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目的:
1、分析浙江汉族人群2型糖尿病(T2DM)线粒体DNA(mtDNA)D-Loop区基因和剑桥标准序列之间的差异,并筛查与T2DM相关的突变位点。
2、探讨mtDNAD-Loop区基因变异与T2DM主要临床指标及并发症的相关性,为T2DM的发生发展提供风险预报。
方法:
1、随机收集浙江地区汉族人群中无血缘关系的199例被确诊为T2DM患者,详细记录每例患者的临床资料及主要生化指标。同时随机选取102例健康体检者(排除糖尿病、糖耐量异常、高血压等相关疾病)作为正常对照,两者其年龄、性别等指标无统计学差异(P>0.05)。
2、提取全血基因组DNA,用特定的针对整个mtDNAD-Loop基因区域的两对引物扩增出PCR产物并纯化。
3、对PCR纯化产物直接测序分析。
4、使用生物信息学软件(Gentle、Chromas等)进行与标准剑桥序列的比对分析,查找变异位点并进行相关分析。
结果:
(一)、MtDNAD-Loop区基因多态性分析
1、T2DM患者组和正常对照组与标准剑桥序列比对均存在大量的基因变异位点,其中199例T2DM组中发现有222个变异位点,102例正常对照组中发现143个变异位点,两组样本中每一例样本都涉及有变异的位点存在,其中T2DM组中有24个为本研究新发现的变异位点,正常对照组发现有5个新的多态性位点。
2、在T2DM组和正常对照组中共发现存在104个共同的变异位点,经统计学分析102个变异位点在两组间的发生率无显著差异(P>0.05),其中变异率大于10%的位点在T2DM组中有24个,在正常对照组同样有24个位点,其余的变异位点为两组中非共有的变异位点,变异发生率低(小于3%)。
3、在所有的变异位点中发现有四个高变异位点:核苷酸位点(np)73A-G在T2DM组及对照组中变异率分别达到99.5%和88.2%,np263A-G在T2DM组及对照组中的变异率分别达到97.4%和87.3%,np16223C-T在T2DM组及对照组中的变异率分别达到50.8%和49.0%,np16519T-C在T2DM组及对照组中的变异率分别达到56.8%和46.0%。
4、发现np303~315(称D310区)区域及np16181~16193区域为高度变异区,并在该两段区域存在多种变异形式。D310区域变异发生率在T2DM与正常对照组间存在显著性差异(P<0.05);而在np16181~16193区域的变异发生率在两组间变异无统计学差异(P>0.05),但发现有7种变异形式仅存在于T2DM。
(二)、与T2DM临床指标及并发症的相关性分析结果
1、在T2DM组,所有的单个变异位点中各样本的临床主要生化指标包括体重指数(BMI)、空腹血糖(FBG)、餐后2小时血糖(P2BG)、空腹胰岛素(FIns)、餐后2小时胰岛素(P2Ins)、空腹C-肽(FC-P)、餐后2小时C肽(P2C-P)、胰岛素抵抗(IR)、糖化血红蛋白(HbAlc)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)等在变异组与未变异组中比较无统计学差异存在(P>0.05)。
2、D310区域引起的变异对T2DM各临床相关资料在变异组与未变异组之间比较并无显著性的差异(P>0.05);np16181~16193区域引起的变异对T2DM各临床相关资料在变异组与未变异组之间比较除餐后1小时血糖外其余生化指标无显著性的差异(P>0.05)。
3、对发生基因变异的有家族史和无家族史的T2DM患者比较:np193A-G、np234A-G、np16108C-T这些位点的改变仅在有糖尿病家族史的患者中出现(P<0.05),并发现在有家族史的患者中女性患者明显多于男性患者,差异有统计学意义(P<0.01),而两组的主要生化指标BMI、FBG、P2BG、FIns、PIns、FC-P、P2C-P、IR、HbAlc、TG、TC、HDL-C、LDL-C等的差异均无统计学意义(P>0.05)。
4、对有视网膜病变和无视网膜病变的患者比较,未发现在两组间有显著性差异的变异位点存在:在有周围神经病变组与无周围神经病变组的比较中发现np234A-G变异仅存在于周围神经病变患者组中,具有统计学差异(P<0.05);在有肾病组与无肾病组中,未发现有显著性差异的变异位点存在,有肾病组与无肾病组比较中,有肾病组平均发病年龄低、糖化血红蛋白显著升高(P<0.05);在高血压组与无高血压组中,两组间未发现存在显著性差异的变异位点存在,有高血压组的TC水平明显高于无高血压组(P<0.05),而HDL-C水平则明显低于无高血压组(P<0.05)。
结论:
1、mtDNAD-Loop基因区域存在大量变异位点,多为多态性现象;np73A-G、np263A-G两变异位点认为可能是浙江汉族人群的野生型位点。
2、np193A-G、np234A-G、np16108C-T等变异位点可能与浙江汉族人群T2DM患者的家族史、临床表现及并发症有密切联系,需要增大样本量和增加样本类型来进一步证实。
3、糖尿病的临床症状复杂,携带有不同变异患者的临床表现各不相同,即使携带有同一变异因个体不同而临床表现差异很大。
4、对于浙江地区汉族人群中T2DM患者,我们除了传统的临床症状及生化指标检查外,还需作基因变异分析,它们能够预测并发症,这样对2型糖尿病患者的早发现、早预防、早治疗,减少因并发症引起的致残率及致死率都具有极其重要的价值。