維生素D受體基因ApaI和TaqI多態(tài)性與骨質(zhì)疏松癥發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)研究進(jìn)展

朱旺法，李宏倬

(1.長治醫(yī)學(xué)院,山西 長治 046000;2.長治醫(yī)學(xué)院附屬和平醫(yī)院,山西 長治 046000)

0 引言

隨著人口老齡化問題的日益加重，其中骨質(zhì)疏松癥在老年人中的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)較其他國家更為嚴(yán)重，是影響我國國民健康的最嚴(yán)重問題之一，骨質(zhì)疏松癥主要分為原發(fā)性與繼發(fā)性，本文主要討論原發(fā)維生素D受體基因?qū)υl(fā)性性骨質(zhì)疏松癥的影響。

1 骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis，OP)

原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥主要發(fā)生于老年人，主要發(fā)病對象為年齡大于70歲的人群，絕經(jīng)后的婦女及一些特發(fā)性的骨質(zhì)疏松，OP是一種全身性的以骨密度（bone mineral density，BMD）與骨架強(qiáng)度（bone frame strength）改變?yōu)闄C(jī)理的全身性骨骼疾患。當(dāng)機(jī)體受年齡、性別、飲食、吸煙、飲酒、藥物、遺傳等因素影響后，人體成骨細(xì)胞（osteoblast，OB）與破骨細(xì)胞（osteoclast，OC）比例失衡，導(dǎo)致人體骨質(zhì)溶解，會發(fā)生骨量丟失，骨小梁等微結(jié)構(gòu)發(fā)性改變，外觀出現(xiàn)骨骼畸形等骨質(zhì)增生改變，OP診斷的金標(biāo)準(zhǔn)為：雙能X線吸收法（DXA），根據(jù)世界衛(wèi)生組織定義（World Health Organization，WHO）當(dāng)骨密度（BMD）比健康年輕人的平均峰值低2.5個標(biāo)準(zhǔn)差，即可診斷為骨質(zhì)疏松癥[1]。

2 維生素受體（vitamin D receptor ，VDR）

維生素D是調(diào)節(jié)鈣磷吸收與排泄的重要營養(yǎng)物質(zhì)，而鈣磷代謝平衡在骨質(zhì)的形成與吸收當(dāng)中起著重要的作用;維生素D受體是一種核內(nèi)激素受體，控制其表達(dá)與轉(zhuǎn)錄的維生素D受體基因位于染色體12q13區(qū)，VDRG的突變，替換導(dǎo)致的多態(tài)性直接影響到鈣磷的攝取與骨量的形成，并最終與骨質(zhì)疏松的發(fā)生形成緊密聯(lián)系[2]。諸如此類基因還有，雌激素受體-α基因( Estrogen Recptor-αGene)、白細(xì)胞介素-1 受體拮抗基因、I 型膠原基因、載脂蛋白 E( ApoE) 基因、低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白 5( LRP5) 基因、降鈣素受體基因等[3]，但是維生素受體D基因是研究最為廣泛及最具有爭議的基因，采用限制性內(nèi)切酶片段長度多態(tài)性（restriction fragmentlength polymorphism，RFLP）分析技術(shù)來命名單核苷酸多態(tài)性(Single nucleotide polymorphism,SNP)，其中ApaI酶切位點(diǎn)位于VDR基因的第8個內(nèi)含子，TaqI酶切位點(diǎn)位于VDR基因第9個外顯子，一般用aa、Aa、AA,bb、Bb、BB基因型代表相應(yīng)酶切位點(diǎn)的多態(tài)性。

3 VDRG多態(tài)性與骨質(zhì)疏松癥

3.1 維生素D受體基因ApaI多態(tài)性與骨質(zhì)疏松癥

早在1992年Morrison等人率先研究了VDR基因多態(tài)性對人體中骨鈣素水平的相關(guān)研究[4]，緊接著在1995年RiggsBL等人的研究當(dāng)中表明，在美國年輕女性人群中ApaI位點(diǎn)BB基因型可以顯著股骨頸部位的骨密度值，隨著年齡的增長，影響趨勢逐漸下降，限于骨質(zhì)疏松患者樣本量較少并未得出ApaI基因多態(tài)性在骨質(zhì)疏松發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的確切意義[5]。1997年VandevyverC等人以高加索老年女性為代表分析比較了正常絕經(jīng)后婦女與絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松的病人，并經(jīng)過年齡、身體質(zhì)量指數(shù)(BodyMassIndex，BMI)校正后發(fā)現(xiàn)ApaI基因多態(tài)性在各部位的BMD并無差異性[6]。2000年LangdahlBL等人的研究表明在高加索人群中ApaI基因多態(tài)性在骨質(zhì)疏松癥患者和正常對照組中的分布差異無顯著性(P＞0.05)[7]。2002年梁偉等人針對漢族人群展開研究顯，經(jīng)過比較比較絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松患者與健康成年的BMD發(fā)現(xiàn)ApaI基因多態(tài)性不能作為骨質(zhì)疏松癥的預(yù)測因素，限于研究樣本量較少及種族的原因，至此并未發(fā)現(xiàn)ApaI多態(tài)性的重要價值[8]。

隨著病例對照實(shí)驗(yàn)的增加，2006年EliasZintzaras等人進(jìn)行的meta分析中ApaI等位基因?qū)Ρ冉y(tǒng)計(jì)學(xué)分析沒有差異OR=0.99(95%CI0.72-1.37)，在其遺傳模型、亞組分析及敏感性分析當(dāng)中，結(jié)果也是沒有差別[9]。2007年陳占文等人經(jīng)過更嚴(yán)格的病例對照實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，老年漢族人群中骨質(zhì)疏松組a位基因分布頻率顯著高于健康組；為ApaI多態(tài)性與原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥存在相關(guān)性提供了有力證據(jù)[10]。2015年董佑紅等人以亞洲人群為研究對象，發(fā)現(xiàn)VDR基因ApaI位點(diǎn)多 態(tài) 性 與OP關(guān) 聯(lián) 性 在Avs.a（OR=0.47，95%CI=0.34～0.64，P＜0.01）等五種基因模型比較中均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，A等位基因型可以降低亞洲群的OP的患病風(fēng)險(xiǎn)，限于僅納入2組病例對照實(shí)驗(yàn)，結(jié)果待考察[11]。然而在MengYu等人在2016年發(fā)表的meta分析（納入6篇研究）中卻發(fā)現(xiàn)表ApaI（AA+Aa）vs.aa(OR=0.73，95%CI=0.46～1.14，P=0.17)，Avs.a(OR=1.01，95%CI=0.77-1.33，P=0.81)，經(jīng)過不同研究類型、絕經(jīng)狀態(tài)及是否符合哈迪溫伯格平衡（Hardy-Weinbergequilibrium，HWE）的敏感性分析和亞組分析后，結(jié)果仍沒有發(fā)現(xiàn)維生素D受體基因多態(tài)性與骨質(zhì)疏松風(fēng)險(xiǎn)之間明顯的關(guān)聯(lián)[12]。2018年ZhangLiang發(fā) 表 的meta分 析（納 入18篇 研究）顯示了絕經(jīng)后人群的分析結(jié)果，在總體人群中：(aa+Aa)vs.AA（OR=0.84，95%CI=0.73～0.98，P=0.022），在高加索人群中：Aavs.AA（OR=0.84，95%CI=0.70～0.99，P=0.042），(Aa+aa)vs.AA(OR=0.85，95%CI=(0.72～1.00，P=0.047)，維 生 素D受 體基因多態(tài)性與骨質(zhì)疏松風(fēng)險(xiǎn)顯著關(guān)聯(lián)，而在亞洲人群中卻得不到類似結(jié)果[13]。最新研究2020年鄭偉等人進(jìn)行的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)：OP組aa基因型、a等位基因分布頻率均高于健康組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，維生素D受體基因多態(tài)性在決定骨質(zhì)疏松癥的遺傳易感性方面具有顯著價值[14]。2020年FuLijuan等人（納入31篇研究）經(jīng)過meta分析匯總得出：總體人群：隱性模式(OR=1.20，95%CI=1.06～1.37，P=0.004)，高 加 索 人 群:等 位 基 因 模 式（OR=0.81，95%CI=0.67～0.99，P=0.04），顯性模式（OR=0.77，95%=0.64～0.93，P=0.007）[15]，同年JiangLingLing等人研究結(jié)果（納入35篇研究），總體人群：隱性模式（OR=1.19，95%CI=1.06～1.35，P=0.004），高加索人群：等位基因模式（OR=0.82，95%CI=0.68～0.98，P=0.03），顯性模式(OR=0.79，95%CI=0.66～0.95，P=0.01)，隱性模式(OR=1.40，95%CI=1.15～1.71，P=0.0009)[16];兩者的meta分析中卻得出相近的結(jié)果，在總體分布和高加索人群中ApaI基因多態(tài)性可能影響骨質(zhì)疏松的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，而在亞洲人群中影響并不顯著。

3.2 維生素D受體基因TaqI多態(tài)性與骨質(zhì)疏松癥

同樣的在1997年Vandevyver C等人的研究中表明了VDR TaqI不同的基因表型呈現(xiàn)在股骨頸的BMD沒有差異[6]，緊接著于1999年L.Fountas等人發(fā)表的研究中描述了老年女性健康人組與骨質(zhì)疏松癥組基因型分布頻率（健康組：TT=38%、tt =21%，骨質(zhì)疏松癥組：TT=34%、tt =20%）統(tǒng)計(jì)學(xué)上沒有顯著差異(P＞0.05)，同時TaqI多態(tài)性與腰椎BMD分值無明顯關(guān)系[17];2000年Langdahl BL等人僅在股骨粗隆間測得的BMD值TT型個體要明顯高于Tt或tt型個體（P＜0.01），而在腰椎、股骨頸、Wards三角處得到的BMD值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并得出TaqI多態(tài)性與老年男性與女性的骨質(zhì)疏松性骨折無關(guān)的結(jié)論[7]。2004年Duman BS等人的研究發(fā)現(xiàn)了不一樣的結(jié)果，在土耳其絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松婦女中，腰椎（L1-4）TT基因型BMD值明顯高于Tt和tt (P＜0.05)，在股骨頸、股骨粗隆及Wards三角部位的BMD值結(jié)果是TT基因型高于tt基因型，認(rèn)為Taq1多態(tài)性對絕經(jīng)后婦女BMD值有影響[18]。2013年Wanda Horst-Sikorska等人研究發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)基因T攜帶者的非椎體骨折發(fā)生率明顯增高（P=0.020）,但并未尋找到TaqI多態(tài)性與BMD之間存在關(guān)聯(lián)的有利證據(jù)[19]。

2006年Elias Zintzaras等人（納入7篇研究）研究進(jìn)一步表明，在總體人群中，經(jīng)過種族分層、絕經(jīng)狀態(tài)和骨質(zhì)疏松診斷標(biāo)準(zhǔn)等不同條件的亞組分析后仍未未發(fā)現(xiàn)相關(guān)性的證據(jù)[9].2013年邢丹等人進(jìn)行的meta分析（納入4篇研究），通過3 種遺傳模型的對比(Tt + tt vs.TT，tt vs.TT，Tt vs.TT)，并未發(fā)現(xiàn)TaqI基因型的多態(tài)性與骨質(zhì)疏松性椎體骨折相關(guān)性，按照性別進(jìn)行亞組分析后結(jié)果沒有改變[20]。2018年ZhangLiang發(fā)表的meta分析（納入17篇研究），在總體人群和高加索人群中，VDR TaqI基因多態(tài)性與絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)無顯著相關(guān)性(兩者P＞0.05)，分組后的亞洲人群研究數(shù)量較少，結(jié)果沒有意義[13]。2019年Melissa Kow等人在英國白人男性中進(jìn)行的病例對照實(shí)驗(yàn)也得出陽性結(jié)果，在其研究中VDR基因TaqI基因aa基因型對腰椎骨密度有顯著影響(P＜0.05)，可以增加罹患骨質(zhì)疏松疾病的風(fēng)險(xiǎn)[21]。2020年Fu Lijuan等人（納入25篇研究）的meta分析，只在高加索人群隱性遺傳模型中發(fā)現(xiàn)(OR=1.32，95%CI=1.06～1.63，P=0.01)[15]，同年Jiang Ling Ling等人meta分析（納入28篇研究），得出相似的結(jié)果，高加索人群隱性遺傳模型（OR=1.36，95%CI=1.11～1.68，P=0.003)[16]，兩項(xiàng)研究均表明TaqI多態(tài)性可能影響高加索人絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的風(fēng)險(xiǎn)，然而在亞洲人群及總體人群中未發(fā)現(xiàn)有意義的結(jié)果。

4 總結(jié)與展望

綜上所述，經(jīng)過歷年廣大研究者對維生素D受體基因多態(tài)性與骨質(zhì)疏松癥相關(guān)性的不懈研究，基本可明確VDR ApaI和TaqI多態(tài)性與骨質(zhì)疏松疾病的罹患風(fēng)險(xiǎn)具有相關(guān)性。不可避免的種族、性別、年齡差異，其他基因多態(tài)性的影響，研究設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，樣本量大小，和統(tǒng)計(jì)分析誤差等因素可以解釋既往研究者得出的矛盾結(jié)果。我們期望以后的研究應(yīng)大力開展前瞻性研究，盡量減少混雜因素對結(jié)局指標(biāo)的干擾；骨質(zhì)疏松癥更是一種全球性廣發(fā)疾病，研究設(shè)計(jì)需納入大樣本、多種族的人群，進(jìn)行多國合作研究，并鼓勵設(shè)計(jì)進(jìn)行SNP 連鎖不平衡及單倍型研究，明確容易誘發(fā)骨質(zhì)疏松癥發(fā)病的敏感性遺傳標(biāo)記。隨著藥物基因組學(xué)的發(fā)展，基因診斷在預(yù)測骨質(zhì)疏松癥風(fēng)險(xiǎn)性方面強(qiáng)勢崛起，也為分子治療方案的研發(fā)提供循證醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)，不但為患者帶來健康保障，更為國家?guī)砜沙掷m(xù)發(fā)展的利益。