白细胞介素1受体拮抗基因多态性与骨质疏松症的相关性

　　摘要:目的 了解广东地区汉族人群中白细胞介素-1受体拮抗基因（IL-1ra）基因型的分布，探讨IL-1ra基因多态性与骨质疏松症的关系。 方法 应用PCR及电泳检测等技术，对广东地区汉族人群中IL-1ra基因型的分布及其与骨质疏松症的易感性进行分析。 结果 在广东人群中IL-1ra基因多态性与骨质密度紧密相关性，骨质疏松组和健康对照组在IL-1ra等位基因性的分布上有明显差异。 结论 本研究人群中IL-1ra基因型可能作为预测骨质疏松发生的危险性指标。
   
　　关键词:白细胞介素1受体拮抗基因;多态;骨质疏松;骨密度

　　The relationship between interleukin-1receptor antagonist protein gene polymorphism and osteoporosis in post-menopausal women.

　　LIU Guo-qiang.

　　（Yuebei District Hospital，Shaoguan512026，Guangdong，P.R.China）
   
　　Abstract:Objective To investigate the distribution of IL-1ra genotypes among the Hans Nationality in Guangdong Province and analyze the relationship between IL-1ra gene polymorphism and osteoporosis. Methods Han Nationality women were divided into observation and control groups and IL-1ra genotypes were determined by polymerase chain reaction followed by electrophoresis on agarose gel.The distribution of IL-1ra genotypes was analyzed among the Hans Hationality women in Guangdong. Results Significantly differences in the distribution of alleles or genotypes were observed between groups. Conclusion Polymorphism of IL-1ra gene is correlated with osteoporosis in Han Nationality women in Guangdong Province，The IL-1ra genotype can be used as risk indicator in predicting the occurrence of osteoporosis.
   
　　Key words:Interleukin-1receptor antagonist protein gene;Polymorphism;Osteoporosis;Bone density
      
　　随着人口的老龄化，骨质疏松症的发病率日益增高。骨质疏松症的发病机理与防治研究已成为中老年人保健的重要课题。据研究，有70%的骨质疏松症是由影响骨转换和骨密度的遗传因素决定的 ［1］ 。白细胞介素-1受体拮抗基因是绝经妇女骨质疏松症的候选易感基因之一，它通过影响骨的重吸收而发生作用。最近研究表明，IL-1ra基因第2内含子中的86bp的可变重复片段（Variable number tandem repeat，VNTR）的多态性与腰椎骨量丢失速度和低骨量有关 ［2］ 。但是由于遗传多态存在着种族的差异性，对不同地区不同人群中IL-1ra基因研究结果并未取得一致的结论 ［3～6］ 。本研究旨在了解广东地区汉族人群绝经后骨质疏松症妇女中白细胞介素1受体拮抗基因多态性与骨密度（Bone mineral density，BMD）关系，考察在汉族人群中IL-1ra基因能否成为骨质疏松症的预测因子，并对其治疗提供参考。
　　
　　1 材料与方法
   
　　1.1 研究对象 原发性骨质疏松组:从我院门诊及住院病人中随机抽取已确诊为骨质疏松症并自愿同意参加此项研究患者55例，均为绝经后妇女（绝经时间半年以上），年龄范围为48～65岁，平均年龄（55.18±4.36）岁。对照组53例，来自门诊体检健康女性，年龄范围为48～67平均年龄（56.02±4.21）。以上人群均为居住广东地区10年以上的无亲缘关系的汉族妇女，并自愿同意参加此项研究，进行健康调查表填写和体格检查及实验室常规检查（血钙、磷、碱性磷酸酶、血糖、肝、肾功能等）。排除患有各种影响骨代谢的疾病及服用过影响骨代谢的药物者。
   
　　1.2 骨密度的测量 采用双能X线吸收仪（美国HOLOGIC，QDR2000型），测腰椎124（L124）后前位及股骨近端的BMD值。骨密度值以T-score（与同性别，同种族的青年人群骨量峰值比较）和Z-score（与同年龄、种族、性别人群比较）衡量。采用WHO标准，T-score下降超过2.5为骨质疏松。
   
　　1.3 IL-1ra基因型的检测 从外周静脉血白细胞中用苯酚和氯仿法抽提基因组DNA，按照Tarlow等描述的方法，利用特定的引物对包含多态性位点的DNA片段进行扩增 ［3］ 。PCR扩增条件:95℃预变性5分钟，循环条件为:前5个循环，95℃变性60s，60℃复性120s，72℃延伸60s，后25个循环，95℃变性30s，60℃复性60s，72℃延伸60s，最后再72℃再延伸7min。PCR进行2%琼脂糖凝胶电泳，120V30min EB染色后紫外灯下观察结果，确定基因型。按照文献报道将等位基因分型:A1为4个重复，410bp;A2为2个重复，240bp;A3为5个重复，495bp;A4为3个重复，325bp;A5为6个重复，595bp。
   
　　1.4 统计分析 等位基因检出率采用直接计数法，组间基因型分布的比较用Fisher精确概率法检验。

　　2 结果
   
　　2.1 IL-1ra基因型的分布 IL-1ra基因型的分布见表1，骨质疏松症的女性A2的出现频率明显高于健康对照组，P=0.04。

　　表1 IL-1ra基因型的分布（略）
   
　　3 讨论
   
　　IL-1是一种具有多种生物活性并能作用于体内多种组织和器官的细胞因子，IL-1有两种形式，即IL-1α和IL-1β，前者主要与细胞膜相关，后者是其分泌形式，两者具有同等的极为广泛的生物活性。IL-1是骨重吸收潜在的调节因子，停经后IL-1和肿瘤坏死因子分泌增加可以刺激IL-6和IL-11的产生，造成骨质大量流失或骨质疏松以及参与绝经后骨质疏松症的发生 ［7］ 。IL-1ra与IL-1α和IL-1结构相近，参与竞争IL-1与IL-1受体的结合，从而抑制IL-1的生物活性 ［8］ 。在缺乏雌激素的状态下，IL-1ra的另一个作用是阻断成骨前体细胞的成熟 ［9］ 。人IL-1ra基因第2内含子的VNTR多态位点包含3个蛋白结合位点:α-干扰素沉默子A，β-干扰素沉默子B和急性反应元素。VNTR重复数目的不同会使其结合不同数目的调节因子，从而产生功能上的差异 ［10］ 。VNTR的多态性与糖尿病，恶性白血病，巨细胞病毒感染等多种疾病相关。对于VNTR与骨质疏松症的相关性研究主要集中于A 2 等位基因片段，然而在不同研究小组中得到的结论不尽相同。BMD，A 2 A 2 基因型与BMD增高有关，在骨质疏松的患者中比例较低，然而对于VNTR与BMD相关的作用原理并不十分清楚，其可能机制是VNTR的A 2 在体外等位基因会引起人IL-1ra和IL-1b的增加 ［11］ ，IL-1ra是IL-1的竞争抑制剂而IL-1b是骨重吸收潜在的刺激因子，IL-1b增加产生的作用可能比由于携带A 2 等位基因引起骨密度降低更为关键。
   
　　研究数据与日本和韩国人群的报道是比较类似的，骨质疏松症的女性A 2 的出现频率明显高于健康对照组 ［10，12］ ，而与匈牙利及其他欧美白色人种的研究结果不同 ［4］ 。韩国、日本、中国等同属蒙古人种，且地理环境类似，匈牙利人属欧罗巴人种和蒙古人种的混合类型，地理环境与其他欧美国家类似。基因多态性的产生是机体对自然环境的适应，经过长期自然选择而形成的，因此在不同人种及地理环境间存在着差别，这与骨质疏松症的发病率存在着种族差异是一致的。显然，尽管BMD受遗传因素影响最大，但IL-1ra基因多态性与女性峰值BMD变异的关系，存在明显的人种差异，可以推测不同人种的峰值骨量的达到和维持具有不同的遗传背景，同时存在不同的环境因素的影响。同时我们还要考虑到基因调控是一个非常复杂的过程，IL-1ra还存在别的多态位点，这些位点与VNTR之间可能存在连锁不平衡，在不同人种中的连锁不平衡可能存在的差异也可能是造成这些研究结果差别的部分原因 ［13］ 。本研究是首次报道中国广东人群IL-1ra基因与骨质疏松多态性之间的关系，研究样本量比较少，进一步大样本量和不同地区中国人群的研究很有必要。临床上针对不同基因型的骨病进行预测，并选择不同的治疗方针对实现个体化的预防和治疗是未 来医学发展的趋势，因而通过IL-1ra的基因型分析具有深远意义。
   
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