新疆和田地區(qū)長壽人群健康狀況及長壽基因篩查

晉靜靜 陳鳳輝 古再努爾·阿迪力 程祖亨 邱長春 瑪依拉·吾甫爾

(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院綜合心臟內(nèi)科，新疆 烏魯木齊 830054)

人類衰老是由多基因及環(huán)境因素共同控制的自然現(xiàn)象，是生物體長期進(jìn)化的結(jié)果〔1〕。揭示衰老的遺傳機(jī)制，延長人類壽命是遺傳科學(xué)及生命科學(xué)的研究焦點(diǎn)。近年隨著人類全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)研究的深入，遺傳因素在控制生物衰老的作用越來越突出〔2，3〕。本課題組針對新疆和田地區(qū)長壽人群DNA樣本單核苷酸多態(tài)性(SNP)及拷貝數(shù)變異(CNVs)進(jìn)行GWAS發(fā)現(xiàn)載脂蛋白E，層黏連蛋白，苯丙氨酸羥化酶和人類白細(xì)胞抗原等基因參與衰老過程，影響該人群壽命〔4～7〕。本課題組基于DNA池技術(shù)進(jìn)一步篩查與長壽相關(guān)遺傳易感位點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)縫隙引導(dǎo)配體(SLIT)3，離子通道類谷氨酸受體(GRIK)4及血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)2基因的SNP位與和田地區(qū)人群長壽特征具有顯著相關(guān)性，旨在揭示與長壽相關(guān)的新的遺傳標(biāo)志物，揭示基因控制長壽表型。

1 資料與方法

1.1一般資料 連續(xù)納入2013年8月至2016年8月新疆和田地區(qū)維吾爾族長壽人群110人為長壽組，同時(shí)納入該地區(qū)同期非長壽人群90人為對照組。納入標(biāo)準(zhǔn)采用國際公認(rèn)長壽家系選取標(biāo)準(zhǔn)，即長壽人群：年齡≥90 歲，非長壽人群：隨訪3代以上，家族人群年齡均<90 歲者。兩組除年齡，一般資料比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)，見表1。本研究納入的所有患者均知情同意，并通過新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院倫理委員會評審(審批號20110908-7)。

表1 兩組基線資料比較

1.2基線及健康資料 隨訪并統(tǒng)計(jì)納入人群的年齡，性別，身高，職業(yè)，文化程度及婚姻情況等基線資料情況，同時(shí)于患者納入本項(xiàng)研究次日采用標(biāo)準(zhǔn)臺式水銀血壓計(jì)監(jiān)測收縮壓(SBP)和舒張壓(DBP)，采用使用全自動生化分析儀測定血尿素氮(BUN)，肌酐(CRE)，血清總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)及高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)等血脂水平和空腹血糖(FBG)水平。

1.3DNA提取及基因分型 抽取研究對象的靜脈血5 ml，在室溫下靜置1 h后12 000 r/min 4℃離心45 min，采用血液DNA提取試劑盒(北京艾德萊生物科技有限公司)提取血標(biāo)本中的基因組DNA。以采用DNA池技術(shù)雜交方式完成研究群體的全基因組掃描差異圖，并重復(fù)3～5次。將差異化的SNP采用Sequenom MassArray 平臺(Sequenomchip11-G384芯片)進(jìn)行基因分型，利用美國國立生物技術(shù)信息中心(NCBI)的查詢r(jià)s位點(diǎn)所在的基因，進(jìn)行基因型及等位基因頻率的差異計(jì)算，完成對于長壽相關(guān)基因的分析。GWAS質(zhì)控判斷標(biāo)準(zhǔn)：(1)去掉偏離Hard-weinberg平衡位點(diǎn)；(2)排除頻率<5%的SNP位點(diǎn)；(3)剔除平行試驗(yàn)重復(fù)率<95%的SNP位點(diǎn)長壽相關(guān)的SNP的判斷標(biāo)準(zhǔn)：應(yīng)用Logistic 分析，以O(shè)R≥1.2，P<0.05為正相關(guān)。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS23.0軟件進(jìn)行χ2、t檢驗(yàn)，Logistic回歸模型、多重線性回歸。

2 結(jié) 果

2.1兩組健康資料比較 長壽組SBP、BUN、CRE、TC、LDL-C及FBG等指標(biāo)水平顯著低于對照組，而HDL-C顯著高于對照組(P<0.05，P<0.01)，見表2。

表2 兩組健康相關(guān)指標(biāo)比較

2.2長壽相關(guān)基因型頻率及等位基因頻率比較 rs2879135 GG基因型(OR=2.093，P=0.009 2)、rs11217987 AT基因型(OR=2.278，P=0.014 6)及rs714205 CG基因型(OR=1.461，P=0.046 8)與長壽存在正相關(guān)關(guān)系，其中rs2879135 G等位基因(OR=1.281，P=0.035 3)攜帶者長壽的頻率較高，見表3。同時(shí)采用NCBI進(jìn)行基因定位發(fā)現(xiàn)rs2879135位點(diǎn)于 5q35區(qū)域，169027932，為縫隙引導(dǎo)配體(SLIT)3基因，rs11217987位點(diǎn)位于11q22.3，120709117，為離子通道類谷氨酸受體(GRIK)4基因，而rs714205則位于Xp22區(qū)域，15565781，為血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE3)基因。

2.3健康資料與長壽SNP位點(diǎn)依存關(guān)系 多重線性回歸分析發(fā)現(xiàn)rs2879135與SBP、CRE、TC、HDL-C及LDL-C等指標(biāo)存在依存關(guān)系(P<0.05)，而rs714205則與CRE、TC、HDL-C、LDL-C和FBG等指標(biāo)存在依存關(guān)系(P<0.05)，但rs11217987與本研究納入的健康相關(guān)指標(biāo)均無依存關(guān)系，見表4。

表3 SNP基因型頻率及等位基因頻率比較〔n(%)〕

表4 健康資料與長壽SNP位點(diǎn)依存關(guān)系

3 討 論

長壽作為由基因和環(huán)境因素共同控制的復(fù)雜生物表型，遺傳因素占20%～30%〔8〕，在60歲以后，尤其是高齡人群中，遺傳因素作用更為突出〔9〕。GWAS是基于生物體全基因組中SNP為分子遺傳標(biāo)記，檢測復(fù)雜疾病或者相關(guān)表型序列或變異結(jié)構(gòu)的分析方法，近年已成為研究與疾病性狀關(guān)聯(lián)的 SNPs的重要手段〔10〕。

新疆和田地區(qū)維吾爾族人群是我國公認(rèn)的長壽群體〔11〕，本研究表明高血壓檢出率隨年齡增加呈現(xiàn)升高趨勢，與血管彈性老化有關(guān)，是心腦血管發(fā)生的重要危險(xiǎn)因素，同時(shí)持續(xù)性高血壓可導(dǎo)致腎功能減弱，引起B(yǎng)UN和CRE升高〔12，13〕。本研究組提示血壓及腎功能狀況與和田地區(qū)長壽人群的健康具有積極關(guān)系。血脂異常，是誘發(fā)動脈粥樣硬化性心血管疾病的重要原因，HDL-C作為冠心病保護(hù)因子，其表達(dá)水平則與動脈管腔狹窄程度呈負(fù)相關(guān)〔14〕。和田地區(qū)長壽人群TC、LDL-C水平降低，HDL-C升高，這可能與和田地區(qū)人群飲食結(jié)構(gòu)有關(guān)，該人群長期以素食為主，油脂攝入以動物油脂為主，故血脂狀況優(yōu)于正常人群。Elmadfa等〔15〕報(bào)道發(fā)現(xiàn)空腹血糖與年齡呈正相關(guān)，隨年齡增長可出現(xiàn)胰島素抵抗和非胰島素介導(dǎo)的糖利用障礙，既導(dǎo)致冠狀動脈硬化、狹窄及糖尿病性心肌梗死，也可引起腦出血、腦血栓等腦卒中疾病。該地區(qū)長壽人群FBG水平較低，這亦提示和田地區(qū)長壽人群可能通過血糖代謝途徑影響長壽。

研究發(fā)現(xiàn)SLIT3基因作為新的血管生成因子，可自分泌和旁分泌的方式穩(wěn)定微血管壁細(xì)胞內(nèi)環(huán)境，抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖遷移〔16〕。Dietrich等〔17〕報(bào)道SLIT3可通過與Robo4受體結(jié)合調(diào)控血管內(nèi)皮細(xì)胞異常增殖，抑制脂質(zhì)條紋轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓睦w維脂質(zhì)斑塊，并緩解動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展。本研究結(jié)果表明TC、LDLC、HDLC、FBG及SBP指標(biāo)均參與動脈硬化等心腦血管病變，這表明SLIT3基因可通過影響糖、脂代謝減少心腦血管疾病的發(fā)生來影響長壽。ACE2基因主要通過為腎素-血管緊張素系統(tǒng)影響高血壓，參與心血管疾病的病理過程，本研究中發(fā)現(xiàn)ACE2基因rs714205位點(diǎn)影響長壽，并與CRE、TC、HDLC、LDLC和FBG等健康指標(biāo)具有相關(guān)性，劉媛媛等〔18〕則發(fā)現(xiàn)ACE2基因多態(tài)性與2型糖尿病腎病顯著相關(guān)，同時(shí)影響收縮壓及血肌酐水平，而覃健等〔19〕研究發(fā)現(xiàn)ACE基因多態(tài)性與長壽相關(guān)，這與本項(xiàng)目研究結(jié)果較為一致。盡管GRIK4基因與本研究隨訪結(jié)果無相關(guān)性，同時(shí)有關(guān)GRIK4基影響長壽的報(bào)道較少，但近年研究發(fā)現(xiàn)GRIK4基因通過影響腦內(nèi)神經(jīng)元突觸傳遞參與抑郁癥、阿爾茲海默癥及帕金森等眾多老年性中樞性疾病的發(fā)生〔20～22〕，推測GRIK4可能通過參與疾病的發(fā)生進(jìn)而影響壽命。