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目的:利用生物信息学方法和分子遗传学技术探讨NLRP3基因rs10754558位点和CARD8基因rs2043211位点多态性与山东青岛地区汉族男性人群下肢动脉硬化闭塞症(ASO)的关系。方法:选取758个山东青岛地区汉族男性下肢动脉硬化闭塞症患者以及793个与其相匹配的男性对照作为研究对象,用Taqman(?)探针荧光定量PCR方法将研究对象的NLRP3基因rs10754558位点和CARD8基因rs2043211位点进行基因分型。采用ELISA试剂盒测定所有研究对象血清中IL-1β浓度,应用方差分析比较不同基因型和基因型组合IL-1β浓度的差异性。采用Quantol.2.4软件评估统计功效。以SPSS20.0软件对实验数据进行汇总、统计、比较和分析。采用Hardy-Weinberg遗传平衡原则检验下肢动脉硬化闭塞症组和对照组的遗传平衡性,以保证研究样本的群体代表性。应用两独立样本t检验比较下肢动脉硬化闭塞症组和对照组的临床资料以及血生化指标;各位点的基因型和等位基因频率分布情况以计数资料表示,并以x 2检验进行统计学分析;应用方差分析法分析病例组中下肢动脉硬化闭塞症易感基因的基因型-表型相关性;应用比值比(OR值)及其95%可信区间(95%CI)表示相对危险度;应用Logistic回归来分析基因-基因相互作用。以P<0.05为差异具有统计学意义。结果:(1)经Hardy-Weinberg平衡检验,病例组和对照组NLRP3基因rs 10754558位点和CARD8基因rs2043211位点的各基因型分布频率均符合遗传学平衡(P>0.05),具有群体代表性。(2)ASO组NLRP3基因rs10754558位点CC、CG、GG基因型分布频率分别为32.32%、50.00%和17.68%,与对照组相对应的三个基因型分布频率(38.84%、47.67%和13.49%)之间相比较,差异有统计学意义(P<0.05)。两组间C、G等位基因频率(ASO组57.32%、42.68%,对照组62.67%、37.33%)相比较,差异也有统计学意义(P<0.05)。携带GG基因型的个体患ASO的风险明显增高,为CC基因型个体的1.574倍(OR=1.574,95%CI 1.161-2.135,P=0.003);携带G等位基因的个体患ASO的风险增高,为C等位基因个体的 1.250 倍(OR=1.250,95%CI 1.083-1.444,P=0.002)。应用 Logistic 回归分析方法校正了吸烟指数、总胆固醇、低密度脂蛋白、空腹血糖、收缩压和体重指数后发现,携带GG基因型的个体患ASO的风险仍较高,为CC基因型个体的1.448倍(OR=1.448,95%CI 1.046-1.461,P=0.004);携带G等位基因的个体患ASO的风险也仍较高,为携带 C 等位基因个体的 1.193 倍(OR=1.193,95%CI 1.032-1.358,P=0.003)。(3)ASO组CARD8基因rs2043211位点AA、AT、TT基因型分布频率分别为25.20%、48.94%和25.86%,与对照组相对应的三个基因型分布频率(31.400%、47.04%和21.56%)之间相比较,差异有统计学意义(P<0.05)。两组间A、T等位基因频率(ASO组49.67%、50.33%,对照组54.92%、45.08%)相比较,差异也有统计学意义(P<0.05)。携带TT基因型的个体患ASO的风险明显增高,为AA基因型个体的1.494倍(OR=1.494,95%CI 1.131-1.974,P=0.005);携带T等位基因的个体患ASO的风险增高,为A等位基因个体的 1.234倍(OR=1.234,95%CI 1.072-1.421,P=0.003)。应用 Logistic 回归分析方法校正了吸烟指数、总胆固醇、低密度脂蛋白、空腹血糖、收缩压和体重指数后发现,携带TT基因型的个体患ASO的风险更高,为AA基因型个体的1.525倍(OR=1.525,95%CI 1.158-2.009,P=0.003);携带T等位基因的个体患ASO的风险也更高,为携带A 等位基因个体的 1.252 倍(OR=1.252,95%CI 1.088-1.443,P=0.002)。(4)应用方差分析对NLRP3基因rs10754558位点进行下肢动脉硬化闭塞症易感基因的基因型-表型相关性分析,结果见表2.4。NLRP3基因rs10754558位点携带CC型、CG型、GG型基因的样本进行组间比较时甘油三酯(P=0.019)、胆固醇(P=0.031)、IL-1β(P=0.011)有显著统计学差异。各基因型之间其他生化指标和既往合并症(高脂血症、糖尿病、高血压、缺血性心脏病)比例以及吸烟指数差异并没有统计学意义。(5)应用方差分析对CARD8基因rs2043211位点进行下肢动脉硬化闭塞症易感基因的基因型-表型相关性分析,结果见表2.5。CARD8基因rs204321 1位点携带AA型、AT型、TT型基因的样本进行组间比较时,LDL(P=0.037)、IL-1β(P=0.014)有显著统计学差异。各基因型之间其他生化指标和既往合并症(高脂血症、糖尿病、高血压、缺血性心脏病)比例以及吸烟指数差异也没有统计学意义。(6)为进一步研究NLRP3基因rs10754558位点和CARD8基因rs2043211位点多态性影响下肢动脉硬化闭塞症发病的病理生理机制,我们应用ELISA试剂盒检测了所有样本的血清IL-1β浓度。检测结果显示,下肢动脉硬化闭塞症组IL-1β浓度比对照组IL-1 β浓度明显增高(8.21 ± 1.23ng/L vs.4.97 ±1.07ng/L,P=0.009,图 2.7)。NLRP3 基因 rs10754558 位点,对照组中 GG 基因型(n=107)IL-1 β 浓度高于 CC 基因型(n=308)(5.21 ± 1.03ng/L vs.3.57 ±1.11ng/L,P=0.004,图2.8);下肢动脉硬化闭塞症组中GG型(n=134)IL-1 β浓度也比 CC 型(n=245)明显增高(8.41±1.01ng/L vs.6.97±1.06ng/L,P=0.003,图2.9)。而CARD8基因rs2043211位点,对照组中TT型(n=171)IL-1β浓度比AA型(n=249)增高(5.08±1.43ng/Lvs.4.42±1.35ng/L,P=0.004,图2.10);下肢动脉硬化闭塞症组中TT型(n=196)IL-1β浓度比AA基因型(n=191)明显增高(8.75±1.06ng/L vs 7.94±0.93ng/L,P=0.019,图2.11);下肢动脉硬化闭塞症组中GG/TT基因型组合(n=38)IL-1β浓度比CC/AA基因型组合(n=65)明显增高(9.24±1.24ng/L vs.6.65±1.19ng/L,P=0.009,图2.12)。(7)采用Logistic回归来分析两组研究对象各基因型组合两个基因之间在ASO遗传易感性方面是否存在交互作用,在校正了体重指数、收缩压、空腹血糖、低密度脂蛋白、总胆固醇和吸烟指数等指标后,χ2=14.114,P=0.038;但是把IL-1β浓度加入校正因素后,χ2=3.812,P=0.114,这表明不同基因型组合两个基因在ASO遗传易感性方面存在交互作用,这种交互作用不受体重指数、收缩压、空腹血糖、低密度脂蛋白、总胆固醇和吸烟指数等指标影响,但是与IL-1β浓度的差异一致。结论:山东青岛地区汉族男性人群中NLRP3基因r s 10754558位点多态性和CARD8基因r s 2 04 3 211位点多态性与下肢动脉硬化闭塞症遗传易感性密切相关;在该研究人群中,NLRP3基因rs10754558位点GG基因型和CARD8基因rs2043211位点TT基因型与下肢动脉硬化闭塞症遗传易感性相关;这两个基因位点之间可以互相作用,通过影响IL-1β的产生和活化来促进ASO的发生发展。本研究为ASO的发病机制提供了新的见解,并为ASO的治疗和预防提供了新的潜在分子靶点。