FTO基因与环境因素交互作用对哈萨克族学龄儿童肥胖的影响

李敏，张涛，沙坎·阿克纳依，徐佩茹

0 引言

肥胖是糖尿病发生的主要危险因素［1］，患病率在世界范围内快速上升，肥胖也是新疆地区的高发疾病，哈萨克族、维吾尔族、汉族总的肥胖标化患病率达全国平均水平的3倍以上，其中哈萨克族肥胖患病率明显高于同地区的维吾尔族、汉族［2］。为调查哈萨克族肥胖高发的原因，本课题组前期进行流行病学调查时发现，肥胖家族史、父亲文化程度是哈萨克族儿童发生超重、肥胖的影响因素［3］。进一步分析肥胖相关基因，发现体脂量和肥胖症相关(fat mass and obesity associated，FTO)基因rs9939609位点突变是哈萨克族儿童超重、肥胖的独立危险因素［4］。作为常见的复杂性疾病，肥胖的发生受到环境、遗传因素及其交互作用的影响［4－5］。现有研究发现肥胖相关基因多态性在不同人群肥胖发生中的报道并不一致，除不同人群的遗传背景迥异外，环境因素在基因的表达上起到重要调控作用。为进一步探讨哈萨克族儿童居住环境因素与FTO基因的交互作用对其肥胖发生的影响，我们对学龄期哈萨克儿童填写的生活因素调查表以及生活行为因素与被调查儿童的FTO基因rs9939609多态性之间交互作用进行了初步探索，以便于发现可能导致哈萨克族儿童肥胖的相关环境危险因素并及时加强对易感人群的干预。

1 资料与方法

1.1 研究对象以“伊犁哈萨克自治州哈萨克族学龄儿童超重肥胖调查”中6～13岁的2438名小学生为研究对象，根据中国肥胖问题工作组提出的《中国学龄儿童青少年超重、肥胖筛查体质指数值分类标准》中不同年龄、性别的BMI判定［6］，以筛查出的肥胖学生并同意接受静脉采血者为肥胖组(n=141)，同时按照1∶1比例招募非肥胖学生同意静脉采血者141名作为正常组，除去不能使用的血样(血样解冻后不能使用)，实际正常组标本数为138名，占总人群的5.66%，用于本研究的样本总计为279名。本研究已经获得新疆医科大学第一附属医院伦理委员会批准(伦理号20080115)，调查对象的监护人均签署知情同意书。

1.2 问卷调查具体问卷内容参照国内外已发表相关文献结论中可能影响肥胖的生活行为因素，经本课题组自行设计并制定出该问卷，由参与调查的儿童父母或者监护人填写。生活行为因素的调查主要了解研究对象膳食及生活行为习惯。见表1。

表1 279名哈萨克族儿童肥胖的生活行为因素调查Table 1 Life style factors of obesity in the Kazakh schoolchildren

1.3 FTO基因多态性检测采用经典酚-氯仿-异戊醇法从血白细胞中提取DNA，用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism，PCR-RFLP)技术检测rs9939609多态位点。具体步骤见参考文献［7］。

1.4 统计学分析数据经检查、核对进行双轨录入和管理，建立数据库，第三方人工核查、编码后进行统计分析。肥胖组与正常组在比较时，定量资料首先进行正态性检验，对于符合正态分布的数据，采用均数±标准差(x±s)描述数据的集中趋势，先进行方差齐性检验后采用t检验比较组间差异。定性资料采用率描述其基本特征，用χ2检验来比较两组差异;用SHEsis在线软件分别计算2组基因型频率，用χ2检验比较两组差异。采用SPSS 16.0软件进行数据的统计分析。采用Kaiser-Meyer-Olkin(KMO)法和Bartlett球形检验确认资料是否适用于因子分析。采用主成分方法进行探索性因子分析，仅保留特征根＞1的主成分。基因-环境交互作用的分析选用相加模型，采用多元Logistic回归模型，包括肥胖为应变量，主效应项FTO基因和环境因素以及交互项，并且控制协变量性别、年龄。以P≤0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基本情况对所有参加调查的哈萨克族学龄儿童均进行了基本情况的比较，肥胖组和正常组的年龄分布无差异，两组间BMI、目前食欲、平时好静、rs9939609基因型频率以及等位基因频率的差异有统计学意义(P＜0.05)，见表2。

2.2 探索性因子分析本研究数据的KMO值为0.560，Bartlett球形检验的值为279.334(df=91，P＜0.001)，因此适合进行因子分析。经探索性因子分析，特征根＞l的公因子有6个，方差累计贡献率为58.991%。用主成分法提取初始因子，然后采用正交旋转法，最终提取6个因子，共包含10个项目。因子1主要支配暴饮暴食、边吃边玩和睡前进食，命名为“饮食习惯”;因子2主要支配目前食欲和既往食欲，命名为“食欲状况”;因子3主要支配户外活动时间，命名为“户外活动”;因子4主要支配是否挑食和不饿时进食，命名为“挑食情况”;因子5主要支配平时活动，命名为“活动方式”;因子6主要支配睡眠时间，命名为“睡眠时间”。见表3。

2.3 FTO rs9939609变异与生活行为因素之间交互作用分析以FTO rs9939609的等位基因为2分类变量，不良饮食习惯、食欲状况、户外活动、挑食情况、活动方式和睡眠时间6个因子则以因子得分的第50百分位数(P50)为界点分为2分类变量，分别进行FTO基因与6个因素的交互作用Logistic回归分析。结果显示，该基因位点与食欲状况、户外活动的交互作用归因百分依次为76.49%、79.95%，提示rs9939609变异与食欲状况、户外活动2个因素可能存在交互作用。见表4。

表2 279名哈萨克族儿童基本情况Table 2 Basic characteristics of the Kazakh schoolchildren

表3 279名哈萨克族儿童生活行为因素的因子分析Table 3 Factor analysis of the life style factors of the Kazakh schoolchildren

表4 279名哈萨克族儿童FTO基因rs9939609变异与生活行为因素的交互作用分析Table 4 Interaction between the FTO gene rs9939609 polymorphism and life style factors in the Kazakh schoolchildren

3 讨论

肥胖作为复杂性状疾病，受到遗传、环境因素及其交互作用的影响。目前有关肥胖遗传因素的研究较多，至少有600余种基因位点与肥胖的发生相关，但上述遗传位点在不同人群中的作用尚不能得到一致性验证。FTO基因是运用全基因组关联研究手段发现的与肥胖密切相关基因，受摄食状态的双向调节，通过影响中枢对食欲的调节作用而发挥其在能量平衡中的作用［8－9］，但其多态性与肥胖的相关性在不同人群中的结论尚不一致。究其原因，除不同人群的遗传背景差异外，环境因素对基因的调控作用也是重要影响因素。

居住在新疆伊犁地区的哈萨克族人群，具有自身独特的生活和饮食习惯。本研究运用探索性因子分析方法将10个哈萨克族儿童生活因素提取为6个因子，进一步运用Logistic探索基因与环境因素交互作用，发现哈萨克族儿童的食欲状况和户外活动两个生活因素可能与FTO基因rs9939609位点存在交互作用。

Wardle等［10］研究发现rs9939609位点A等位基因与增加肥胖风险相关，AA纯合子突变的人群会出现降低饱食信号作用而导致肥胖。近期一项运用遗传病学及流行病学研究方法在3个人群体系中的研究发现，FTO基因变异与脂肪来源的卡路里摄入呈正相关、与碳水化合物来源的卡路里摄入呈负相关;该研究证实了FTO基因与肥胖的相关性受到食物摄入的部分调节［11］。与上述研究结论相似，本研究发现哈萨克族儿童的肥胖发生与其较好的食欲状态与FTO基因交互作用有关。

既往有关体力活动与基因的交互作用研究在成人群体中的报道并不一致，体力活动对FTO基因效应的调节作用在之前部分成人的研究中得到肯定的结论［12－14］，另外一些研究中没有发现这样的关联［15－17］。儿童群体中的结果类似，Hakanen等［18］在7岁后儿童中发现FTO基因与能量摄入及活动量均不相干;而另一项在儿童群体的有关运动与基因交互作用的横断面研究发现，体力活动水平可影响到青少年男性FTO基因危险表型的效应，携带FTO基因危险等位基因位点且不爱活动的男性青少年中FTO基因的效应更强［19］。与上述部分研究类似，本研究发现户外活动与FTO基因的交互作用反应了活动水平对肥胖发生的影响，户外活动减少可能增加了携带FTO基因危险位点的哈萨克族儿童发生肥胖的风险。

肥胖的发生受到多种因素影响，如果能够明确影响肥胖相关基因表达的环境因素例如活动量大小、食物摄入偏好等，及早对携带肥胖相关危险位点的人群进行生活因素的干预，对减少相关人群肥胖的发生率有积极作用。但本研究为横断面研究，需后期在大样本哈萨克族人群中进一步研究，以利更好的发现生活环境因素与基因交互作用对肥胖的影响。

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