维生素D受体基因多态性与血铅相关性研究

研究背景：
　　随着分子生物的发展,近年来国内外学者对维生素D受体(VDR)基因多态性了广泛的研究。VDR是介导1,25-(OH)2D3发挥生物效应的核内生物大分子,为类固醇激素,与1,25-(OH)2D结合后形成激素-受体复合物,再与视黄醛x受体形成二聚体,最后与维生素D反应元件(VDRE)结合,对靶基因进行调控,进而实现其生物学功能,调节体内的钙磷代谢。铅和钙有相似的转运机制和蛋白质结合位点,铅和钙在体内的代谢途径几乎一致,铅在吸收、转运和沉积于骨组织中各个环节都与钙竞争结合,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。众多研究表明VDR基因型与血钙浓度和骨钙的含量相关。因此,理论上推测VDR基因多态性可能会影响机体铅负荷和毒性。铅在自然界中广泛存在,成人在血铅浓度>50-60μg/dL时,可导致神经系统、血液系统、消化系统、泌尿系统、心血管系统、生殖系统等的损害。VDR基因至少有25种多态性,其中可能与铅易感性相关的VDR基因有BsmI、ApaI,但其研究结论非常不一致,有些甚至相矛盾,并且在国内尚未有全面的VDR基因多态性与血铅易感性相关研究。基于此,本研究从VDR基因多态性出发,选取VDR基因多态性与血铅相关性为研究。
　　研究目的：
　　探讨VDR基因多态性与血铅易感性相关性,分析VDR基因型、等位基因型、组合基因型对铅作业者血铅水平的影响,从分子生物学机制揭示VDR基因多态性与血铅水平的相关性,为进一步研究VDR基因多态性在铅、钙竞争中的作用提供理论依据;丰富VDR基因多态性。
　　研究对象与方法：
　　本研究选取铅作业专项体检中387名暴露于相同作业环境的铅作业工人为研究对象,按照统一标准纳入研究: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),以血铅<1.9μmol/L者,为血铅正常组;血铅≥1.9μmol/L者,为血铅异常组。铅作业者环境监测根据《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》(GBZl59-2004)和《工作场所空气中铅及其化合物的测定方法》(GBZ/T160.10-2004)确定高暴露铅作业环境。通过分析Gene BankdbSNP数据库和NCBI联合美国国家人类基因组研究所报道,及国内外VDR基因多态性与铅易感性相关性研究,筛选并选取VDRBsmI(rs1544410)、Tru9I(rs757343)、ApaI(rs7975232)三个多态位点为候选SNP。血铅测定采用WS/T20—1996石墨炉原子吸收光谱测定法;人血DNA提取采用天根公司试剂盒提取DNA,并使用紫外分光光度计检测DNA的纯度;使用TaqMan探针法检测VDR3个单核苷酸多态性(SNPs)位点多态性的基因型、等位基因,使用相配对的软件,进行基因型的计算和构建,并探索其与铅易感性的关联,P<0.05认为差异有统计学意义。
　　研究结果：
　　在两组人群中,VDRBsmI、Tru9I、ApaI三个位点基因型频率分布均符合哈迪-温伯格(Hardy-Weinbery)平衡(P>0.05),说明本研究的样本具有代表性。387名高铅暴露作业工人中,血铅正常组126例,年龄18～56岁,平均年龄32.2±9.3岁,工龄1～15年,平均工龄4.1±3.0年;血铅异常组261例,年龄18～57岁,平均年龄32.3±6.3岁,工龄1～16年,平均工龄4.1±2.9年。分析两组人群一般资料,发现两组人群年龄、工龄、文化程度、经济收入、吸烟、饮酒、性别差异无统计学意义(P>0.05),说明两组资料具有较好的可比性。VDRBsmI三种基因型(bb、Bb、BB)在血铅正常组的频率分布分别为:84.1％、13.5%、2.4%,血铅异常组分别为:71.6%、24.5%、3.9%;Tru9I三种基因型(tt、Tt、TT)在血铅正常组的频率分布分别为:7.1%、31.0%、61.9%,血铅异常组分别为:3.9%、31.8%、64.3%;ApaI三种基因型(aa、Aa、AA)在血铅正常组的频率分布分别为:42.1%、46.8%、11.1%,血铅异常组分别为:56.3%、34.9%、8.8%。使用非条件Logistic回归分析,分析过程中调整年龄、工龄、学历等混杂因素的影响后,BsmI、ApaI等位基因与血铅易感性存在相关性,P分别为0.038、0.008,差异具有统计学意义;但未发现Tru9I等位基因与血铅易感性相关(P=0.353)。以携带纯合基因型人群为参照,使用非条件Logistic回归分析,分析过程中调整年龄、工龄、学历等混杂因素的影响后,发现VDRBsmICT+TT基因型的个体铅中毒易感性增加[(P=0.008,OR=2.097,95%CI=(1.212,3.629)],同时ApaIAA+AC基因型的个体铅中毒易感性也增加[(P=0.009,OR=0.563,95%CI=(0.366,0.866)];但未发现Tru9ITT+CT基因型的个体与铅中毒易感性相关,其差异无统计学意义[(P=0.637,OR=0.900,95%CI=(0.579,1.397)]。VDR基因BsmI、Tru9I和ApaI的组合基因型分析,在校正了年龄、性别、工龄、吸烟、饮酒等混杂因素后,与分布频率最高CC+CC+CC相比较,CC+CC+AC是血铅浓度异常的危险因素,OR值为5.214(95%CI=2.569,10.582),P<0.001,发生血铅浓度异常风险高。
　　研究结论：
　　1.VDR基因多态性与血铅毒易感性存在相关性。
　　2.VDR基因BsmI、ApaI增加了铅毒性的易感性;未发现Tru9I与铅毒性易感性相关。
　　3.VDRBsmI、ApaI两个位点基因型与血铅易感性相关,而VDRTru9I基因型与血铅易感性无相关性。以携带纯合基因型人群为参照,发现维生素D受体BsmICT+TT、ApaIAA+AC基因型的个体增加了铅毒性的易感性,而Tru9I基因型的个体与铅毒性易感性无相关性。
　　4.VDR基因的组合基因型与铅毒性易感性相关。组合基因型BsmI-Tru9I-ApaI,与分布频率最高CC+CC+CC相比较,CC+CC+AC是铅毒性的危险因素。
　　综上所述,我们推测VDR基因BsmI、ApaI位点多态性可能是中国汉族人铅毒性的易感基因,可能增加铅毒性的发病风险。