張玉潔, 陸 潔, 孟新玲, 許奔奔, 徐 夢, 張 燕
阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是以進(jìn)行性記憶及認(rèn)知障礙為主要表現(xiàn)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,占所有癡呆患者的60%~80%[1,2]。眾所周知,遺傳因素及環(huán)境因素均參與了AD的發(fā)病,不同種族及不同地區(qū)人群AD的發(fā)生率不同,本課題組前期對新疆阿勒泰地區(qū)流行病學(xué)調(diào)查,調(diào)研發(fā)現(xiàn)該地區(qū)55歲以上哈薩克族居民AD患病率明顯高于當(dāng)?shù)貪h族AD患病率,且高于全國水平,其患病率隨著年齡急劇增長,尤其是80歲以上人群AD患病率高達(dá)30.28%[3]。
近年全基因組關(guān)聯(lián)研究(Genome wide association studies,GWAS)發(fā)現(xiàn)了很多新的晚發(fā)型AD(1ateonset Alzheimefs disease,LOAD)可能的風(fēng)險基因,亦發(fā)現(xiàn)聚集素(clusterin,CLU)中CLU基因的多態(tài)性與AD風(fēng)險相關(guān)[4,5]。CLU作為細(xì)胞外伴侶,與Aβ1-40寡聚體相互作用,并能夠通過封存影響其聚集和分解,研究CLU基因多態(tài)性,可能掌握重要的線索來闡明與AD發(fā)病的有關(guān)的機(jī)制。不同種族進(jìn)行了多項驗證研究,目前其研究結(jié)果并不一致。新疆哈薩克族是游牧民族,有自身特殊的地域環(huán)境因素、生活方式和民族習(xí)俗,遺傳背景有差異性。目前有關(guān)新疆哈薩克族AD基因方面研究較少,本研究采用病例對照方法探討CLU基因rs11136000 位點及rs9331888位點多態(tài)性與新疆哈薩克族SAD的相關(guān)性。
1.1 研究對象 收集來自全疆各地2016年1月~2018年2月在新疆醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院神經(jīng)退行性疾病臨床大數(shù)據(jù)庫的AD患者共118例,均為散發(fā)性;其中哈薩克族58例,漢族60例,男性75例,女性43例,年齡在49~91歲之間,平均(74.6±7.85)歲,選擇與病例組相匹配的年齡、性別、地域環(huán)境因素、生活方式和民族習(xí)俗,并無血緣關(guān)系的非AD患者或健康志愿者作為對照組,共139例,其中哈薩克族79例,漢族60例,男性75例,女性64例,年齡在58~81歲之間,平均(72.7±6.21)歲。所有被研究對象均需在知情同意書上簽字。按照新疆醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院倫理委員會制定的倫理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行審核。
納入標(biāo)準(zhǔn):(1)患者均主要表現(xiàn)記憶力障礙,癥狀持續(xù)時間≥6 m,癡呆診斷標(biāo)準(zhǔn)采用美國精神病學(xué)會制定的DSM-IV。經(jīng)全套神經(jīng)精神量表進(jìn)行癡呆篩查,且符合2011年美國國家衰老研究所和阿爾茨海默病學(xué)會(NIA-AA)標(biāo)準(zhǔn)制定的“很可能AD癡呆”的核心臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)。(2)改良HACHINSDI缺血評分(Hachinski ikschemic sacle,HIS)<4分,MRI排除血管性癡呆(VD)和其他可導(dǎo)致癡呆的神經(jīng)系統(tǒng)疾病。(3)漢密爾頓抑郁量表(HAMD)24項版評分<17分,排除抑郁癥。排除標(biāo)準(zhǔn):由創(chuàng)傷、中毒、腫瘤、甲狀腺功能減退癥、維生素缺乏癥、帕金森病、血管性癡呆及其他腦器質(zhì)性疾病引起的各種癡呆。所有患者的確診由兩名神經(jīng)內(nèi)科副主任醫(yī)師獨立完成,所有的研究對象在納入前均簽署知情同意書,本研究通過新疆自治區(qū)中醫(yī)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。
1.2 研究方法
1.2.1 DNA提取 收集空腹靜脈血5 ml并置于-80 ℃冰箱中,分批進(jìn)行DNA的提取。
1.2.2 KASP技術(shù)及DNA測序檢測CLU基因位點多態(tài)性 研究中的SNP基因座信息來自公共數(shù)據(jù)庫NCBI GeneBank數(shù)據(jù)庫,查詢基因CLU標(biāo)準(zhǔn)序列(httP// www. ncbi. nlm. nih. Gov/ Gene bank/GenebankOveriew. hlm)。其序列號為rs11136000 及rs9331888位點。采用Primer Premier 3.o軟件設(shè)計SNPrs11136000 及rs9331888位點的KASP引物httP://bioinfo. ut. ee/Primer3-0.4.0/httP://bioinfo. ut. ee/Primer3-0.4.0/),rs11136000位點Primer_Allele FAM引物序列為5’-CTCAAACTCCTGACCCCAAG-3’,Primer_Allele HEX引物序列為5’-CTATTGCAACCATGCCTCCT-3’。rs9331888位點Primer_Allele HEX引物序列為5’-ATGCAACAGCCTCAGCTTCT-3’,Primer_Allele HEX引物序列為5’-AGGCTTCCCAGAGAAAGTCC-3’。PCR產(chǎn)物用LGC公司的KASP Master Mix V3.0進(jìn)行反應(yīng),PCR反應(yīng)程序結(jié)束后將樣本置于ABI Q6中檢測FAM及HEX熒光信號,收集熒光信號,儀器根據(jù)每個樣本檢測的熒光信號值自動分型Homozygous為純合子,Heterozygous為雜合子。隨機(jī)挑選樣本進(jìn)行直接測序驗證KASP分型結(jié)果,將大小正確的PCR產(chǎn)物切膠回收后送新疆昆泰瑞生物技術(shù)有限公司測序。
1.3 統(tǒng)計學(xué)分析 采用χ2檢驗進(jìn)行Hardy-Weinberg平衡定律吻合度檢驗,采用基因計數(shù)法描述SAD及對照組基因頻率和基因型分布;其計數(shù)資料以例數(shù)和率(%)表示,SAD及對照組之間比較采用χ2檢驗和Firsher精確概率法,計算優(yōu)勢比(OR)及其95%置信區(qū)間(CI)表示相對風(fēng)險;數(shù)據(jù)使用SPSS 22.0進(jìn)行處理。借助HaPloview 4.2軟件進(jìn)行連鎖不平衡(1inkage disequilibrium,LD)分析和單體型(haPlotyPe)分析。所有統(tǒng)計學(xué)檢驗均為雙側(cè)概率檢驗,檢驗水準(zhǔn)以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 一般資料 本研究對AD組和對照組的性別、年齡、吸煙史等相關(guān)影響因素等進(jìn)行比較,結(jié)果顯示兩組一般資料之間均無明顯差異(P>0.05),具有可比性(見表1)。
2.2 Hardy-weinberg平衡定律吻合度檢驗 漢族及哈薩克族病例組與及對照組CLU基因rs11136000、rs9331888基因型分布均符合Hard-Weinberg遺傳平衡定律(P>0.05),吻合度良好。
2.3 基因多態(tài)位點檢測結(jié)果 電泳圖、測序圖、KASP分型圖結(jié)果:CLU基因rs11136000、rs9331888位點,為檢測基因濃度及純度,電泳結(jié)果見圖1、3,經(jīng)測序峰圖分析見圖2、4,KASP分型(見圖5、圖6)。
2.4 漢、哈SAD組及對照組CLU基因rs11136000 位點等位基因和基因型頻率分布與AD的關(guān)系
2.4.1 新疆SAD組及對照組CLU基因rs11136000 位點等位基因和基因型頻率分布與AD的關(guān)系 整體SAD組CLU基因rs11136000 多態(tài)位點T等位基因頻率明顯低于對照組(15.7% VS 25.2%,χ2=6.991,P=0.008),攜帶T等位基因患AD風(fēng)險比攜帶G等位基因者低44.8%(OR=0.552,95%CI=0.355~0.762,P=0.008),SAD組TT基因型頻率也明顯低于對照組(1.7% VS 7.9%,χ2=7.991,P=0.018),SAD組攜帶TT基因型頻率患AD風(fēng)險比攜帶GG基因型者低82.5%(OR=0.175,95%CI=0.349~0.961,P=0.034),TG基因型患AD風(fēng)險比攜帶GG基因型者低33.7%(OR=0.663,95%CI=0.190~0.899,P=0.024),Logistic校正年齡、性別的影響后,發(fā)現(xiàn)攜帶T等位基因者(TT+TG基因型)患AD風(fēng)險比攜帶GG基因型者低42.8%(OR=0.572,95%CI=0.349~0.961,P=0.034)(見表2)。
2.4.2 哈族SAD組及對照組CLU基因rs11136000 位點等位基因和基因型頻率分布與AD的關(guān)系 新疆哈族SAD組CLU基因rs11136000 多態(tài)位點T等位基因頻率明顯低于對照組(12.9% VS 27.8%,χ2=8.809,P=0.003),SAD組TT基因型頻率也明顯低于對照組(1.7% VS 8.9%,χ2=8.242,P=0.016),Logistic校正年齡、性別的影響后,發(fā)現(xiàn)攜帶T等位基因者(TT+TG基因型)患AD風(fēng)險比攜帶GG基因型者低63.9%(OR=0.361,95%CI=0.171~0.762,P=0.007),TG基因型患AD風(fēng)險比攜帶GG基因型者低58.6%(OR=0.414,95%CI=0.190~0.899,P=0.024)(見表3)。
2.4.3 漢族SAD組及對照組CLU基因rs11136000 位點等位基因和基因型頻率分布與AD
的關(guān)系 SAD與對照組CLU rs11136000 位點等位基因(T、G)及基因型(TT、TG、GG)頻率(T:18.3% vs 21.7%,G:81.7% vs 78.3%,TT:1.7% vs 6.7% TG:33.3% vs 30.0%,GG:65.0% vs 63.3%)比較,均差異無統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=0.417,P=0.51,χ2=1.782,P=0.516)(見表4)。
2.4.4 漢族SAD組及對照組CLU基因rs11136000 位點等位基因和基因型頻率分布與AD的關(guān)系 SAD與對照組CLU rs11136000 位點等位基因(T、G)及基因型(TT、TG、GG)頻率(T:18.3% vs 12.9%,G:81.7% vs 87.1%,TT:1.7% vs 1.7%,GG:65.0% vs 75.9%,TG:33.3% vs 22.4%)比較,均差異無統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=1.302,P=0.254;χ2=1.753,P=0.416)(見表5)。
2.5 CLU基因rs9331888位點等位基因和基因型頻率分布與AD的關(guān)系
2.5.1 新疆SAD組及對照組CLU基因rs9331888位點等位基因和基因型頻率分布與AD的關(guān)系 SAD與對照組CLU rs9331888 位點等位基因(C、G)及基因型(CC、CG、GG)頻率比較,均差異無統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=1.068,P=0.301;χ2=1.111,P=0.574)(見表6)。
2.5.2 新疆哈族CLU基因rs9331888位點等位基因和基因型頻率分布與AD的關(guān)系 SAD與對照組CLU rs9331888 位點等位基因(C、G)及基因型(CC、CG、GG)頻率比較,均差異無統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=1.068,P=0.301;χ2=1.111,P=0.574)(見表7)。
2.5.3 新疆漢族CLU基因rs9331888位點等位基因和基因型頻率分布與AD的關(guān)系 SAD與對照組CLU rs9331888 位點等位基因(C、G)及基因型(CC、CG、GG)頻率比較,均差異無統(tǒng)計學(xué)意義(χ2 =1.068,P=0.301;χ2=1.111,P=0.574)(見表8)。
2.6 rs11136000及rs9331888位點單體型分析檢測及與AD 危險度的關(guān)聯(lián)分析 運用HaPloview4.2軟件進(jìn)行單體型分析,顯示rs11136000及rs9331888位點進(jìn)行連鎖不平衡及單體型分析,結(jié)果顯示rs11136000及rs9331888位點存在連鎖平衡(D’=0.764),研究對象中單體型分析顯示有C-C、C-G、T-G3種單體型,果顯示3種單體型頻率在人群中分布差異無統(tǒng)計學(xué)意義。LD圖(見圖7)。單倍型分布(見表9)。
表1 AD組與對照組一般臨床資料比較
表2 CLU基因rs11136000位點等位基因和基因型頻率分布例數(shù)(%)
表3 哈族CLU基因rs11136000位點等位基因和基因型頻率分布例數(shù)(%)
表4 漢族CLU基因rs11136000位點等位基因和基因型頻率分布例數(shù)(%)
表5 漢族與哈族AD CLU基因rs11136000位點等位基因和基因型頻率分布例數(shù)(%)
表6 整體CLU基因rs9331888位點等位基因和基因型頻率分布例數(shù)(%)
表7 哈族CLU基因rs9331888位點等位基因和基因型頻率分布例數(shù)(%)
表8 漢族 CLU基因rs9331888位點等位基因和基因型頻率分布例數(shù)(%)
表9 CLU基因在正常組與AD組之間單倍型分布頻率
圖1 rs11136000位點電泳結(jié)果
圖2 rs11136000位點測序結(jié)果
圖3 rs931888位點電泳結(jié)果
圖4 rs931888位點測序結(jié)果
圖5 rs11136000KASP分型圖片
圖6 rs9331888KASP分型圖片
圖7 GLU基因rs11136000及rs9331888位點SNPs連鎖關(guān)系LD圖
CLU基因在笫八號染色體上,也被稱作載脂蛋白J(APoJ)基因,編碼凝聚素,位于染色體8P21-P12上,與APOE有一定相關(guān)性,是分布在外周循環(huán)系統(tǒng)和大腦中的一種多功能脂蛋白,參與脂質(zhì)運輸,同時也參與Aβ的清除、細(xì)胞凋亡、膜循環(huán)、炎癥反應(yīng)[6]。研究表明,CLU多態(tài)性可以通過改變Aβ積聚來調(diào)節(jié)AD易感性,且CLU變體可能通過其對Aβ沉積發(fā)揮作用和影響海馬萎縮[7]。研究表明載脂蛋白J血漿濃度與AD患者嚴(yán)重程度和疾病進(jìn)展速度以及內(nèi)嗅皮質(zhì)和海馬萎縮有關(guān)[8,9]。AD的前驅(qū)期,MCI患者血漿載脂蛋白J水平升高也與較低的腦萎縮發(fā)生率有關(guān),這種萎縮涉及海馬和內(nèi)嗅皮質(zhì),即在早期階段影響大腦區(qū)域AD發(fā)病機(jī)制,結(jié)果表明聚集蛋白水平在AD前驅(qū)階段已開始以選擇性的方式沿AD發(fā)生級聯(lián)反應(yīng)。這種保護(hù)性血漿反應(yīng)可能至少部分地調(diào)節(jié)MCI向AD癡呆的進(jìn)展[7]。2009年兩個大型GWAS首次報道CLU與LOAD顯著有關(guān)[4,5],由此推測CLU基因與AD發(fā)病密切相關(guān),可能掌握重要的線索來闡明與AD發(fā)病有關(guān)的機(jī)制。
我們首次分析了新疆哈薩克族人群CLU基因rs11136000 位點與AD的相關(guān)性。結(jié)果顯示CLU基因rs11136000 位點與AD風(fēng)險相關(guān),TT基因型和T等位基因(OR=0.361,95%CI=0.171~0.762,P=0.007)可能降低新疆哈薩克族人群AD的發(fā)病風(fēng)險。有研究表明rs11136000等位基因T可延緩在MCI到AD進(jìn)程[7],有趣的是其他研究表明,與非攜帶rs11136000的G等位基因相比,在攜帶rs11136000的G等位基因的認(rèn)知正常的個體中更容易發(fā)展成MCI或AD,且在記憶固有區(qū)域大腦局部腦血流量明顯增加[10]。在一項針對哥倫比亞人群研究[11]發(fā)現(xiàn)CLU基因rs11136000位點最小等位基因T能降低AD風(fēng)險(OR= 0.66,P= 0.028),其結(jié)果受年齡、血統(tǒng)、APoEε4狀態(tài)的影響。我們研究結(jié)果同SeshadriS等[12]在歐洲人群研究一致。然而一項關(guān)于巴西人群[13](70%高加索人及30%非高加索人)及印度人群[14]的研究未發(fā)現(xiàn)CLU基因rs11136000位點多態(tài)性與AD相關(guān)。Wang等[15]研究顯示中國漢族CLU rs11136000多態(tài)性與AD風(fēng)險相關(guān)。同樣,Lu的研究結(jié)果表明CLU rs11136000多態(tài)性可能不是AD易感性影響南方漢族人群的因素[16]??傊瓹LU基因rslll36000在不同人群及種族研究結(jié)果并不一致。
本研究未發(fā)現(xiàn)新疆漢族及哈薩克族CLU rs9331888位點(χ2=0.680,P=0.7954,χ2=1.111,P=0.574)與AD有關(guān)聯(lián)性,我們的研究結(jié)果與Logue等[17]在非裔美國人中研究結(jié)果一致。有研究表明AD風(fēng)險rs9331888基因與CLU血漿水平下降相關(guān),它還修飾了CSF中微管相關(guān)蛋白的tau水平和Aβ(1~42)下降,其結(jié)果表明CLU內(nèi)rs9331888多態(tài)性的次要等位基因(G)顯著與LOAD風(fēng)險增加有關(guān),且在為期兩年的隨訪研究中發(fā)現(xiàn)AD組中rs9331888處的SNPs與左側(cè)海馬體積顯著相關(guān)(P=0.004)[18]。一項關(guān)于土耳其人的研究顯示rs9331888與AD之間存在重要關(guān)系,GG基因型rs9331888可能增加發(fā)展AD的傾向,同時rs9331888的G等位基因與低凝聚素mRNA和血漿凝聚素水平相關(guān);還觀察到更高的血漿凝聚素水平及凝聚素 mRNA水平與較低的MMSE相關(guān),這表明較高的凝血素水平與疾病嚴(yán)重程度相關(guān)[19]。有趣的是,一項在中國藏族人群研究發(fā)現(xiàn)rs9331888G基因可能降低AD的發(fā)病率[20]。不同種族的rs9331888位點驗證研究目前結(jié)論尚不一致。本研究未發(fā)現(xiàn)其關(guān)聯(lián)性可能的其他原因:(1)研究樣本量相對較少,尚不能充分體現(xiàn)新疆哈薩克族人群整體基因分布情況;(2)在人群篩選方面,目前AD診斷仍以癥狀為主,診斷標(biāo)準(zhǔn)以各類心理學(xué)檢測評分作參考,難免存在評分上的主觀性造成誤差;(3)新疆漢族及哈薩克族人群SAD可能與CLU 基因rs9331888位點多態(tài)性確實無關(guān)聯(lián)。
總的來說,這是在新疆漢族及哈薩克族人中進(jìn)行的為數(shù)不多相關(guān)性研究,研究發(fā)現(xiàn)CLU基因rs11136000位點多態(tài)性與SAD相關(guān),攜帶T等位基因或者TT基因?qū)档凸_克族人SAD發(fā)病率有一定作用,但漢族SAD與哈族SAD等基因型及等位基因比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義;CLU 基因9331888可能并非哈薩克族SAD的易感基因。