2. 广州市妇女儿童治疗中心免疫风湿科, 广东 广州 510000
全身炎症反应综合征(SIRS)是感染或非感 染病因作用于机体而引起机体失控的自我持续放 大和自我破坏的全身性炎症反应,其进行性加重 的最终结果是脓毒症[1];而在这一病理过程中众多 细胞因子如肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素6 (IL-6)等在介导初次免疫应答和炎症反应中发挥 多重作用[2-3]。其中IL-6 是促炎过程中功能最为广 泛的炎性细胞因子之一,其血清浓度与脓毒症的 严重程度及预后有关 [4];而TNFβ 作为前炎症因 子,在炎症性疾病的发生发展中具有重要意义。 研究IL-6 及TNFβ 多态性在我国人群中的分布特 征有助于了解全身性炎症反应的发病遗传背景, 为在分子水平研讨发病机制奠定基础。本研究以 广州汉族儿童为代表,抽样调查了IL-6(-174) 及TNFβNcoI 基因位点多态性在我国人群中的分 布状况,与不同国家、地区的人群分布特征进行 比较,为SIRS 的相关性研究提供资料。 1 资料与方法 1.1 研究对象
样本来自广州地区481 名学龄前健康儿童体 检血标本(其中300 份标本来自我院,181 例标本 来自广州市儿童医院),男性295 名,女性186 名。 年龄3~5.5 岁。 1.2 外周全血基因组DNA 的提取
抽取受试者空腹外周静脉血1.0 mL 加抗凝剂 EDTA 0.2~0.5 mL 混匀抗凝,按QIAamp DNA Blood Mini Kit(Qiagen,Hilden,Germany) 的操做指南进 行外周全血基因组DNA 提取;并将抽取的DNA 样本于-20℃冰箱保存。 1.3 IL-6(-174)等位基因测定
采用等位基因特异性聚合酶链式反应(ASPCR) 技术进行检测。(1) 合成IL-6-174 的 PCR 引物[5],G 特异性引物为5'-GCACTTTTC CCCCTAGTTGTGTCTTACG-3';C 特异性引物 为5'-ATGACGACCTAAGC TTTACTTTTCCCCC TAGTTGTGTCTTGAC-3'; 共同下游引物为: 5'-ATAAATCTTTGTTGGAGG GTGAGG-3'( 引物 均由上海生工生物技术有限责任公司合成) 。 (2)PCR 反应体系 Green Master Mix(2×) (Promega,Madison,USA)8.5 μL,G/C 特异性引 物及共同下游引物均为(0.8~1.0)μmol/L,模板 200~250 mg,最后加纯水补至25.0 μL; 按95 ℃ 预变性10 min ,然后94℃ 35 s,61℃ 45 s,72℃ 45 s,共30 个循环,72℃延伸5 min。(3)确定 基因型各取G、C 等位基因PCR 产物(10~15)μL 于20 g/L 琼脂糖凝胶(0.5 mg/ LEtBr)在EPS-300 电泳仪(稳压稳流电泳仪,上海天能科技有限公 司) 中电泳(80~90 V,30~45 min),以DL2000 DNAMarker 为分子量标准。将凝胶放置Gel Doc EQ 凝胶成像系统(Bio-RAD Gel Doc XR,USA)进行摄 像分析。根据电泳图上相应等位基因泳道是否出现 条带来判断结果:G/G 基因型在 G 等位基因泳道上 产生 121 bp 条带,而C/C 基因型在C 等位基因泳 道上产生一个136 bp 条带;G/C 基因型在G 及C 两等位基因泳道均产生121 bp 和136 bp 两种长度 的条带(图 1)。
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图 1 IL-6(-174)G/C 位点AS-PCR 电泳图谱 M:DNA 分子质量标准;1、2 泳道代表为样本1;3、4 泳道代表 为样本2;5、6 泳道代表为样本3,3 样本均G 等位基因出现条带, 均为G/G 基因型。 |
采用聚合酶链式反应限制性片段长度多态技 术(PCR-RFLP) 进行检测。(1) 扩增TNFβ 基因片段[6]:上游引物5'-CCG TGC TrC GTG CTT TGG ACT A-3',下游引物5'- AGA GCT GGT GGG GAC ATG TCT G-3';PCR 反应体系:Green Master Mix(2×)(Promega,Madison,USA)25 μL,上下 游引物均为1.0 μmol/L,模板300~400 mg,最后 加纯水补至50.0 μL;按95℃预变性5 min ,然后 94℃ 30 s ,50℃ 60 s,72℃ 2 min,共37 个循环, 72 ℃延伸5 min。扩增产物片段长度为782 bp。 (2)酶切反应:酶切体系包括PCR 产物5 μL, 10x 酶切缓冲液2 μL,NcoI 0.5 U,加水至 20 μL,37℃恒温水浴2 h,65℃ 15~20 min 终止反 应。(3)确定基因型:取10~15 μL 酶切产物于20 g/L 琼脂糖凝胶(0.5 mg/ LEtBr)在EPS-300 电 泳仪(稳压稳流电泳仪,上海天能科技有限公司) 中电泳(80~90 V)1 h,以 DL 2000DNAMarker 为分子量标准。将凝胶放置Gel Doc EQ 凝胶成 像系统(Bio-RAD Gel Doc XR,USA) 进行摄像 分析。依据电泳图上产生的条带确定基因型: TNFβ1 纯合子可被完全酶切为586 bp、196 bp 2 条带;TNFβ1/TNFβ2 杂合子不完全酶切,出现 782 bp、586 bp、196 bp 3 条带;TNFβ2 纯合子不 产生酶切,只出现782 bp 1 条带(图 2)。
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图 2 TNF-βNcoI 位点PCR-RFLP 电泳图谱 M: DNA 分子质量标准;1、2 为TNFβ1 纯合子;3、5 为 TNFβ2 纯合子;4、6、7、8、9 为TNFβ1/TNFβ2 杂合子。 |
为确保实验数据的准确,减少误差,基因型 的分型均由2 人判读,并随机抽取15% 重复,同 时随机抽取10% PCR 产物直接测序(上海英骏生 物技术有限公司),准确率均为100%。 1.6 统计学分析
数据应用Exce1 2000 软件进行统计分析,基 因型分布比较采用χ2 检验,P<0.05 为差异有统计 学意义。 2 结果 2.1 IL-6(-174)基因频率分析
481 例血标本等位基因检测仅发现G等位基 因,未测及C等位基因,基因型均为G/G;表明C 等位基因在广州汉族人群极罕见或不存在。对比 不同国家及我国不同地区正常人群IL-6(-174)位 点基因型及基因频率分布情况(表 1 及表 2)可看 出中国汉族人群IL-6(-174)位点基本为G/G 基因型,极少数G/C 基因型,罕见C/C 基因型或不存在, G 等位基因分布频率在97%~100% 间,C 等位基 因在0~3% 间。与韩国人群分布情况相似,而与英 国、德国、芬兰、巴西、伊朗人群的分布特征存 在明显差异,这些国家人群G、C 等位基因分布频 率均20% 以上,表明该位点多态性属常见变异, 在人群中普遍存在。
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表 1 不同国家正常人群IL-6(-174)基因位点基因型及 基因频率分布比较 |
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表 2 我国不同地区正常汉族人群IL-6(-174)位点基因 型及基因频率分布比较 |
广州地区汉族儿童人群TNFβNcoI 位点有 TNFβ1*1、TNFβ1*2、TNFβ2*2 3 种基因型, 频率分别为24.7%、49.7% 和25.6%,TNFβ1 等 位基因频率为49.6%,TNFβ2 等位基因频率为 50.4%,其分布特征与韩国、日本相似(P>0.05), 与美国、德国、意大利及土耳其人群差异有统计 学意义(P<0.05),见表 3。
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表 3 不同种族间正常人群TNFβNcoI 位点基因多态性比较 [例(%)] |
按Hard-Weinberg 定律作吻合度检验,各组平 衡吻合度之间差异无统计学意义(P>0.05),表明 样本符合Hard-Weinberg 平衡,见表 4。
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表 4 Hard-Weinberg 平衡吻合度检验 |
随着人类基因组学研究的深入,已认识到 疾病是由环境因素(病原微生物等)和遗传因素 共同作用的多基因征侯群,个体遗传学机制的差 异性是个体差异的内在物质基础[22]。促炎/抗炎 反应失控与炎症性疾病的发生发展密切相关,而 IL-6、TNFβ 是主要炎性细胞因子之一,对其进行 基因多态性研究,可为SIRS、脓毒症等易感人群 的早期识别、预后分析和免疫治疗提供新的理论 依据。
人类IL-6 基因的多态性主要为存在于启动子 区的-597G/A、-572C/G、-174G/C、-137AnTn[23]。 理论上IL-6 启动区的任何多态性都有可能改变基 因的结合序列,影响个体对IL-6 基因相关性疾病 的易感性。鉴于-597G/A 与-174G/C 处于连锁不平 衡[24],故本研究仅观察了-174G/C 多态性的分布 与作用。国内蒋建新等[25] 对我国10 个代表性民族 人群中的18 个脓毒症相关基因进行单核苷酸多态 性研究分析,结果显示,在我国人群中发生频率 >5% 的单核苷酸变异,与国外有88% 相符;发生 频率>10% 的变异,与国外有96% 相符。可见在 东西方人群大多数基因组多态性是相同的,尤其 是常见变异。IL-6(-174)多态性分布频率在国外 欧洲人群的发生率大于10%,属常见变异[5]。但本研究仅测及广州地区汉族儿童人群IL-6(-174G) 基因及G/G 基因型,与国外人群的研究报道有明 显差异;对比国内不同地区的汉族人群IL-6(-174) 多态性研究结果,表明在我国汉族人群中该位点 多态性罕见或不存在,不宜选取该基因位点单核 苷酸多态性作SIRS 的关联性分析。
TNFβ 作为前炎性细胞因子,具有多种生物 活性;其第1 内含子内,转录起始位点下游第 252 位点(即第1 069 位点)处存在鸟嘌呤(G) → 腺嘌呤(A) 的单核苷酸多态性变化(+252 G/A)。该位点因能被NcoI 限制性内切酶识别切断, 也叫NcoI 位点,G 存在的基因称为TNFβ*1, A 存在的基因称为TNFβ*2。本研究此多态性在 广州汉族中分布相当广泛,有3 种基因型,即 TNFβ1*1、TNFβ1*2、TNFβ2*2,频率分别为 24.7%、49.7% 和25.6%。基因频率分布与白种人 及西亚人群有明显的差异,TNFβ*1 等位基因频 率(49.6%)远高于欧美白种人(13.3%~28.6%), 低于西亚人群(76.0%),与东亚黄种人的分布特 征相似。国内研究报道表明TNFβ*2 等位基因与 我国汉族人群的系统性红斑狼疮(SLE)发病易感 性相关[26],这与韩国的相关研究结论一致,但与 德国对其国内SLE 患者的研究结果不同,其SLE 易感基因为TNFβ*1 等位基因[27]。因此,在对一 些致病基因多态性进行研究时,首先了解其在人 群中的分布特点,是正确分析和阐述基因多态性 研究结果的关键。国内报道中TNFβ 与SIRS 的关 联性研究不多,而本研究对TNFβNcoI 位点多态 性在人群中的分布特性的研究结果为从基因水平 上研究TNFβ 基因多态性与SIRS 的关系奠定了基 础。
本研究经过对广州地区健康汉族儿童群体进 行IL-6(-174) 及TNFβNcoI 位点多态性分析, 结果表明:IL-6(-174)位点多态性在汉族人群中 罕见或不存在,不应选取该基因位点单核苷酸多 态性作SIRS 的关联性分析;TNFβNcoI 位点多态 性在汉族中普遍存在,分布特征与白种人存在差 异。样本为Hardy-Weinberg 平衡群体,可进一步 用于广州地区汉族儿童的SIRS 关联性分析。
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