IGF2BP2、CDKAL1基因多态性及基因—环境交互作用与2型糖尿病的关联研究

饶平　于鑫玮　盖思齐　王皓　房红红　王友信　王嵬

[摘 要] 目的：研究IGF2BP2和CDKAL1基因多态性与2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）的关联，并探讨基因-环境之间的交互作用。方法：采用病例对照研究方法，在河北省唐山市冀东油田医院体检人群中选取461 例T2DM 患者和434例对照，采用基质辅助激光解析-飞行时间质谱分析技术检测研究对象基因型，运用多因子降维法（multifactor dimensionality reduction， MDR）分析基因-环境交互作用。结果：Logistic回归分析结果显示，IGF2BP2基因rs4402960位点TT 基因型个体患T2DM的风险是TG/GG基因型个体的1.86倍（OR=1.86， 95%CI： 1.01～3.44， P=0.04），rs1470579位点CC基因型个体患T2DM的风险是CA/AA基因型个体的1.91倍（OR=1.91， 95%CI： 1.05～3.46， P=0.03）。吸烟者患T2DM的风险是不吸烟者的1.31倍（OR=1.31， 95% CI： 1.08～1.59， P=0.006）。MDR分析结果显示，rs1470579-吸烟模型的验证样本准确度（0.5862）和交叉验证一致性（10/10）均最高。CDKAL1基因各位点与环境因素均未见交互作用（P>0.05）。结论：在本次调查的人群中，IGF2BP2基因多态性与T2DM 存在关联，IGF2BP2基因rs1470579位点与吸烟因素对T2DM发病存在交互作用。

[关键词] 基因多态性；2 型糖尿病；基因-环境交互作用；胰岛素样生长因子2 结合蛋白2（IGF2BP2）基因；周期依赖性激酶5调控亚基关联蛋白（CDKAL1）基因；多因子降维法

中图分类号：R587.1 文献标识码：A 文章编号：2095-5200（2016）02-021-04

DOI：10.11876/mimt201602008

遗传因素和多种环境因素（吸烟、饮酒、运动量等）在二型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）发生发展中发挥着重要作用[1]。全球T2DM患病人数急剧增加给各国和家庭带来巨大经济负担[2]。随着单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism， SNP）分析技术发展以及全基因组关联研究（genome-wide association studies，GWAS）方法应用，大量2型糖尿病易感基因被人们所认识[3]。但大部分研究是以欧洲人群为研究对象，由于种族及地理生活环境不同，不同人群中易感基因或SNPs位点等位基因频率分布可能存在差异。因此，本研究选取在欧洲人群发现的胰岛素样生长因子2结合蛋白2（IGF2BP2）基因和周期依赖性激酶5调控亚基关联蛋白（CDKAL1）基因，探讨以上2个基因及基因-环境交互作用与T2DM发病关联。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选择2013年3月至2013年11月在河北省唐山市冀东油田医院就诊的461例汉族T2DM患者为病例组，其中男性274例，女性187例，年龄（53.48±11.33）岁。选择同期在该院体检中心434例健康体检者为对照组，其中男性249例，女性185例，年龄（51.82±12.67）岁。

病例选择纳入标准：1）年龄在30～70周岁；2）符合WHO糖尿病专家委员会1999年提出T2DM诊断标准[4]；3）无酮症或其他应激情况；4）签署知情同意书。排除标准：1）1型糖尿病和线粒体糖尿病；2）有糖尿病急慢性并发症；3）未签署知情同意书。

对照选择纳入标准：1）年龄在30～70周岁；2）与病例组患者居住在同一地区；3）签署知情同意书。排除标准：1）患有糖尿病；2）孕妇、恶性肿瘤、严重感染性疾病、严重自身免疫性疾病患者；3）未签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 一般临床资料收集 使用统一设计流行病学调查问卷，由经过统一培训并合格的调查员对研究对象进行面对面调查，调查内容包括年龄、性别、体质指数（BMI）、吸烟史、饮酒史、劳动量、锻炼情况等。吸烟定义为吸烟≥1支/次且累计时间≥1年，饮酒定义为不论酒种类，饮酒≥1次/周且累计时间≥6个月。根据美国指导方针推荐将工作量分为轻、中、重3个等级，业余锻炼时间分为≥150分钟/周及<150分钟/周[5]。由冀东油田医院实验室依据标准方法进行生化指标测定。

1.2.2 基因组DNA提取 所有研究对象空腹抽取静脉血5mL，充分抗凝处理后置于-20℃冰箱保存备用，采用全血基因组DNA提取试剂盒（北京百泰克生物技术有限公司），对外周静脉血白细胞DNA进行提取。

1.2.3 基因SNP分型检测 选取IGF2BP2基因rs4402960、rs1470579；CDKAL1基因rs4712523、rs4712524、rs10946398位点进行分析。采用基质辅助激光解析-飞行时间质谱分析技术（matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight， MALDI-TOF）进行基因分型检测。

1.3 统计学分析

采用SPSS 16.0进行统计处理：计量资料组间比较采用t检验，分类资料组间比较采用χ2检验，Logistic回归分析风险等位基因与T2DM患病风险之间相关性。采用多因子降维法（multifactor dimensionality reduction， MDR）分析上述基因与环境因素之间交互作用。所有数据分析均采用双侧检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 研究对象基本情况及生活方式比较

如表1、2所示，T2DM组平均年龄、BMI、空腹血糖、甘油3酯、胆固醇、低密度脂蛋白、收缩压、舒张压均高于对照组（P<0.001）。T2DM组中吸烟概率明显高于对照组，吸烟者患T2DM风险是不吸烟者1.31倍（OR=1.31， 95%CI：1.08-1.59， P=0.006）。2组性别、尿酸、饮酒、劳动量、业余锻炼时间比较无显著差异（P>0.05）。

2.2 等位基因频率和基因型频率分布

本研究选择的6个位点等位基因频率在病例组和对照组均符合Hardy-Weinberg平衡（P>0.05），具有群体代表性。IGF2BP2基因rs4402960位点TT基因型个体患T2DM风险是TG/GG个体的1.86倍（OR=1.86， 95%CI：1.01-3.44， P=0.04），rs1470579位点CC基因型个体患T2DM风险是CA/AA个体的1.91倍（OR=1.91， 95%CI：1.05-3.46， P=0.03）。病例组与对照组6个位点基因型分布及等位基因频率比较，无统计学差异（P>0.05）（表3）。

2.3 基因-环境交互作用

分别分析2个基因与吸烟、饮酒、工作量、业余锻炼时间交互作用，结果如表4所示：IGF2BP2基因rs1470579-吸烟模型验证样本准确度（0.5442）和交叉验证一致性（10/10）均最高，符号检验具有统计学意义（P=0.0107）。CDKAL1基因各位点与环境因素均未见交互作用（P>0.05）。

3 讨论

IGF2BP2隶属于mRNA结合蛋白家族，广泛表达于胰腺、肝脏、肠等多种人体组织器官，参与胰腺生长、发育并有刺激胰岛素分泌作用。此外，IGF2BP2可与IGF2 mRNA5′非编码区启动元件结合进而调节IGF-2翻译。IGF-2是胰岛素家族多肽生长因子的一员，可在胰岛素缺乏情况下发挥类似胰岛素作用[6]。IGF2BP2基因位于3q27，具有16个外显子，15个内含子[7]。2007年由3个不同GWAS研究小组发现并报道IGF2BP2基因与T2DM相关[8-10]。本研究结果显示，IGF2BP2基因rs4402960位点TT基因型及rs1470579位点CC基因型与T2DM患病风险升高显著相关，这与欧洲、亚洲人群报道结果基本一致[11-12]。有研究发现IGF2BP2基因多态性与胰岛素分泌受损，尤其是胰岛素早期时相分泌功能下降有关[13]。但Ruchat等通过对712名非糖尿病人群行OGTT试验后发现，IGF2BP2基因多态性与胰岛素敏感性降低有关[14]。研究结论不一可能与研究对象选取、实验方法不同有关，对于IGF2BP2导致T2DM的分子生物学机制，有待进一步探讨。本研究人群并未发现CDKAL1基因多态位点与T2DM发生风险相关，这可能是由于本研究样本量相对较小，未达到足够统计学效力。

本研究发现吸烟者患T2DM风险是不吸烟者1.31倍。吸烟不仅能引起胰岛素介导葡萄糖利用率降低，而且可引起儿茶酚胺等胰岛素拮抗激素分泌增加，导致血糖增加。此外，吸烟可导致脂代谢紊乱，降低机体对胰岛素敏感性进而出现胰岛素抵抗[15]。多项研究发现吸烟显著增加T2DM患病风险，并且每日吸烟数量和每年吸烟盒数与2型糖尿病发生呈正相关关系[16-17]。同时流行病学证据表明[18]，被动吸烟同样为T2DM独立危险因素，所以控制公共场所吸烟行为，创建健康公共环境，对降低T2DM发病危险具有重要意义。

T2DM是一种由遗传因素和环境因素共同作用所引发的复杂代谢性疾病，并且基因与基因、基因与运动量、膳食因素、吸烟等之间存在复杂交互作用[19-20]。本研究采用多因子降维法，发现IGF2BP2基因rs1470579位点多态性与吸烟之间存在交互作用，提示rs1470579位点对吸烟存在修饰作用，具体机制尚需进一步研究。本研究未发现CDKAL1基因与环境因素交互作用。

综上所述，本研究发现IGF2BP2基因rs4402960位点及rs1470579位点与我国汉族人群T2DM相关性，并通过多因子降维法发现rs1470579位点与吸烟存在交互作用，对于综合评估个体发病风险，针对高危人群进行早期预防具有一定指导意义。但IGF2BP2基因变异及其与吸烟交互作用是如何增加罹患T2DM风险机制尚不清楚，有待进一步深入研究。

参 考 文 献

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