维生素D受体基因型和单倍型对血铅浓度的影响

来源 :中山大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:soboy1478
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铅在工业上用途较广,在生活中接触机会也较多,铅及其无机化合物有相似的毒性,通过呼吸道和消化道进入体内,吸收后进入血液,分布于软组织如肝、脾、肾、脑等,以后铅在体内重新分布,90%-95%的铅贮存于骨骼。铅主要由肾排出,一小部分由粪便、唾液、汗、乳汁等排出。铅引起的中毒是一种由于铅吸收累积而导致的非传染性慢性病,成人在血铅浓度为50-60μg/dL时如果继续铅暴露,会导致肾衰、反应迟钝、周围神经系统病症、痛风等。由于血铅、软组织铅与骨骼铅处于动态平衡状态,在感染、饮酒、酸中毒等情况下,骨骼中铅被转运到血液和软组织中可引起急性中毒。铅中毒不易治愈,其对人体的危害即使在血铅含量降低后还会持续很长的时间。因此,铅被美国环保署(EPA)列为前10种污染物之一。   研究发现,在相同铅暴露下,人的血铅水平并不相同,这就引起人们对存在于铅暴露背后更深层次的铅中毒易感因素的思考。随着分子生物学的发展,基因多态性与铅毒性的关系正日益受到重视,以生物学功能相关基因作为候选基因进行关联研究,是当前疾病易感性研究的主要策略,单核苷酸多态性(singlenucleotide polymorphism,SNP)是目前国内外广泛应用于疾病易感性研究的第三代遗传性标记,国内外大量研究表明铅中毒存在遗传易感性差异。铅和钙有相似的转运机制和蛋白质结合位点,铅进入机体后大部分沉积在骨组织中[1,2],铅和钙在体内的代谢途径几乎一致,吸收、转运和骨组织中各个环节都与钙竞争结合[3,4],钙和铅在机体内相互作用、干扰甚至竞争,铅中毒的过程是铅干扰了体内钙的动态平衡[5,6]。同时,研究表明VDR与钙代谢存在一定关联[7,8]。VDR基因编码产物维生素D3受体蛋白为50~60Ku的细胞内多肽,能特异结合1,25(0H)2D3(维生素D是调节钙的平衡重要激素作用之一,其中,1,25(0H)2D3是体内生物活性最强的维生素D活性形式,作用模式与其他类固醇激素相似,均需与细胞内的受体蛋白结合而发挥生理作用),并作用于靶细胞核,发挥调节生物学作用:(1)铅和钙转运:1,25(0H)2D3通过VDR受体介导的基因组活动对小肠粘膜至少发挥一种作用,该过程可使钙结合蛋白-D9k增加,维生素D激素可快速动员肠道铅和钙转运的增强;(2)骨吸收和矿化:首先,1,25(OH)2D3通过VDR受体介导,促进肠铅和钙吸收,提高血铅和血钙浓度,为铅和钙在骨中沉积,使骨矿化提供了原料,这是维生素D对骨形成的间接作用;其次,通过对成骨细胞和破骨细胞的作用,参与骨形成和骨吸收的代谢调节,调节血钙、血铅浓度:位于骨组织上的VDR作用是双向的,成骨细胞上的VDR可调节而位于破骨细胞上的VDR,可抑制其增殖亦可促进其分化,从而对骨的合成和分解代谢起着双向调节作用[9]。VDR在钙的代谢中扮演重要作用,且据研究表明VDR等位基因与钙代谢存在一定关联,即不同基因型对血钙、骨钙的影响是不同的,同理,从理论上来说VDR基因型也会影响铅的吸收、转运等代谢,继而和体内铅暴露有一定的联系,而且VDR基因多态性已成为铅毒性作用的遗传学研究焦点之一。   研究目的:   1.探讨中国汉族人群VDR基因四种存在的SNPs等位基因、基因型分布情况;   2.探讨VDR基因四种存在的SNPs等位基因、基因型、单倍体和组合基因型与血铅浓度异常易感性的联系。   研究方法:   1.根据《职业病防治法》及相关法规的要求,对职业性铅暴露者进行定期的职业健康监护体检,选择广州市职业病防治院2009年铅作业工人专项体检中600名作业工人为研究对象,以统一的标准纳入研究范围,并对研究对象进行现场问卷调查。根据《中华人民共和国国家职业卫生标准》中《职业性慢性铅中毒诊断标准》(GBZ37-2002),对血铅≥1.9μmol/L者,收入职业病临床科进行医学观察。以职业性铅暴露者血铅<1.9μmol/L者,为血铅正常组,以职业性铅暴露者血铅≥1.9μmol/L者,为血铅异常组。   2.SNPs位点的选择以及相关引物探针的设计   通过查阅dbSNP数据库、GeneBank数据库、国际单倍体图谱计划、美国应用生物系统公司软件SNP浏览器及国内外有关铅中毒易感基因文献,确定候选SNPs,采用TaqMan探针法化学荧光等位基因鉴别实验,引物探针委托美国应用生物系统公司进行合成。   3.VDR SNPs与血铅浓度异常易感性关联的研究   利用肝素抗凝管采集易感人群和耐受人群空腹静脉血5ml/人,立即分离血浆和血细胞,血细胞用于抽提基因组DNA。采用天根公司基因组抽提试剂盒提取外周血细胞DNA并鉴定DNA的浓度和纯度,采用TaqMan探针法进行等位基因鉴别,总反应体系为25μl;扩增过程为95℃预变性10min,92℃变性15s,60℃退火/延伸1min,40个循环。利用软件,进行等位基因、基因型、单倍型和组合基因型的计算和构建。   4.统计分析   两组间计量资料根据分布情况比较采用t检验或秩和检验,多组间计量资料比较根据分布情况采用方差分析或秩和检验;两组间或多组间计数资料比较采用x2检验或单因素Logistic回归分析,进一步利用多因素非条件logistic回归模型校正混杂因素的影响。应用SPSS13.0软件进行相关的统计学分析,显著性检验水准取双侧α=0.05。   研究结果:   1.血铅正常组和血铅异常组的初步建立   本研究选取广州市职业病防治院2009年铅作业工人专项体检中600名作业工人为研究对象,并进行了现场问卷调查,其中男性332名,女性268名,并对研究对象进行现场问卷调查。共发放问卷600份,回收问卷585份,其中有效问卷563份。根据《中华人民共和国国家职业卫生标准》中《职业性慢性铅中毒诊断标准》(GBZ37-2002),对血铅≥1.9μmol/L者,收入职业病临床科进行医学观察。以职业性铅暴露者血铅<1.9μmol/L者,为血铅正常组,以职业性铅暴露者血铅≥1.9μmol/L名,为血铅异常组。根据现场铅暴露强度情况将所有符合要求的研究对象分为高、中、低三组。三个不同的铅暴露组,血铅异常分布率有差异,P<0.05,有必要校正作业环境中的铅暴露因素,考虑到低暴露组中血铅异常组和中暴露组的样本量不足,同时,职业性铅高暴露作业对工人身体危害大,因此,高暴露人群的基因分布情况是本研究重点。   2.血铅正常组人群和血铅异常组人群一般情况和职业有关情况   铅正常组人群274例,年龄17~57岁,平均年龄35.06±7.78岁,工龄1~13年,平均工龄3.99±2.29年;血铅异常组人群289例,年龄18~57岁,平均年龄32.26±6.33岁,工龄1~15年,平均工龄3.86±2.71年;两组人群年龄和工龄差异无统计学意义,P>0.05。其中,在铅高暴露人群中,铅正常组人群121例,年龄17~55岁,平均年龄32.19±9.15岁,工龄1~13年,平均工龄4.10±2.97年;血铅异常组人群256例,年龄18~57岁,平均年龄32.32±6.33岁,工龄1~15年,平均工龄4.07±2.97年;两组人群年龄和工龄差异无统计学意义,P>0.05。其它计数资料分布情况,在总体或高暴露研究人群中两组的分布差异均无显著性意义,即两组人群的均衡性好,具有可比性。   3.遗传平衡性检验   血铅正常组人群和血铅异常组人群遗传平衡性检验,所有SNPs位点基因型在两组人群中的分布均符合Hardy-Weinbery平衡,可以认为本研究的人群处于遗传平衡状态并具有良好的群体代表性。   4.VDR BsmI、Tru9I、ApaI和TaqI SNPs等位基因、基因型的分布情况 VDR BsmI、Tru9I、ApaI和TaqI SNPs等位基因之间存在连锁不平衡性,所有SNPsMAF均大于5%。   5.血铅正常人群和血铅浓度异常人群铅暴露易感情况   在等位基因、基因型与铅浓度异常关系的单因素logistic回归分析以及后续的多因素logistic回归分析前,对不同的等位基因和基因型进行分级赋值。   结论:   在中国汉族职业性铅暴露人群中:   1.VDR基因BsmI、Tru9I、ApaI、TaqI四个位点的每个等位基因及基因型与血铅浓度异常易感性未发现关联。   2.VDR基因的单倍型与血铅浓度异常易感性有关。高暴露人群和研究总体中单倍型与血铅浓度异常关系的研究结果不一致。高暴露人群中BsmI-Tru9I-ApaI-TaqI:与分布频率最高的单倍型CCCA相比,单倍型CCAA和单倍型CTCA是血铅浓度异常的危险因素,发生血铅浓度异常的风险高。   3.VDR基因的组合基因型与血铅浓度异常易感性有关。高暴露人群和研究总体中组合基因型与血铅浓度异常关系的研究结果相反。BsmI-Tru9I-ApaI-TaqI:与分布频率最高的组合基因型CC+CC+CC+AA相比,组合基因型CC+CC+AC+AA在研究总体中是血铅浓度异常的保护因素,在高暴露人群中是血铅浓度异常的危险因素。   4.VDR基因多态性与血铅异常易感性的关系可能受铅暴露水平的影响。
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