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2018, 35(11):1002-1006, 1011.doi:10.13213/j.cnki.jeom.2018.18324

新疆维吾尔族人群高尿酸血症易感性与ABCG2基因多态性的研究


1. 新疆医科大学公共卫生学院, 新疆 乌鲁木齐 830011 ;
2. 新疆维吾尔自治区人民医院干部保健中心, 新疆 乌鲁木齐 832002 ;
3. 新疆医科大学第一附属医院代谢性疾病实验室, 新疆 乌鲁木齐 830011

收稿日期: 2018-05-04;  发布日期: 2018-12-06

基金项目: 国家自然科学基金项目(编号:81660140);新疆维吾尔自治区自然科学基金项目(编号:2017D001C183);新疆医科大学大学生创新计划(编号:CX2017149)

通信作者: 姚华, Email: yaohua01@sina.com  

作者简介: 王婷婷(1980-), 女, 博士, 副教授; 研究方向:环境与代谢性疾病; E-mail:

[目的] 研究新疆维吾尔族人群ABCG2基因多态性和高尿酸血症易感性的关系。

[方法] 采用病例-对照研究的方法,收集维吾尔族高尿酸血症组1 024例,对照组1 033例,采用Sequenom MassARRAY®SNP技术检测新疆维吾尔族对象中ABCG2基因多态性位点rs117104615、rs1448784、rs2231137、rs2231142、rs2622621、rs2622626基因型,并进行基因模型分析,筛检出疾病易感性的单核苷酸多态性(SNPs)。

[结果] 在高尿酸血症组和对照组间对ABCG2基因6个位点的基因型和等位基因进行比较,发现rs2231142位点CA和AA基因型具有较高的高尿酸血症发病风险,其OR及95%CI分别为1.586(1.305~1.929)、1.807(1.171~2.788);A等位基因具有较高的高尿酸血症发病风险,OR及95%CI分别为1.505(1.284~1.763)。rs2622626位点G等位基因是高尿酸血症发病的保护因素,具有较低的高尿酸血症发病风险(OR=0.861,95%CI:0.759~0.977)。经年龄、性别、吸烟等协变量调整后rs2231142在显性模型中CC是高尿酸血症的保护因素(P < 0.05),OR(95%CI)为0.562(0.468~0.676);rs2622626的隐性模型中GT、TT基因型增加高尿酸血症的风险,OR(95%CI)为1.312(1.026~1.676)。

[结论] ABCG2rs2622626和rs2231142位点单核苷酸多态可能与维吾尔族高尿酸血症发病的易感性有关联。

关键词: 维吾尔族;  高尿酸血症;  影响因素;  基因多态性;  ABCG2 

在全球范围内, 不同种族和地区高尿酸血症患病率存在着差异[1-2]。亚太地区近20年高尿酸血症的患病率有明显上升趋势[3-4]。尿酸在肾小管的重吸收和分泌由不同的转运蛋白来完成。ABC转运蛋白2 (ATPbinding cassette superfamily G member 2, ABCG2)是ABC转运体家族的成员, 是一种表达于人的正常细胞和肿瘤组织的三磷酸腺苷结合转运蛋白, 被发现表达于肾近曲小管刷状缘膜上, 它参与形成血-脑、胎-血屏障, 还具有抑制消化道吸收某些外源性物质等生理功能[5]。对ABCG2基因的研究表明它与尿酸的排泌密切相关, 其对女性血中尿酸水平的影响小于男性[6]ABCG2的基因序列有80多个不相同的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)位点[7]。目前关于新疆维吾尔族人群ABCG2基因的大样本研究报道较少, 其是否与尿酸相关?高尿酸血症的易感性与ABCG2基因多态性位点之间的关系值得进一步探讨。本次研究运用病例对照的方法对新疆维吾尔族研究对象中ABCG2基因多态性位点rs117104615、rs1448784、rs2231137、rs2231142、rs2622621、rs2622626基因型和等位基因之间的关系进行研究, 筛检出影响疾病易感性的SNP位点。

1   对象与方法

1.1   对象

选择2014年1月—10月在喀什地区第一人民医院和新疆医科大学第一附属医院入院的维吾尔族高尿酸血症患者1 024例, 其中男性631例, 女性393例, 平均年龄(46.79±12.11)岁。选择同期在该医院体检的无高尿酸血症、无糖尿病、无血缘关系, 年龄构成无差别的维吾尔族居民1 033例(男性641例, 女性392例)作为对照组, 平均年龄(46.72±12.26)岁, 与病例组相比, 年龄和性别差异无统计学意义。

病例组纳入标准:按照1977年美国风湿协会的诊断标准[8], 即以血中尿酸浓度, 男性≥ 416.4μmol/L, 女性≥ 356.9 μmol/L者为高尿酸血症病例。排除导致核酸代谢亢进的血液疾病, 肾脏疾病, 放疗或化疗后的癌变以及由药物导致尿酸升高者。新疆医科大学第一附属医院伦理委员会批准了研究方案, 所有的研究对象均签署知情同意书。

1.2   研究方法

1.2.1   血液标本的采集和DNA测定

采集外周静脉血5 mL (清晨空腹), 置于无菌的采集管中, 混匀分装后保存至-80℃冰箱。参照核酸自动提取仪的使用方法对血样DNA进行提取(北京百泰克生物技术有限公司核酸自动提取仪), DNA样本经琼脂糖凝胶电泳仪进行检测和质量控制。

1.2.2   基因多态性检测基本流程及原理

采用Primer 3软件设计ABCG2基因扩增引物, 结合多重PCR技术、MassARRAY iPLEX单碱基延伸技术、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ ionization-time of flight mass spectrometry, MALDI-TOFMS)技术进行Sequenom Mass ARRAY®SNP检测和分型检测。

1.2.3   基因多态性位点的选择方法

选择SNP位点需满足如下条件之一:(1)国内外目标疾病研究中报道过的和该病相关的SNPs, 即热点SNPs。(2)运用Haploview 4.2软件进行筛选, 选择①最小等位基因频率(minor allele frequency, MAF)>0.10, ②在考虑到连锁不平衡(r2≥0.80)的情况下, 选择其中一个能代表其他剩余突变位点的SNP, 即tagSNPs。(3)使用HapMap_CHB数据库, 从最常用的3种芯片(Affy SNP6.0, Affy CHB1+2和Illunina OmniZhongHua)中筛选出的位点。

本研究中从ABCG2基因筛选了6个SNP位点: rs2231142 (满足1、3)、rs2231137 (满足2、3)、rs1448784 (满足2)、rs117104615 (满足2)、rs2622621 (满足2、3)、rs2622626 (满足1、3)。

1.3   统计学分析

SNPs与疾病的关联采用SHesis软件进行分析, 用卡方检验分析单核苷酸多态性与高尿酸的关联。用OR值及95%可信区间(95%CI)衡量病例组、对照组基因组分布以及等位基因频率的关联强度。采用非条件单因素logistic回归分析控制协变量后拟合回归模型。建立基因模型, 再引入协变量计算调整后的OR值以估计危险基因型与高尿酸血症的关联强度。检验水准α=0.05。

2   结果

2.1   6个SNP位点的Hardy-Weinberg检验及基因型和等位基因分布情况

对照组的基因型频数分布经拟和优度χ2检验后显示, 5个SNP位点基因型的频数分布均符合HardyWeinberg平衡定律(P > 0.05), 说明所选用的样本可作为遗传标记来分析ABCG2基因的SNP位点与高尿酸血症的关系, 具有群体代表性。rs117104615位点不符合Hardy-Weinberg平衡定律(P < 0.05), 在后续的研究中剔除(表 1)。

表1

病例组和对照组Hardy-Weinberg检验和基因型和等位基因分布情况

表 1亦可见rs2231142位点显示CC基因型频率最高, CA型次之, AA型最低;CA和AA基因型频率具有较高的高尿酸血症发病风险, OR及其95%CI分别为1.586 (1.305~1.929)、1.807 (1.171~2.788)。A等位基因也具有较高的高尿酸血症发病风险(OR=1.505, 95%CI: 1.284~1.763)。

rs2622626位点显示出G等位基因具有较低的高尿酸血症发病风险(OR=0.861, 95%CI: 0.759~0.977)。其他位点显示其基因型频率和相应的等位基因频率在高尿酸血症组与对照组间差异无统计学意义(P >0.05)。结果提示rs2231142、rs2622626与高尿酸血症的发生可能有关联。

2.2   ABCG2基因多态性在对照组和病例组的基因模型分析

表 2可见, 将调整的因素作为logistic分析结果中的协变量, 进行基因模型分析, 结果显示协变量调整后rs2231142在显性模型中CC是高尿酸血症的保护因素(P < 0.05), OR (95%CI)为0.562 (0.468~0.676);rs2622626的隐性模型中GT、TT基因型增加高尿酸血症的风险, OR (95%CI)为1.312 (1.026~1.676)。

表2

ABCG2基因多态性在对照组和病例组的基因模型分析

3   讨论

ABCG2基因定位于人染色体的4q22-q23, 包含16个外显子和15个内含子, 编码的蛋白含有655个氨基酸。ABCG2蛋白由6个横跨膜螺旋结构域和一个单独的ATP结合域所组成。本研究中分析了ABCG2基因6个SNP位点在高尿酸血症组和对照组中的分布情况, 结果显示rs2231142、rs2622626与高尿酸血症的发生可能有关联。本研究显示协变量调整前后rs2231142位点都有统计学意义, 基因模型分析显示协变量调整后rs2231142在显性模型中CC是维吾尔族人群高尿酸血症的保护因素(P < 0.05), OR (95%CI)为0.562 (0.468~0.676)。本研究与张蓓[9]发现的新疆汉族高尿酸血症组与正常对照组ABCG2基因rs2231142位点T等位基因较G等位基因具有较高的高尿酸血症发病危险(OR值为1.686), 新疆哈萨克族高尿酸血症组与对照组该基因的该位点基因型与等位基因频率分布无差异(P > 0.05)的结果是基本一致的。这些结果也与ZHANG等[10]研究结果一致, 该研究包括了4类美国人群, 其中有22 734例欧裔美国人、9 720例非裔美国人、3 849例墨西哥裔美国人和3 350例美国印第安人, 发现在欧裔美国人、非裔美国人、墨西哥裔美国人中rs2231142多态性A等位基因与痛风相关(均P < 0.05), 同时, 该结果与吴蕾等[11]运用meta分析数据发现ABCG2基因rs2231142位点A等位基因增加痛风发病风险的结果一致, ABCG2基因rs2231142位点多态性与血清尿酸水平的关系较为密切, 血清尿酸水平伴随着A等位基因数量的增加而增长。WOODWARD等[12]进行了一项14 783人的人群调查, 结果发现高血尿酸水平和痛风患者与rs2231142位点C到A突变(后称: C > A)的SNP发生存在着高度相关性(调整后OR=1.68), 且资料提示白种人痛风患者发病原因中该位点出现的C > A的SNP至少占10%。

rs2231142位点处在ABCG2基因第五外显子区域, 由于错义突变导致其编码的141位谷氨酰胺变为赖氨酸(这种突变简写为Q141K), 这会导致蛋白转运功能的降低[10]。目前的研究表明, ABCG2rs2231142 (Q141K)突变体的降解是通过泛素蛋白酶体途径介导的[13]。在体外试验中, 当蛋白酶体抑制剂MG132抑制了蛋白酶体介导的降解时, rs2231142 (Q141K)突变体的蛋白水平可以恢复。rs2231142突变在很大程度上影响蛋白之间的相互作用, 虽然其不干扰核苷酸结合区域和细胞内环的相互作用, 但这种蛋白间的相互作用是ABCG2二聚化不可缺少的条件[14]。这也导致了ABCG2蛋白转运功能降低, 降低了尿酸的转运速率[15], 从而使肾脏对尿酸的排泄减少, 引起体内尿酸浓度的增高。

ABCG2rs2622626位点位于内含子区域, 本研究发现rs2622626的隐性模型具有统计意义(P < 0.05), 较GG基因型, GT、TT基因型增加高尿酸血症的风险OR (95%CI)为1.312 (1.026~1.676)。这和贺娜报道的西藏汉族人群ABCG2基因上rs2622626位点的基因型CT、TT在显性模型下能增加汉族痛风的患病风险是基本一致的, 但模型的类型不同, 考虑到该研究的rs2622626位点的分型和本研究不同, 西藏汉族人群具有发生碱基颠换的SNP位点, 加之人群的遗传特性不同, 可能发生了模型的不一致, 还需要进一步的研究[16]。研究报道ABCG2基因单核苷酸多态性影响蛋白的表达[17], KOBAYASHI等[18]发现ABCG2蛋白水平的差异是由转录后调节而非ABCG2 mRNA水平变化所致, 但也一些研究证明mRNA水平受到单核苷酸多态性的影响[19], ABCG2主要负责的是尿酸的肾脏外排泄, rs2622626位点的突变可能是影响RNA的剪切, 以及转录后的调节, 从而影响基因的表达, 最终对尿酸转运的功能和尿酸从肾脏的排泄有降低的作用。

ABCG2基因多态性和尿酸的关系在GWAS方法中已经得到证实[12], 这些研究都证明了ABCG2是一个重要的尿酸排泄相关基因, 基因的突变或缺失都会引起尿酸水平增高, 进而发生高尿酸血症或者痛风。种族差异对研究结果也会产生影响, 并且对新疆维吾尔族人群关于该基因的研究缺少大样本的研究, 且不清楚其具体机制, 因此开展了本研究。通过本研究, 不仅在遗传资源库中增加了新疆维吾尔族信息, 还为高尿酸血症与不同民族相关位点的多态性关系提供了遗传学依据。本文只对单个位点进行了分析, 并未考虑SNP-SNP及基因-环境的交互作用。高尿酸血症的发生是环境、基因及交互作用共同影响的, 作为一种复杂疾病, 其潜在的遗传机制可能存在交互作用。总而言之, 有关ABCG2单核苷酸多态性的研究尚属初级阶段, 其SNPs对ABCG2基因和疾病的影响仍知之甚少, 所以高尿酸血症与基因多态性位点的关系和机制有待进一步的研究。

表1

病例组和对照组Hardy-Weinberg检验和基因型和等位基因分布情况

Table 1
表2

ABCG2基因多态性在对照组和病例组的基因模型分析

Table 2

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[基金项目] 国家自然科学基金项目(编号:81660140);新疆维吾尔自治区自然科学基金项目(编号:2017D001C183);新疆医科大学大学生创新计划(编号:CX2017149)

[作者简介] 王婷婷(1980-), 女, 博士, 副教授; 研究方向:环境与代谢性疾病; E-mail: wangtingting2013@sina.com

[收稿日期] 2018-05-04 00:00:00.0

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