学意义。病例组中HLA-B27阳性比例为61.37%,BASFI、BASDAI评分分别为0.9(0,2.6),2(0.6,3.8)。哈迪-温伯格平衡(Hardy-Weinberg equilibrium,HWE)分析结果表明LRP6:rs2302685和SOST:rs4792909的基因型频率分布不符合HWE,其余多态性位点的基因型频率分布均符合HWE。遗传易感性分析比较了不同基因型、等位基因及四种遗传模型组合在病例组与健康对照组的频数分布情况,发现纳入研究的7个基因11个SNP位点中仅有SOST(rs4792909)在超显性模型中的两组的频率分布差异有统计学意义(χ2=4.16,P<0.05),使用Bonferroni法校正后差异没有统计学意义(a=0.05/11≈0.005)。其余模型在对照组和病例组之间分布差异无统计学意义。按照性别分组后分析,结果发现在女性中GSK3β(rs334558)基因型在两组间的频率分布差异有统计学意义(χ2=6.26,P<0.05),DKK1(rs1569198)等位基因在两组间的频率分布差异有统计学意义(χ2=4.55,P<0.05)。在男性中SOST(rs4792909)基因型在两组间的频率分布差异有统计学意义(χ2=7.44,P<0.05)。其余位点在对照组和病例组之间分布差异无统计学意义。连锁不平衡分析结果显示RUNX2基因的rs14068466与rs2677108两位点存在较强关联(D’=0.99,r2=0.80)。单倍型组合分析未发现这些单倍型组合在病例与对照组之间的频率分布差异有统计学意义,按性别进行亚组分析发现,在女性中DKK1基因rs1896368和rs1569198的(T-G)单倍型在病例与对照组之间的分布差异有统计学意义(χ2=4.14,P<0.05)。对单纯病例组根据HLA-B27进行分层分析,结果发现DKK1(rs1896368)基因型在两组间的频率分布差异有统计学意义(χ2=6.57,P<0.05),SOST(rs4792909)基因型在两组间的频率分布差异有统计学意义(χ2=10.50,P<0.01)。其余位点在两组之间频率分布差异无统计学意义。对单纯病例组根据BASDAI评分进行分层分析,结果发现DKK1(rs1896368)基因型的频率分布在两组间的差异有统计学意义(χ2=10.12,P<0.01),RUNX2(rs1406846)等位基因的频率分布在两组间的差异有统计学意义(χ2=4.03,P<0.05),DKK1(rs1896368)等位基因的频率分布在两组间的差异有统计学意义(χ2=8.29,P<0.01),其余位点在BASDAI评分<4分和BASDAI评分≥4两组之间频率分布差异无统计学意义。对单纯病例组根据BASFI评分进行分层分析,结果发现所有基因位点在BASFI评分<4分和BASFI评分≥4两组间的频率分布差异均无统计学意义。对单纯病例组Wnt/β-catenin信号通路基因的不同基因型下疾病严重程度及功能指标的差异进行比较,结果发现CRP指标在GSK3β(rs334558)不同基因型间的差异有统计学意义(P<0.05),在LRP6(rs2302685)不同基因型间的差异有统计学意义(P<0.05)。相加交互作用模型分析发现在显性模型中WNT3A(rs752107)和DKK1(rs1569198)存在正向相加作用(RERI=0.55,95%CI=0.0041.09;AP=0.27,95%CI=0.030.51),经Bonferroni校正后差异有统计学意义(P<0.001);DKK1(rs1896368)和LRP5(rs3736228)存在负向相加作用(RERI=0.40,95%CI=0.080.71;AP=0.51,95%CI=0.070.94),经Bonferroni校正后差异无统计学意义;DKK1(rs1569198)和LRP5(rs3736228)存在负向相加作用(RERI=0.49,95%CI=0.120.86;AP=0.49,95%CI=0.170.82),经Bonferroni校正后差异无统计学意义;LRP5(rs3736228)和SOST(rs4792909)存在负向相加作用(RERI=0.33,95%CI=0.0020.65;AP=0.41,95%CI=0.010.81),经Bonferroni校正后差异无统计学意义,在隐性模型中没有观察到相加交互作用。相乘交互作用模型分析发现:在显性模型下,LRP5(rs3736228)与RUNX2(rs1406846)存在相乘交互作用(P<0.05),在隐性模型下,SOST(rs6503475)与RUNX2(rs2677108)存在相乘交互作用(P<0.05),使用Bonferroni法校正后差异均没有统计学意义。高阶交互作用分析未发现有统计学意义模型组合。环境因素对疾病功能指数的影响分析发现:不同吸烟、饮酒、食肉情况、睡眠质量组间BASFI评分的差异有统计学意义(P<0.05)。不同烹调用油、饮用水的类型、噪声、睡眠质量组间BASDAI评分的差异有统计学意义(P<0.05)。基因与环境危险因素的交互作用研究发现:在显性模型下DKK1(rs1569198)多态性与吸烟、饮用牛奶的频次之间存在正向交互作用(P<0.05),在隐性模型下DKK1(rs1569198)位点与这些环境危险因素之间未发现存在交互作用。在显性模型下DKK1(rs1896368)多态性与饮酒之间存在正向交互作用(P<0.05),在隐形模型下DKK1(rs1896368)位点与这些环境危险因素之间未发现存在交互作用。结论本研究报道了Wnt/β-catenin信号通路基因DKK1(rs1569198)多态性与女性人群AS遗传易感性的关联,发现了该通路存在基因-基因的交互作用,WNT3A(rs752107)和DKK1(rs1569198)与可能存在交互作用,提示两种易感基因同时暴露时可能起到一个协同作用,增加了AS发病风险。研究还发现了该通路基因-环境的交互作用,吸烟、饮酒、乳制品摄入与DKK1基因之间可能存在一定的交互效应,提示吸烟、饮酒、低乳制品摄入可能在存在DKK1易感基因时起到一个协同作用,增加了AS发病风险。所以戒烟、限酒、增加乳制品的摄入对于本病的早期预防和控制上可能具有非常重要的公共卫生学价值。综上,这些研究结果均提示Wnt/β-catenin信号通路基因-基因、基因-环境交互作用可能是AS遗传学发病机制的一部分,但仍然需要进一步的研究来证实我们的结论。