研究背景遗传和环境因素在肥胖的发生和发展中共同发挥着重要的作用,遗传因素增加了机体对肥胖的易感性。但是,即使存在遗传因素影响,肥胖的发生发展也是环境因素及生活方式等多种因素相互作用的结果。研究遗传和环境因素与儿童肥胖关系对于肥胖的预防和控制具有重要意义。近年来,全基因组关联研究(genome-wide association studies, GWAS)发现了一系列肥胖相关基因,其中,FTO (fat mass and obesity associated gene)基因在最大程度上解释了BMI和肥胖的变异。在欧美人群中,FTO基因与BMI和肥胖的关系已经明确。但在亚洲人群中,FTO基因与肥胖关系的研究未得出一致的结论,尚需要更多的重复性研究来验证FTO基因在中国人群中的作用,了解FTO基因与环境因素对儿童肥胖的相对影响,对于进一步了解肥胖基因的作用机制将有所帮助。同时,进一步研究遗传与环境因素之间的关系对于肥胖的预防和控制具有重要意义。研究目的本研究利用“2002年中国居民营养与健康状况调查”和北京市汉族儿童的资料,以中国汉族7-17岁儿童为研究对象,探讨FTO基因SNP rs9939609多态性与中国汉族儿童肥胖及其相关代谢指标的关系,并进一步研究FTO基因与膳食和身体活动的相互作用,以探讨FTO在调控机体能量平衡中的作用,为深入研究遗传因素在肥胖发生中的作用及肥胖的预防控制提供理论依据。研究对象与方法随机从-80℃保存的“2002年中国居民营养与健康状况调查”2000名7～17岁汉族儿童及其母亲的血样中选取1253名汉族7-17岁儿童及其母亲的静脉血,抽提全基因组DNA,采用Taqman-MGB探针技术进行FTO SNP rs9939609分型。为进一步分析FTO基因SNP rs9939609多态性与中国汉族儿童肥胖、体成分及其相关代谢指标的关系,在本研究中,我们进一步从2005年中国疾病预防控制中心营养与食品安全所在北京市开展的“以学校为基础的身体活动干预研究”项目的1000份-80℃冻存血样中随机选择674名8-11岁汉族儿童,利用该人群的基线数据进行FTO基因SNP rs9939609多态性与中国汉族儿童肥胖、体成分及其相关代谢指标的关系。应用Logistic回归分析进行AA/AT携带者和TT携带者之间的超重率和肥胖率比较；多元线性模型分析FTO rs9939609与肥胖及其相关代谢指标之间的关系。研究结果1.FTO基因与我国汉族儿童肥胖及相关代谢指标的关系在“2002年中国居民营养与健康状况调查”和“以学校为基础的身体活动干预研究”项目中,我国汉族儿童rs9939609 A等位基因表达频率分别为12.7%和12.2%,仅分别有1.4%和1.2%的儿童同时携带两个A等位基因,AA、AT、TT基因型分布均符合Hardy-Weinberg平衡。分析“2002年中国居民营养与健康状况调查”的数据,未发现FTO基因与我国汉族儿童BMI和肥胖存在相关性。而以北京市汉族儿童为研究对象的“以学校为基础的身体活动干预研究”项目的数据则证实了FTO SNP rs9939609与BMI和肥胖之间的关系。该研究结果为,携带AA/AT基因型的汉族儿童肥胖的发生率显著高于TT基因型携带者(36.4%vs.22.6%,P=0.004),AA/AT基因型携带者发生肥胖的OR值为1.8(95％CI 1.2-2.7).FTO导致我国汉族儿童肥胖的人群归因危险度百分比(PAR%)为12.4%。其原因可能是,“2002年中国居民营养与健康状况调查”的检验效率显著低于“以学校为基础的身体活动干预研究”项目中的北京市汉族儿童(12% vs.44%)。在北京市汉族儿童中,与TT基因型携带者相比,携带AA/AT基因型的汉族儿童的体重、BMI、腰臀比、髂前上棘位皮褶厚度、肩胛下皮褶厚度、体脂、瘦体重均显著升高。SNP rs9939609与北京市汉族儿童甘油三脂、脂联素、空腹血糖存在相关性,该相关性在进一步调整BMI的影响后消失。而总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、胰岛素、瘦素、Ghrelin、收缩压、舒张压、胰岛素抵抗指数和胰岛素敏感指数等指标均未发现相关性。2.FTO基因与我国汉族儿童膳食能量摄入和身体活动的关系在北京市汉族儿童中,与TT基因型携带者相比,携带AA/AT基因型的汉族儿童的膳食总能量摄入边缘性升高(P=0.095),其脂肪摄入量和脂肪供能比(Rfat)均显著升高(P=0.02),进一步调整BMI的影响后,差异仍存在显著性。两种基因型携带者之间的身体活动时间、睡眠和静坐时间以及身体活动能量消耗差异均无显著性(P>0.05),进一步调整BMI的影响后,差异仍无显著性。调整年龄、性别、家庭经济收入水平及青春发育期的影响,在高膳食能量摄入水平下,不论是否携带FTO危险型基因,其BMI、超重、肥胖发生率差异均没有显著性(P>0.05)；在低膳食能量摄入水平下,FTO危险型基因携带者BMI及其肥胖发生的危险性均显著高于未携带者(P=0.02,0.01, respevtively),但两种基因型携带者超重/肥胖的发生率差异无显著性。不论是否携带FTO危险型基因,高膳食能量摄入和低膳食能量摄入儿童的BMI、超重、肥胖发生率差异均没有显著性(P>0.05),进一步调整身体活动水平后,各组间统计学差异未发生变化。调整年龄、性别、家庭经济收入水平及青春发育期的影响,在高身体活动水平下,FTO危险型基因携带者的BMI以及超重/肥胖率与未携带者间差异均没有显著性(P>0.05),但其发生肥胖的危险性显著高于未携带者(P=0.04)；在低身体活动水平下,FTO危险型基因携带者BMI以及发生肥胖的危险性均显著高于未携带者(P<0.05),但两种基因型携带者超重/肥胖的发生率差异无显著性。不论是否携带FTO危险型基因,高身体活动水平和低身体活动水平儿童的BMI、超重、肥胖发生率差异亦均没有显著性(P>0.05)。3.FTO基因对我国汉族儿童膳食多样化评分、食物选择和营养素摄入充足状况的影响本研究发现,与TT基因型携带者相比,AA/AT基因型儿童的膳食多样化总评分DDS有升高的趋势。携带AA/AT基因型儿童的不同食物种类组内多样化评分中,谷类及制品、畜肉类及制品和糖蜜饯类均边缘性升高,其他种类食物的组内多样化评分两组间差异没有显著性。与TT基因型携带者相比,携带AA/AT基因型儿童的薯类、淀粉及制品的每日摄入量边缘性升高,糖蜜饯类的每日摄入量显著升高；携带AA/AT基因型儿童的水果类及制品的供能比边缘性降低,而糖蜜饯类的供能比边缘性升高；携带AA/AT基因型的汉族儿童每日选择能量密度>100kcal/100g、>200kcal/100g、>300kcal/100g的食物频次均显著高于TT基因型携带者,进一步调整BMI的影响后,差异仍有显著性。与TT基因型携带者相比,携带AA/AT基因型的儿童能量的营养素充足比边缘性升高,同时AA/AT基因型儿童维生素B6的NAR显著升高,而其他各营养素的充足比及平均充足比两组间差异没有显著性。4.FTO基因与我国汉族成年女性肥胖的相关性我国汉族成年女性FTO SNP rs9939609 A等位基因表达频率为13.6%,仅有1.8%同时携带两个A等位基因；AA、AT、TT基因型的表达频率分别1.8%、23.7%和74.5%,符合Hardy-Weinberg平衡(X2检验,P=0.80)。本研究在汉族成年女性中证实了FTO SNP rs9939609与肥胖之间的关系,但并未发现其与BMI之间存在显著关系。携带AA/AT基因型的汉族成年女性的肥胖率显著高于携带TT基因型的汉族成年女性(14.5% vs.9.4%,P=0.01,OR=1.6,95%CI 1.1-2.4)。5.我国汉族儿童及其母亲FTO SNP rs9939609变异的现况及母子BMI的相关性母亲和孩子均携带FTO SNP rs9939609AA基因型的比例仅为0.2%,均携带TT基因型的比例为65.5%,均携带AT基因型的比例为12.0%。母子均至少携带一个A危险型等位基因的比例为15.0%；母亲携带A危险型等位基因而孩子不携带的比例为10.5%；母亲不携带A危险型等位基因而孩子携带的比例为9.0%。调整儿童年龄、性别、母亲年龄、受教育水平、职业、地区和家庭经济状况的影响后,母亲BMI与孩子BMI呈显著正相关(P<0.0001),相关系数为0.26(SE=0.02)。进一步调整儿童及母亲FTO SNP rs9939609的影响后,仍呈显著正相关(P<0.0001),相关系数为0.25(SE=0.02)。调整儿童年龄、性别、母亲年龄、受教育水平、职业、地区和家庭经济状况的影响,将母亲是否携带FTO危险型基因作为分组因素,母亲携带FTO危险型基因组母子BMI相关系数高于母亲不携带FTO危险型基因组,各组母亲BMI和孩子BMI均呈显著正相关。同时对两组间儿童BMI、超重率和肥胖率比较发现,母亲携带FTO危险型基因组儿童BMI有高于母亲不携带FTO危险型基因组儿童的趋势(18.7±0.2 vs.18.5±0.1),但两组儿童的BMI无显著性差异(P=0.15)；两组儿童的超重率(12.2% vs.9.6%)、肥胖率(2.8% vs.2.6%)均无显著性差异(P=0.27 and 0.96, respectively)。进一步比较母亲及孩子在四种不同FTO SNP rs9939609基因型组合下,母亲BMI和孩子BMI均呈显著正相关,母子均不携带FTO危险型基因时其相关系数最小,但四组间的差异没有显著性。同时对四组间儿童BMI、超重率和肥胖率比较发现,母子均携带FTO危险型基因组儿童BMI有高于母子均不携带FTO危险型基因组儿童的趋势(18.8±3.1 vs.18.5±3.0),但差异无统计学意义(P=0.16),其余各组间两两比较亦未发现统计学差异(P>0.40)。四组儿童的超重、肥胖发生率均无显著性差异(P>0.20)。结论1.我国汉族儿童FTO SNP rs9939609 A等位基因表达频率为12%,显著低于欧美人群。2.携带FTO SNP rs9939609 A等位基因的汉族儿童发生肥胖的危险性增加。3.FTO基因可能通过影响我国汉族儿童膳食能量摄入影响能量平衡,但对身体活动水平的影响不显著。4. FTO SNP rs9939609可能通过调节饮食,包括食物摄入量和不同种类食物的选择,进而影响机体膳食能量摄入。5.FTO基因在母子BMI相关性中发挥了一定的作用,但作用并不显著。