高原移居汉族男性高原红细胞增多症遗传易感性研究

发布时间：2019-10-23 21:05

【摘要】：背景和目的高原红细胞增多症(high altitude polycythemia,HAPC)是一种高原地区常见的慢性高原疾病,其主要特征为红细胞过度增生,血液中血红蛋白含量显著增加,红细胞压积明显升高,血流变缓,红细胞淤积,微循环功能障碍,导致机体出现严重的低氧血症,以及由此带来的全身多器官多系统损害。高原世居人群和高原移居人群均会受到HAPC的影响,但是两个人群HAPC的发病率存在显著的差异。流行病学研究表明,随着海拔的升高,HAPC发病率增加,在同一海拔处,高原移居人群HAPC的发病率显著高于高原世居人群,男性的发病率显著高于女性。HAPC的诊断标准为:男性Hb≥210 g/L,女性Hb≥190 g/L。慢性缺氧是HAPC的主要病因,但并不是唯一因素。调查发现,处于同一位置的汉族移居人群,饮食,居住和劳动条件类似,年龄相仿,生活习惯无差异,一部分个体发生HAPC,而另一部分个体不发生HAPC,提示遗传因素可能与汉族人群HAPC的发生有关。根据本研究的前期研究结果,以及文献报道,我们重点筛选了包括缺氧诱导因子信号通路,能量代谢相关基因以及炎症因子相关基因的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)位点,评价与汉族HAPC的相关性,并从遗传学角度,分析基因-基因交互作用,建立预测汉族HAPC的最佳模型。材料和方法按照1:1配比原则,在移居青藏高原海拔4000米以上地区的汉族男性人群中,筛选了234例HAPC患者和250例高原健康对照,收集样本基本信息,包括年龄,籍贯,吸烟,饮酒状态以及收缩压(systolic blood pressure,SBP),舒张压(diastolic blood pressure,DBP),动脉血氧饱和度(artery oxygen saturation,Sa O2),心率(heart rate,HR)以及身高体重等临床资料。在HAPC组中,采用多元逐步回归分析影响Hb的因素。根据本课题组的前期研究结果,筛选了多个基因的SNP位点,采用包括聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)为基础的PCR产物直接测序,琼脂糖凝胶电泳,高分辨率熔解曲线(high resolution melting,HRM)分析,限制性内切酶多态性(restriction fragment length polymorphism,RFLP),二代测序,连接酶反应(ligase detection reaction,LDR)等分析方法,获取上述基因的SNP位点的基因型。采用卡方检验分析上述SNP位点基因型与等位基因在HAPC和高原健康对照组的分布,基因型表型关联由单因素方差分析完成。综合汉族HAPC患者和高原健康对照组的基因型数据,采用广义多因子降维法(generalized multifactor dimensionality reduction,GMDR)和多因子降维法(multifactor dimensionality reduction,MDR)分析基因-基因间的交互作用,并联合logistic回归分析,构建最佳预测汉族HAPC的遗传学模型。结果1.与高原健康对照组相比,HAPC患者的Sa O2显著降低,而HR,DBP和体重指数(body mass index,BMI)显著升高,提示HAPC患者存在严重的低氧血症,并且提示HAPC患者的心功能可能存在损伤。2.HAPC患者的Hb与Sa O2呈负相关,与HR,DBP和BMI呈正相关。3.在α=0.05水准处,采用多元逐步回归评估Sa O2,HR,DBP和BMI对Hb的影响。所得方程为:Hb=265.772+0.221*DBP-0.691*Sa O2。在HAPC组中,对Hb影响最大的是Sa O2,其次为DBP。4.在HAPC组中,Hb与吸烟和饮酒状态无关,而在高原健康对照组中,单纯饮酒组的Hb高于单纯吸烟组,其它状态无差异。5.ACE基因D/D基因型可能分型错误,需要对D/D基因型再次分型。本研究中初次判定了55例D/D基因型,再次分析时6例D/D基因型被判定为I/D基因型。本研究中,D/D基因型被判定为I/D基因型的比例为11.3%。6.与HIF-1α转录活性有关的rs11549465和rs11549467,与安第斯山印第安人HAPC有关的SENP1基因rs726354和VEGFA基因rs3025033与中国汉族HAPC的发生无关。7.共显性模型和显性模型分析提示CARD14基因rs8065364的三种基因型C/C,C/T,T/T在HAPC组和高原健康对照组的分布存在显著差异。共显性模型分析提示:C/T vs T/T(OR=1.61,95%CI=1.10-2.38),C/C vs T/T(OR=2.19,95%CI=1.23-3.89),p=0.006。显性模型分析提示:C/T+C/C vs T/T(OR=1.74,95%CI=1.21-2.49),p=0.003。ULK4基因多态性位点rs9842536中,C与T两种等位基因在HAPC组和高原健康对照组的分布存在明显差异(p=0.024),T等位基因是汉族HAPC发生的保护因素(OR=0.73;95%CI=0.56-0.96)。CARD14基因多态性位点rs8065364中,C与T两种等位基因在HAPC组和高原健康对照组的分布存在明显差异(p=0.0009),C等位基因(OR=1.59;95%CI=1.21-2.08)是汉族HAPC发生的危险因素。8.HDAC5基因多态性位点rs8065686的C/T基因型是中国汉族人群HAPC的危险因素(OR=1.71,95%CI=1.11-2.62),但是等位基因频率分析提示C和T等位基因在汉族HAPC组和高原健康对照组的分布并无差异。HSPA1L基因多态性位点rs2227956的C/T基因型是中国汉族人群HAPC的危险因素(OR=1.62,95%CI=1.10-2.39),但是等位基因频率分析提示C和T等位基因在汉族HAPC组和高原健康对照组的分布并无差异。9.Glut1基因多态性位点rs1385129三种基因型在HAPC组和高原健康对照组的分布存在显著差异,与G/G基因型相比,A/G基因型是汉族HAPC保护因素(OR=0.63,95%CI=0.43-0.94),等位基因分析提示A等位基因是汉族HAPC的保护因素(OR=0.69,95%CI=0.51-0.92)。rs2086856三种基因型在HAPC和高原健康对照组之间的分布存在显著差异,与G/G基因型相比,A/A基因型是汉族HAPC的危险因素(OR=1.84,95%CI=1.08-3.13),等位基因分布提示A等位基因是汉族HAPC的危险因素(OR=1.42,95%CI=1.09-1.83)。rs841853三种基因型在HAPC和高原健康对照组之间的分布不存在差异,等位基因分析提示G等位基因可能是汉族HAPC的危险因素(OR=1.45,95%CI=1.06-1.98)。10.PDHX基因多态性位点rs2767035三种基因型在HAPC和高原健康对照组之间的分布存在显著差异,与T/T基因型相比,C/T基因型是汉族HAPC的危险因素(OR=1.68,95%CI=1.15-2.45),但是等位基因频率分析提示C和T等位基因在汉族HAPC组和高原健康对照组的分布并无差异。LDHA基因多态性位点rs3758682三种基因型在汉族HAPC组和高原健康对照组之间没有差异,等位基因频率分析提示C等位基因可能是汉族HAPC的危险因素(OR=1.31,95%CI=1.00-1.71)。11.ADORA2B基因多态性位点rs2779212和rs2015353三种基因型在HAPC和高原健康对照组之间的分布无差异。等位基因分析提示,rs2779212的C等位基因是汉族HAPC的保护因素(OR=0.72,95%CI=0.53-0.96),rs2015353的A等位基因可能是汉族HAPC的危险因素(OR=1.56,95%CI=1.06-2.28)。UCP1基因多态性位点rs6818140三种基因型在HAPC和高原健康对照组之间的分布无差异,等位基因分析提示A等位基因可能是汉族HAPC的保护因素(OR=0.69,95%CI=0.49-0.97)。12.基因-基因交互作用分析提示rs726354,rs3025033和rs8065364三者之间的协同效应可能参与了汉族HAPC的发生。综合分析EPAS1基因型数据以及能量代谢相关基因,炎症因子相关基因多态性数据后,本研究的最终结果表明CARD14基因多态性位点rs8065364,Glut1基因多态性位点rs2086856二者组合可能是预测男性汉族HAPC的最佳模型,而这两个位点之间相互作用的负效应可能与男性汉族HAPC的发生有关。在男性中国汉族人群中,以rs2086856的A/A基因型和rs8065364的T/T基因型为参照,携带rs2086856的A/G基因型和rs8065364的C/T基因型发生HAPC的风险增加1.98倍。结论中国汉族人群的HAPC存在遗传易感性,这种遗传易感性可能存在于能量代谢信号通路,炎症信号调控通路以及氧感知信号通路相关基因中。CARD14基因SNP rs8065364的C等位基因,Glut1基因SNPrs2086856的A等位基因,SNPrs841853的G等位基因,LDHA基因SNPrs3758682的C等位基因以及ADORA2B基因SNPrs2015353的A等位基因是中国汉族人群HAPC的危险因素。ULK基因SNPrs9842536的T等位基因,Glut1基因SNPrs1385129的A等位基因,ADORA2B基因SNPrs2779212的C等位基因,以及UCP1基因SNPrs6818140的A等位基因是中国汉族人群HAPC的保护因素。rs726354,rs3025033和rs8065364之间的协同效应,rs8065364和rs2086856之间的负效应与中国汉族人群HAPC有关。能量代谢信号通路,炎症信号调控通路以及氧感知信号通路相关基因的交互作用,可能参与了中国汉族人群的HAPC的发生。
【图文】：

第三军医大学博士学位论文中，频率较高。而在那些不发生 HAPE 的个体中，携带 I/I 基因型的个体数另外，在汉族人群的急性高原病（acute mountain sickness, AMS）中，ACE 等位基因是危险因素[23]。但是在尼泊尔人群[24]和欧洲人群[25]中，并没有看到的 I/D 多态性与 AMS 有关。鉴于 ACE 基因 I/D 多态性导致明显的生物学效同时尚无 ACE 基因 I/D 多态性与汉族 HAPC 的相关性研究，因此，我们将 I/D 多态性纳入本研究。2.2.2 缺氧诱导因子-1α 基因多态性的筛选在 Genebank 数据库中，人类缺氧诱导因子 1α（hypoxia inducible factor -1α）基因定位于 14 号染色体上，具体位置为 14q23.2，一共有 16 个外显子， 序 列 号 为 NC_000014.9 ， 基 因 ID 号 为 3091， 染 色 体 范 围 为 ch95401..61748259，全长约 52.8kb（图 2.2.2）。

GIH (G) 81.2 (82) 16.8 (17) 2.0 (2) 101 89.6 (181) 10.4 (21) 202JPT (J) 70.8 (80) 24.8 (28) 4.4 (5) 113 83.2 (188) 16.8 (38) 226LWK (L) 48.2 (53) 46.4 (51) 5.5 (6) 110 71.4 (157) 28.6 (63) 220MEX (M) 51.7 (30) 43.1 (25) 5.2(3) 58 73.3 (85) 26.7 (31) 116MKK (K) 62.2 (97) 32.7 (51) 5.1 (8) 156 78.5 (245) 21.5 (67) 312TSI (T) 75.5 (77) 22.5 (23) 2.0 (2) 102 86.8 (177) 13.2 (27) 204YRI (Y) 53.1 (78) 44.9 (66) 2.0 (3) 147 75.5 (222) 24.5 (72) 2942.2.4 热休克蛋白 A1 样基因多态性筛选在 Genebank 数据库中，，人类热休克蛋白 A1 样（heat shock protein family A (Hsp7ember 1 like，HSPA1L）基因定位于 6 号染色体上，具体位置为 6p21.3，一共有 5 显子，基因参考序列号为 NC_000006.12 ，基因 ID 号为 3305，染色体范围为 chr1809619..31821999，全长约 12.3kb（图 2.2.4）。
【学位授予单位】：第三军医大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R555.1


本文编号：2552243