维生素D受体基因ApaI和TaqI多态性与骨质疏松症发病风险研究进展

朱旺法，李宏倬

(1.长治医学院,山西 长治 046000;2.长治医学院附属和平医院,山西 长治 046000)

0 引言

随着人口老龄化问题的日益加重，其中骨质疏松症在老年人中的发病风险较其他国家更为严重，是影响我国国民健康的最严重问题之一，骨质疏松症主要分为原发性与继发性，本文主要讨论原发维生素D受体基因对原发性性骨质疏松症的影响。

1 骨质疏松症(osteoporosis，OP)

原发性骨质疏松症主要发生于老年人，主要发病对象为年龄大于70岁的人群，绝经后的妇女及一些特发性的骨质疏松，OP是一种全身性的以骨密度（bone mineral density，BMD）与骨架强度（bone frame strength）改变为机理的全身性骨骼疾患。当机体受年龄、性别、饮食、吸烟、饮酒、药物、遗传等因素影响后，人体成骨细胞（osteoblast，OB）与破骨细胞（osteoclast，OC）比例失衡，导致人体骨质溶解，会发生骨量丢失，骨小梁等微结构发性改变，外观出现骨骼畸形等骨质增生改变，OP诊断的金标准为：双能X线吸收法（DXA），根据世界卫生组织定义（World Health Organization，WHO）当骨密度（BMD）比健康年轻人的平均峰值低2.5个标准差，即可诊断为骨质疏松症[1]。

2 维生素受体（vitamin D receptor ，VDR）

维生素D是调节钙磷吸收与排泄的重要营养物质，而钙磷代谢平衡在骨质的形成与吸收当中起着重要的作用;维生素D受体是一种核内激素受体，控制其表达与转录的维生素D受体基因位于染色体12q13区，VDRG的突变，替换导致的多态性直接影响到钙磷的摄取与骨量的形成，并最终与骨质疏松的发生形成紧密联系[2]。诸如此类基因还有，雌激素受体-α基因( Estrogen Recptor-αGene)、白细胞介素-1 受体拮抗基因、I 型胶原基因、载脂蛋白 E( ApoE) 基因、低密度脂蛋白受体相关蛋白 5( LRP5) 基因、降钙素受体基因等[3]，但是维生素受体D基因是研究最为广泛及最具有争议的基因，采用限制性内切酶片段长度多态性（restriction fragmentlength polymorphism，RFLP）分析技术来命名单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)，其中ApaI酶切位点位于VDR基因的第8个内含子，TaqI酶切位点位于VDR基因第9个外显子，一般用aa、Aa、AA,bb、Bb、BB基因型代表相应酶切位点的多态性。

3 VDRG多态性与骨质疏松症

3.1 维生素D受体基因ApaI多态性与骨质疏松症

早在1992年Morrison等人率先研究了VDR基因多态性对人体中骨钙素水平的相关研究[4]，紧接着在1995年RiggsBL等人的研究当中表明，在美国年轻女性人群中ApaI位点BB基因型可以显著股骨颈部位的骨密度值，随着年龄的增长，影响趋势逐渐下降，限于骨质疏松患者样本量较少并未得出ApaI基因多态性在骨质疏松发病风险的确切意义[5]。1997年VandevyverC等人以高加索老年女性为代表分析比较了正常绝经后妇女与绝经后骨质疏松的病人，并经过年龄、身体质量指数(BodyMassIndex，BMI)校正后发现ApaI基因多态性在各部位的BMD并无差异性[6]。2000年LangdahlBL等人的研究表明在高加索人群中ApaI基因多态性在骨质疏松症患者和正常对照组中的分布差异无显著性(P＞0.05)[7]。2002年梁伟等人针对汉族人群展开研究显，经过比较比较绝经后骨质疏松患者与健康成年的BMD发现ApaI基因多态性不能作为骨质疏松症的预测因素，限于研究样本量较少及种族的原因，至此并未发现ApaI多态性的重要价值[8]。

随着病例对照实验的增加，2006年EliasZintzaras等人进行的meta分析中ApaI等位基因对比统计学分析没有差异OR=0.99(95%CI0.72-1.37)，在其遗传模型、亚组分析及敏感性分析当中，结果也是没有差别[9]。2007年陈占文等人经过更严格的病例对照实验研究发现，老年汉族人群中骨质疏松组a位基因分布频率显著高于健康组；为ApaI多态性与原发性骨质疏松症存在相关性提供了有力证据[10]。2015年董佑红等人以亚洲人群为研究对象，发现VDR基因ApaI位点多 态 性 与OP关 联 性 在Avs.a（OR=0.47，95%CI=0.34～0.64，P＜0.01）等五种基因模型比较中均有统计学意义，A等位基因型可以降低亚洲群的OP的患病风险，限于仅纳入2组病例对照实验，结果待考察[11]。然而在MengYu等人在2016年发表的meta分析（纳入6篇研究）中却发现表ApaI（AA+Aa）vs.aa(OR=0.73，95%CI=0.46～1.14，P=0.17)，Avs.a(OR=1.01，95%CI=0.77-1.33，P=0.81)，经过不同研究类型、绝经状态及是否符合哈迪温伯格平衡（Hardy-Weinbergequilibrium，HWE）的敏感性分析和亚组分析后，结果仍没有发现维生素D受体基因多态性与骨质疏松风险之间明显的关联[12]。2018年ZhangLiang发 表 的meta分 析（纳 入18篇 研究）显示了绝经后人群的分析结果，在总体人群中：(aa+Aa)vs.AA（OR=0.84，95%CI=0.73～0.98，P=0.022），在高加索人群中：Aavs.AA（OR=0.84，95%CI=0.70～0.99，P=0.042），(Aa+aa)vs.AA(OR=0.85，95%CI=(0.72～1.00，P=0.047)，维 生 素D受 体基因多态性与骨质疏松风险显著关联，而在亚洲人群中却得不到类似结果[13]。最新研究2020年郑伟等人进行的相关性分析发现：OP组aa基因型、a等位基因分布频率均高于健康组，差异有统计学意义(P＜0.05)，维生素D受体基因多态性在决定骨质疏松症的遗传易感性方面具有显著价值[14]。2020年FuLijuan等人（纳入31篇研究）经过meta分析汇总得出：总体人群：隐性模式(OR=1.20，95%CI=1.06～1.37，P=0.004)，高 加 索 人 群:等 位 基 因 模 式（OR=0.81，95%CI=0.67～0.99，P=0.04），显性模式（OR=0.77，95%=0.64～0.93，P=0.007）[15]，同年JiangLingLing等人研究结果（纳入35篇研究），总体人群：隐性模式（OR=1.19，95%CI=1.06～1.35，P=0.004），高加索人群：等位基因模式（OR=0.82，95%CI=0.68～0.98，P=0.03），显性模式(OR=0.79，95%CI=0.66～0.95，P=0.01)，隐性模式(OR=1.40，95%CI=1.15～1.71，P=0.0009)[16];两者的meta分析中却得出相近的结果，在总体分布和高加索人群中ApaI基因多态性可能影响骨质疏松的发病风险，而在亚洲人群中影响并不显著。

3.2 维生素D受体基因TaqI多态性与骨质疏松症

同样的在1997年Vandevyver C等人的研究中表明了VDR TaqI不同的基因表型呈现在股骨颈的BMD没有差异[6]，紧接着于1999年L.Fountas等人发表的研究中描述了老年女性健康人组与骨质疏松症组基因型分布频率（健康组：TT=38%、tt =21%，骨质疏松症组：TT=34%、tt =20%）统计学上没有显著差异(P＞0.05)，同时TaqI多态性与腰椎BMD分值无明显关系[17];2000年Langdahl BL等人仅在股骨粗隆间测得的BMD值TT型个体要明显高于Tt或tt型个体（P＜0.01），而在腰椎、股骨颈、Wards三角处得到的BMD值差异无统计学意义，并得出TaqI多态性与老年男性与女性的骨质疏松性骨折无关的结论[7]。2004年Duman BS等人的研究发现了不一样的结果，在土耳其绝经后骨质疏松妇女中，腰椎（L1-4）TT基因型BMD值明显高于Tt和tt (P＜0.05)，在股骨颈、股骨粗隆及Wards三角部位的BMD值结果是TT基因型高于tt基因型，认为Taq1多态性对绝经后妇女BMD值有影响[18]。2013年Wanda Horst-Sikorska等人研究发现风险基因T携带者的非椎体骨折发生率明显增高（P=0.020）,但并未寻找到TaqI多态性与BMD之间存在关联的有利证据[19]。

2006年Elias Zintzaras等人（纳入7篇研究）研究进一步表明，在总体人群中，经过种族分层、绝经状态和骨质疏松诊断标准等不同条件的亚组分析后仍未未发现相关性的证据[9].2013年邢丹等人进行的meta分析（纳入4篇研究），通过3 种遗传模型的对比(Tt + tt vs.TT，tt vs.TT，Tt vs.TT)，并未发现TaqI基因型的多态性与骨质疏松性椎体骨折相关性，按照性别进行亚组分析后结果没有改变[20]。2018年ZhangLiang发表的meta分析（纳入17篇研究），在总体人群和高加索人群中，VDR TaqI基因多态性与绝经后骨质疏松症的发病风险无显著相关性(两者P＞0.05)，分组后的亚洲人群研究数量较少，结果没有意义[13]。2019年Melissa Kow等人在英国白人男性中进行的病例对照实验也得出阳性结果，在其研究中VDR基因TaqI基因aa基因型对腰椎骨密度有显著影响(P＜0.05)，可以增加罹患骨质疏松疾病的风险[21]。2020年Fu Lijuan等人（纳入25篇研究）的meta分析，只在高加索人群隐性遗传模型中发现(OR=1.32，95%CI=1.06～1.63，P=0.01)[15]，同年Jiang Ling Ling等人meta分析（纳入28篇研究），得出相似的结果，高加索人群隐性遗传模型（OR=1.36，95%CI=1.11～1.68，P=0.003)[16]，两项研究均表明TaqI多态性可能影响高加索人绝经后骨质疏松症的风险，然而在亚洲人群及总体人群中未发现有意义的结果。

4 总结与展望

综上所述，经过历年广大研究者对维生素D受体基因多态性与骨质疏松症相关性的不懈研究，基本可明确VDR ApaI和TaqI多态性与骨质疏松疾病的罹患风险具有相关性。不可避免的种族、性别、年龄差异，其他基因多态性的影响，研究设计标准，样本量大小，和统计分析误差等因素可以解释既往研究者得出的矛盾结果。我们期望以后的研究应大力开展前瞻性研究，尽量减少混杂因素对结局指标的干扰；骨质疏松症更是一种全球性广发疾病，研究设计需纳入大样本、多种族的人群，进行多国合作研究，并鼓励设计进行SNP 连锁不平衡及单倍型研究，明确容易诱发骨质疏松症发病的敏感性遗传标记。随着药物基因组学的发展，基因诊断在预测骨质疏松症风险性方面强势崛起，也为分子治疗方案的研发提供循证医学基础，不但为患者带来健康保障，更为国家带来可持续发展的利益。