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背景和目的:
代谢综合征(metabolic syndrome,MS)是一组多种危险因素作用于个体的症候群,以心血管损害为其主要临床结局。主要临床表现包括肥胖、血脂异常、胰岛素抵抗及高血压等。过去代谢综合征一般发生于成人,随着社会经济的发展和生活方式的变化,儿童青少年代谢综合征患病率呈逐年增加趋势。由于儿童代谢综合征的诊断标准不一、社会经济状况及种族之间的差异,世界范围内代谢综合征患病率有所不同,约在3%~19%之间波动。
目前认为代谢综合征主要受社会经济因素、膳食模式、饮食习惯及身体活动等环境因素及易感基因的影响。身体活动情况是代谢综合征最重要的环境影响因素之一,有研究显示儿童肥胖率与身体活动情况之间存在显著的量效关系,同时运动疗法可以降低代谢综合征的严重程度及发展进程。过氧化物酶体增殖物激活受体-γ(peroxisome proliferator-activated receptor-γ,PPARγ)基因(PPARγ)与脂联素(Adiponectin,APN)基因(ADIPOQ)均为代谢综合征易感基因研究的热点基因。PPARγ参加脂肪细胞分化,促进前脂肪细胞过氧化物酶体增殖物激活受体增殖并分化为成熟的脂肪细胞,同时参与脂肪合成代谢途径,促进脂肪细胞内甘油三脂的储存,在控制脂肪储存和释放、维持机体能量平衡及促进脂肪细胞基因表达等方面均有正向调节作用,因此PPARγ基因多态性与代谢综合征的发生发展密切相关。脂联素(adiponectin,APN)是成熟脂肪细胞特异分泌的一种有抗炎、增加胰岛素敏感性及心血管保护作用的脂肪细胞因子,与肥胖、胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)、2型糖尿病(type2 diabetes mellitus,T2DM)等疾病密切相关。全基因组宽带扫描显示,编码人脂联素的基因所在区域存在T2DM和代谢综合征的易感位点。近年来有研究发现PPARγ基因34位核苷酸C→G变异(导致第12位的脯氨酸替换为丙氨酸,即Pro12Ala多态性),相对于脯氨酸等位基因,丙氨酸等位基因降低了对胰岛素的敏感性;此外,PPARγ第六个外显子的1431个核苷酸发生C→T转换(C1431T)也可降低对胰岛素的敏感性。ADIPOQ启动子区域-11377C/G的多态性与代谢综合征及其各个组成成分的关系也是近年受关注的热点之一。
本研究拟初步探讨PPARγ的Pro12Ala、C1431T及ADIPOQ的-11377C>G多态性、身体活动与儿童代谢综合征的关系,并分析基因多态性之间、身体活动与基因多态性之间的交互作用,为阐明儿童代谢综合征遗传易感性提供新线索。
对象和方法:
研究资料及血样样本来源于刘伟佳博士2009年4~6月期间做的广州市城区儿童代谢综合征流行特征情况调查。调查采用多阶段随机整群抽样的方法,从广州市10个城区中随机抽取3个区,再随机从样本区中各抽取2所小学,每所小学的1~5年级各抽2个班,抽中班级的所有学生均参加体检。本次研究的病例为接受调查的学生中经De Ferranti儿童代谢综合征诊断标准诊断为代谢综合征的儿童。从不患代谢综合征,且体重指数(BMI)、腰臀比、血压、血糖、血脂等代谢指标均在正常范围的被调查儿童中随机抽取与病例例数相同的儿童作为对照。剔除标准:患有心脏、肝脏、内分泌、遗传代谢、肾脏疾病及使用调节血压、血脂药物的儿童。收集所有研究对象的人口学特征、发育情况、父母文化程度、家庭人均月收入及身体活动等调查资料。采用基因扩增-测序的方法鉴定对Pro12Ala(rs1801282)、C1431T(rs3856806)及-11377C>G(rs266729)位点进行基因分型。
采用t检验、x2检验对病例组和对照组进行均衡性检验;利用非条件Logistic回归模型分析身体活动及基因多态性与代谢综合征的关系。校正因素为性别、年龄、父亲文化程度、母亲文化程度、是否发育、家庭人均月收入等。基因多态性之间及身体活动与基因多态性间的交互作用通过叉生分析及多因素logistic回归分析纳入乘积项进行分析。
结果:
1.ADIPOQ-11377C>G位点(rs266729)多态性可以增加儿童代谢综合征的患病风险。与携带CC基因型儿童相比,CG/GG基因型携带者代谢综合征患病风险增加,OR值为1.76(95%CI,1.01-3.09)。未发现单独PPARγ基因Pro12Ala位点(rs1801282)多态性或C1431T(rs3856806)多态性与儿童代谢综合征患病风险有关联。
2.与活动不足相比,活动充分可以降低儿童代谢综合征的患病风险,OR值为0.14(95%CI,0.04-0.50)。
3.PPARγ C1431T(rs3856806)与ADIPOQ1-11377C>G(rs266729)对儿童代谢综合征患病风险存在交互作用。在C1431T的CC基因型中,-11377C>G的CG/GG基因型可以增加代谢综合征患病风险,OR值为3.81(95%CI,1.55-9.40);在C1431T的CC/TT基因型中,-11377C>G的CG/GG基因型与代谢综合征无关联;与野生型纯合基因型组合CC/CC相比, C1431T(CT/TT)/-11377C>G(CG/GG)组合增加儿童代谢综合征患病风险,OR值为2.37(95%CI,1.00-5.62),C1431T的合并基因型CT/TT与-11377C>G的合并基因型CG/GG同时存在时,它们较-11377C>G单独存在时对儿童代谢综合征患病风险的增大程度有所降低。
4.运动充分率与-11377C>G(rs266729)多态性对儿童代谢综合征患病风险存在交互作用。以运动不足及-11377C>G的CC基因型为参照,运动不足时,-11377C>G的合并基因型CG/GG可以增加儿童代谢综合征患病风险,OR值为1.96(95%CI,1.06-3.59);-11377C>G为CC基因型时,运动充分对代谢综合征有保护作用,OR值为0.15(95%CI,0.03-0.73)。当运动不足与-11377C>G的合并基因型CG/GG同时存在时,它们与儿童代谢综合征的患病风险无统计学关联。
5.-11377C>G(rs266729)多态性可以增加儿童高血压风险。以CC基因型为参照,多因素分析结果发现-11377C>G(rs266729)的变异基因型CG多态性可以增加儿童高血压风险,OR值为1.92(95%CI,1.02-3.60)。
6.-11377C>G(rs266729)多态性可以增加儿童超重/肥胖风险。以CC基因型为参照,-11377C>G CG/GG合并基因型有增加儿童超重/肥胖风险OR值为2.20(95%CI,1.13-4.27)。
7.未发现Pro12Ala(rs1801282)及C1431T(rs3856806)与儿童代谢综合征各个组成成分风险有统计学关联。
8.身体活动充分率与儿童代谢综合征各组成成分发生风险相关。以活动不足为参照,活动充分在不同程度均可降低代谢综合征各个组成成分风险,高血压组OR值为0.05(95%CI,0.01-0.44);粗腰围组OR值为0.15(95%CI,0.04-0.55);高甘油三酯组OR值为0.10(95%CI,0.02-0.47);低HDL组OR值为0.18(95%CI,0.05-0.67);肥胖/超重组OR值为0.06(95%CI,0.01-0.51)。
9.C1431T(rs3856806)与-11377C>G(rs266729)对儿童高血压风险存在交互作用。在C1431T的CC基因型中,与野生基因型CC相比,-11377C>G的CG/GG基因型可以增加儿童高血压风险,OR值为5.42(95%CI,1.83-16.05);而在CT/TT基因型中,-11377C>G的CG/GG基因型与儿童高血压发生无统计学关联。与野生型纯合基因型组合CC/CC相比,C1431T(CC)/-11377C>G(CG/GG)组合能增加儿童高血压风险, OR值为3.86(95%CI,1.53-9.73);C1431T(CC/TT)/-11377C>G(CC)组合能增加儿童高血压风险,OR值为3.08(95%CI,1.32-7.18); C1431T(CC/TT)/-11377C>G(CG/GG)组合与儿童高血压无统计学关联。交互作用分析,C1431T及-11377C>G对儿童高血压风险存在交互作用(P<0.05)。
10.C1431T(rs3856806)与-11377C>G(rs266729)对儿童粗腰围风险存在交互作用。在C1431T的CC基因型中,与野生基因型CC相比,-11377C>G的CG/GG基因型可以增加儿童高腰围风险,OR值为3.70(95%CI,1.48-9.22);而在CC/CT基因型中,-11377C>G的CG/GG基因型与儿童粗腰围风险无统计学关联。与野生型纯合基因型组合CC/CC相比,C1431T(CC)/-11377C>G(CG/GG)组合能增加儿童粗腰围风险,OR值为3.83(95%CI,1.65-8.88);C1431T(CC/TT)/-11377C>G(CC)组合能增加儿童粗腰围风险,OR值为2.78(95%CI,1.31-5.90);C1431T(CC/TT)/-11377C>G(CG/GG)组合增加儿童粗腰围风险,OR值为2.95(95%CI,1.21-7.21),即C1431T的合并基因型CT/TT与-11377C>G的合并基因型CG/GG同时存在时,它们较各自单独存在时对儿童粗腰围风险的增大程度有所降低,C1431T及-11377C>G对儿童粗腰围发生存在交互作用(P<0.05)。
11.C1431T(rs3856806)与-11377C>G(rs266729)对儿童超重朋巴胖存在交互作用。在C1431T的CC基因型中,与野生基因型CC相比,-11377C>G的CG/GG基因型可以增加儿童超重/肥胖风险,OR值为4.69(95%CI,1.73-12.72);而在CC/CT基因型中,-11377C>G的CG/GG基因型与儿童超重/肥胖风险无统计学关联。与野生型纯合基因型组合 CC/CC相比,C1431T(CC)/-11377C>G(CG/GG)组合能增加儿童超重/肥胖风险,OR值为5.59(95%CI,2.20-14.19); C1431T(CC/TT)/-11377C>G(CC)组合能增加儿童超重/肥胖风险,OR值为4.00(95%CI,1.71-9.36);C1431T(CC/TT)/-11377C>G(CG/GG)组合增加儿童超重/肥胖风险,OR值为3.08(95%CI,1.10-8.68),即C1431T的合并基因型CT/TT与-11377C>G的合并基因型CG/GG同时存在时,它们较各自单独存在时对儿童超重朋巴胖风险的增大程度有所降低,C1431T及-11377C>G对儿童超重/肥胖发生风险存在交互作用(P<0.05)。
12.C1431T(rs3856806)与-11377C>G(rs266729)对儿童高甘油三酯风险存在交互作用。在C1431T的CC基因型中,与野生基因型CC相比,-11377C>G的CG/GG基因型可以增加儿童高甘油三酯风险,OR值为3.73(95%CI,1.42-9.82);而在CC/CT基因型中,未发现-11377C>G的CG/GG基因型与儿童高甘油三酯风险有统计学关联。与野生型纯合基因型组合CC/CC相比,C1431T(CC)/-11377C>G(CG/GG)组合能增加儿童高甘油三酯风险,OR值为3.57(95%CI,1.50-8.49);C1431T(CC/TT)/-11377C>G(CC)组合能增加儿童高甘油三酯风险,OR(95%CI)为2.79(1.30-5.98);未发现C1431T(CC/TT)/-11377C>G(CG/GG)组合与儿童高甘油三酯风险有统计学关联, C1431T的合并基因型CT/TT与-11377C>G的合并基因型CG/GG同时存在时,它们较各自单独存在时对儿童高甘油三酯风险的增大程度有所降低,C1431T及-11377C>G对儿童高甘油三酯风险存在交互作用(P<0.05)。
13.C1431T(rs3856806)与-11377C>G(rs266729)对儿童低HDL风险不存在交互作用。而在C1431T的CC基因型中,与野生基因型CC相比,-11377C>G的CG/GG基因型可以增加儿童低HDL风险,OR值为3.43(95%CI,1.33-8.91);未发现-11377C>G的CG/GG基因型与儿童低HDL风险有统计学关联。
结论:
1.ADIPOQ-11377C>G(rs266729)的变异基因型CG/GG能增加儿童代谢综合征患病风险。
2.未发现PPARγPro12Ala(rs1801282)及C1431T(rs3856806)多态性与儿童代谢综合征患病风险有关联2.身体活动充分可以降低儿童代谢综合征患病风险及其各个组分的发生风险。
3.-11377C>G(rs266729)的变异基因型(CG/GG)能增加儿童高血压及超重/肥胖风险。Pro12Ala(rs1801282)及C1431T(rs3856806)多态性与儿童代谢综合征各个组分风险无关联。
4.C1431T(rs3856806)与-11377C>G(rs266729)对儿童代谢综合征患病风险有交互作用。C1431T与-11377C>G的联合作用小于-11377C>G的单独效应。
5.运动充分率与-11377C>G(rs266729)多态性对儿童代谢综合征患病风险存在交互作用。运动充分率与-11377C>G的联合作用小于-11377C>G的单独效应。
6.C1431T(rs3856806)与-11377C>G(rs266729)对儿童高血压、粗腰围、超重/肥胖及高甘油三酯风险均存在交互作用。