CALM1基因、ER1基因SNP多态性与青少年特发性脊柱侧凸的关联性研究

【摘要】： 研究背景 青少年特发性脊柱侧凸(Adolescent idiopathic scoliosis，AIS)是青春期骨骼发育成熟前发生的脊柱畸形，以脊柱冠状位侧方弯曲为主要特征。虽然特发性脊柱侧凸的病因仍然未知，近年来，随着分子生物学和遗传学水平的发展，AIS的遗传病因学假说受到越来越多的关注。 早年的遗传模式研究试图证明特发性脊柱侧凸是单基因疾病，但是没有得出肯定的结论，相反提示这个疾病可能是多基因疾病，同时可能存在主基因效应。分子遗传学的研究将疾病相关基因定位于有限的几个染色体位点，同时揭示了一些基因多态性与疾病的相关性，使我们看到了揭开疾病本质的希望。 在特发性脊柱侧凸相关基因的定位问题上，学者们运用了连锁分析和关联分析两种常用致病基因定位方法。在家系资料中采用连锁分析方法，而无亲缘关系的群体则采用关联分析方法。 由于研究方法以及多基因影响疾病的复杂性，目前关于AIS发生发展可能相关基因的文献报道虽然很多，但其结果却常常彼此矛盾。同时，需要注意的是，AIS作为一种临床表型复杂化的疾病，目前尚无从不同的临床表型角度(例如PUMC分型、Lenke分型等)分组进行AIS可能相关遗传病因学机制的研究报道。此外，各种相关文献报道多偏重于主效基因的研究，尚无从不同基因联合角度进行AIS可能遗传病因机制的研究报道。 研究目的 1、明确钙调蛋白1基因(Camodulin 1，CALM1基因)、雌激素受体1(Estrogenreceptorl，ER1基因)在AIS发病机制中发挥的效应，依据研究结果提出可能的AIS病因学假说。 2、明确AIS候选基因(CALM1基因、ER1基因)多态性与AIS不同的临床表型是否存在因果关系。 研究方法 1、研究对象 取青少年特发性脊柱侧凸患者100例，男性19例，女性81例，平均年龄15.11岁(10～20岁)；对照组100例，男性25例，女性75例，平均年龄15.55岁(10～19岁)。所有入选侧凸患者诊断明确，资料齐全，全部来源于北京协和医院脊柱外科2005年10月至2007年4月接受手术治疗的侧凸患者。 2、实验方法 1、QIAamp DNA Blood Mini Kit试剂盒提取DNA； 2、根据预先选定CALM1基因启动子区rs12885713、3’-UTR区rs5871位点和ER1基因第一内含子rs2234693、rs9340799位点设计引物，完成PCR扩增反应； 3、ABI3700测序仪对所得PCR扩增产物测序，并用GeneTool软件，根据标准序列，找出SNP位点，统计每个个体在该位点的基因型。 4、SAS8.2软件统计分析病例组、对照组SNP位点等位基因、基因型多态性有无差异； 5、分别按照侧凸顶点所在位置(主弯)、PUMC分型以及Cobb角≥40度或50度对病例组进行分组，完成病例组和对照组以及病例组之间比较，研究遗传病因学机制和特发性脊柱侧凸不同临床表形之间有无关联意义。 研究结果 1、AIS流行病学资料分析 (1)AIS患者组术后矫正身高显著高于对照组(t=3.700，P=0.003)。 (2)AIS组患者初潮年龄明显早于对照组(Z=—3.956，P＜0.0001)。 2、SNP位点等位基因多态性—AIS (1)PUMC分型Ⅱ型AIS患者CALM1基因rs12885713位点、ER1基因rs2234693位点等位基因多态性和对照组之间有统计学差异(P值分别为0.034、0.014)。 (2)胸弯(主弯)AIS患者CALM1基因rs5871位点等位基因多态性和对照组之间有统计学差异(P=0.035)。 (3)腰弯(主弯)AIS患者CALM1基因rs12885713、ER1基因rs9340799位点等位基因多态性和对照组之间有统计学差异性(P值分别为0.009、0.014)。 3、基因型多态性—AIS (1)Cobb角≥40度组AIS患者ER1基因rs2234693位点基因型多态性与对照组有统计学差异(P＜0.0001)。 (2)其余所有本组研究位点基因型多态性与对照组没有统计学差异(P＞0.05)。 4、基因型组合—AIS (1)CALM1基因rs12885713位点+ER1基因rs2234693位点联合分析，AIS组和对照组有统计学差异(P=0.049)。 (2)四个SNP位点基因型其余组合，AIS组和对照组未及明显统计学差异(P＞0.05)。 结论： 1、PUMC分型Ⅱ型AIS的发生发展可能和CALM1基因rs12885713(—16C＞T)位点、ER1基因PvuⅡ(rs2234693)位点的多态性有一定关联。 2、胸弯AIS的发生发展可能和CALM1基因rs5871位点多态性有一定关联。 3、腰弯AIS的发生发展可能和CALM1基因rs12885713(—16C＞T)位点、ER1基因XbaⅠ位点(rs9340799)位点多态性有一定关联。 4、由于按主弯侧凸顶点分型的不精确性，以及按照PUMC分型的初步阳性结果，初步显示PUMC分型不仅是指导临床治疗的可靠标准，而且可能是符合遗传病因学机制的合理分型。 5、AIS不同的临床表型特征(PUMC)分型可能和不同的SNP位点多态性有关。 6、不同基因多态性组合可能和AIS的发生发展有一定关联性。 7、本组研究虽然由于样本量关系，尚不能肯定所研究四个SNP位点和AIS发生发展的绝对关系，但尝试着从不同临床表型特征的角度研究可能的AIS遗传病因学机制，并得出初步阳性结果，为AIS遗传病因学的研究开辟了一种新思路。