中华预防医学杂志    2014年09期 基因多态性对儿童肥胖和代谢异常的影响    PDF     文章点击量:3692    
中华预防医学杂志2014年09期
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张美仙 赵小元 席波 沈玥 吴丽君 程红 侯冬青 米杰
基因多态性对儿童肥胖和代谢异常的影响
中华预防医学杂志, 2014,48(9)
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基因多态性对儿童肥胖和代谢异常的影响
张美仙 赵小元 席波 沈玥 吴丽君 程红 侯冬青 米杰     
摘要: 目的在中国儿童中验证肥胖相关基因多态性对肥胖及代谢异常的影响。方法研究对象来源于2004年北京儿童青少年代谢综合征研究(BCAMS)的3 503618岁学龄儿童,包括肥胖组1 229名、超重组655名和正常体重组1 619名。采用盐析法从外周血白细胞中提取DNA。使用ABI PrismsTM~7900实时荧光定量PCR仪对11个基因的多态性位点(FTO rs9939609MC4R rs17782313GNPDA2 rs10938397FAIM2 rs7138803BDNF rs6265NPC1 rs1805081PCSK1 rs6235KCTD15 rs29941BAT2 rs2844479SEC16B rs10913469SH2B1 rs4788102)进行分型检测。采用中国肥胖问题工作组推荐的BMI分类标准判定超重和肥胖。采用多因素分析基因多态性对儿童期肥胖相关性状的影响。采用错误发现率(FDR)方法校正多重检验。结果控制年龄、性别和青春发育期的影响后,FTO rs9939609~AMC4R rs17782313~CGNPDA2 rs10938397~GFAIM2 rs7138803~A等位基因增加儿童BMI(β=0.3520.747)、体脂百分比(β= 0.5681.113)、腰围(β=0.8851.649)和腰围身高比(β=0.0050.010)的水平(P0.01),BDNF rs6265~G等位基因增加儿童BMI(β=0.251P=0.020)和体脂百分比(β=0.416P=0.040)水平。校正多重检验后,除rs6265与体脂百分比的关联消失外,其余SNP与肥胖评价指标的关联仍有意义。FTO rs9939609~AMC4R rs17782313~CGNPDA2 rs10938397~GFAIM2 rs7138803~ABDNF rs6265~G等位基因增加儿童肥胖风险(OR=1.38695%CI1.1711.642OR=1.36795%CI1.1961.563OR=1.24295%CI1.1021.400OR=1.15495%CI1.0211.305OR=1.15695%CI1.0311.296);其中FAIM2 rs7138803仅增加男童肥胖风险(OR=1.23495%CI1.0431.460)。校正多重检验后,上述SNP与儿童肥胖的关联仍有意义。同时,GNPDA2 rs10938397~G等位基因还增加儿童胰岛素抵抗风险(OR=1.205,95%CI1.0691.359),但在控制BMI后关联消失。结论FTO rs9939609~AMC4R rs17782313~CGNPDA2 rs10938397~GFAIM2 rs7138803~A增加儿童肥胖评价指标(BMI、体脂百分比、腰围和腰围身高比)的水平及肥胖风险,BDNF rs6265~G等位基因增加儿童BMI水平和肥胖风险;其中GNPDA2 rs10938397~G通过影响BMI可增加儿童胰岛素抵抗的风险。
关键词 :儿童;肥胖症;基因多态性;代谢异常
    
Abstract:

ObjectiveTo examine the impact of single nucleotide polymorphisms  in obesity~related genes on risk of obesity and metabolic disorder in childhood.MethodsA total of 3 503 Chinese children aged 6 to 18 years participated in the study, including 1 229 obese, 655 overweight and 1 619 normal weight children (diagnosed by the Chinese age~ and sex~ specific BMI cutoffs).Body size parameters were assessed and venipuncture blood samples were collected after a 12~hour overnight fast.Plasma glucose, insulin and serum lipid profiles were measured.Genomic DNA was isolated from peripheral blood white cells using the salt fractionation method.A total of 11 single nucleotide polymorphisms were genotyped by TaqMan allelic discrimination assays with the GeneAmp 7900 sequence detection system(Applied Biosystems, Foster City, CA, USA)(FTO rs9939609, MC4R rs17782313, GNPDA2 rs10938397, FAIM2 rs7138803, BDNF rs6265, NPC1 rs1805081, PCSK1 rs6235, KCTD15 rs29941, BAT2 rs2844479, SEC16B rs10913469 and SH2B1 rs4788102).Multiple factor analysis was performed to estimate the association between the variant and obesity~related traits.The false discovery rate (FDR) approach was used to correct for multiple comparisons.ResultsAfter sex, age and pubertal stage adjustment and correction for multiple testing, the rs9939609~A,rs17782313~C,rs10938397~G, and rs7138803~A alleles were associated with higher BMI(β=0.352~0.747), fat mass percentage(β=0.568~1.113),waist circumference(β=0.885~1.649) and waist~to~height ratio(β=0.005~0.010)(all P values0.01) in Chinese children. The rs6265~G allele increased BMI(β=0.251,P=0.020).The rs9939609~A, rs17782313~C, and rs10938397~G and rs6265~G alleles were also associated with risk of obesity (OR=1.386,95%CI:1.171~1.642;OR=1.367,95%CI:1.196~1.563;OR=1.242,95%CI:1.102~1.400;OR=1.156,95%CI:1.031~1.296).Rs7138803 was associated with risk of obesity only in boys(OR=1.234,95%CI:1.043~1.460). GNPDA2 rs10938397~G allele was associated with risk of insulin resistance(OR=1.205,95%CI:1.069~1.359), but there was no significance after adjusting for BMI.ConclusionThe association of FTO rs9939609~A, MC4R rs17782313~C, GNPDA2 rs10938397~G, and FAIM2 rs7138803~A with higher BMI, fat mass percentage, waist circumference, and waist~to height ratio and risk of obesity, and BDNF rs6265~G allele may increase BMI and obesity risk in Chinese children.GNPDA2 rs10938397~G may increase the risk of childhood insulin resistance depending on BMI.

Key words :Child;Obesity;Gene polymorphism;Metabolic disorder
全文

儿童肥胖已成为影响人口健康的重大公共卫生问题。目前中国学龄儿童男、女生超重合并肥胖检出率分别达到185%和106%[1],并且超过50%的超重或肥胖儿童将持续发展为超重或肥胖的成年人[2]。与正常体重者相比,这些超重或肥胖儿童将较早发生糖尿病和心血管疾病,进而导致早期死亡和机体残疾。
肥胖是一种常见、复杂性多基因疾病,由多种基因和环境因素共同作用所致。遗传因素在肥胖的发生中约占40%~70%[34]。全基因组关联研究(genomewide association study, GWAS)已发现许多与肥胖相关的基因[58],如FTO、MC4R和GNPDA2基因等,但这些结果多来源于欧裔成年人的研究。由于肥胖具有明显的遗传异质性、表型复杂性和种族差异性,这些结果是否适用于其他人种还有待验证。儿童的能量摄入和行为方式等随生长发育过程而变化,基因变异和环境因素的相互作用非常复杂,肥胖的遗传易感性也可能与成年人不同。所以,针对国外GWAS发现的肥胖相关基因位点,有必要在中国人群特别是儿童中进行重复研究予以验证。
笔者利用2004年北京市儿童青少年代谢综合征(Beijing child and adolescent metabolic syndrome, BCAMS)研究资源,筛选并检测欧裔成年人研究发现的11个肥胖相关基因的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP),旨在验证这些基因位点是否与中国儿童肥胖及相关代谢异常关联,并探讨遗传和生活行为因素及其相互作用对儿童肥胖的影响。
对象与方法
一、对象
来源于2004年建立的BCAMS研究[9]中6~18岁中小学生,以筛查出的肥胖学生并接受静脉采血者为肥胖组(1 229名),同时按照1∶2招募非肥胖2 274名学生作为对照组(包括超重655名和正常体重1 619名),调查对象共计3 503名。本研究项目和方案得到首都儿科研究所伦理委员会批准,调查对象均由本人或家长签署书面知情同意书。
二、方法
1问卷调查:包括儿童的年龄、性别、城乡居住地、膳食习惯(包括豆制品、海产品、奶制品、蔬菜、水果)、吸烟、饮酒、看电视、使用计算机和游戏机、业余体育活动等情况。采用自我报告方法收集父、母身高和体重数据,计算BMI,以BMI≥28 kg/m2作为判断父、母肥胖的标准。其中双亲至少1名肥胖视为有肥胖家族史。
2体格检查:(1)标准测量法测定身高和体重,计算BMI[9]。(2)腰围(WC):受试者直立,双足并拢,取双侧腋中线髂骨上缘与肋骨下缘连线中点水平,于正常呼气末测量,读数精确至01 cm,测2次,取平均值[10]。计算腰围身高比(WHtR)=腰围/身高。(3)体脂百分比(FMP):采用日本百利达(TANITA)公司生产的体脂肪测量仪(TBF300)进行测量,精确至01 kg。(4)采用汞柱式血压计测量坐位右上臂肱动脉血压,记录Korotkoff第Ⅰ音为收缩压(SBP),第Ⅳ音为舒张压(DBP),连续测量3次,每次间隔1 min并抬高右臂5~6 s;相邻两次读数之差不超过4 mmHg(1 mmHg=0133 kPa),取后两次读数的平均值作为受试者的SBP和DBP。(5)青春期发育:采用现况法(status quo method),按照Tanner 5分期法评价男童睾丸容积和女童乳房发育水平。
3生化指标检测:采集空腹静脉血,分离血清、血浆和白细胞,置-80 ℃保存待用。血浆葡萄糖(FPG)采用己糖激酶法,血清TG、TC采用酶法,血清HDLC、LDLC采用直接法,由美国罗氏公司提供试剂,统一在日立7060C全自动生化分析仪上完成检测。采用双抗体夹心放大酶联免疫吸附法(BAELISA)测定血浆胰岛素(FPI)水平。
4基因分型检测:采用盐析法从外周血白细胞中提取基因组DNA。通过文献查阅和专家研讨,筛选并确定11个基因的多态性位点:FTO rs9939609、MC4R rs17782313、GNPDA2 rs10938397、FAIM2 rs7138803、BDNF rs6265、NPC1 rs1805081、PCSK1 rs6235、KCTD15 rs29941、BAT2 rs2844479、SEC16B rs10913469和SH2B1 rs4788102,使用ABI PrismsTM7900实时荧光定量PCR仪进行分型检测。
5评价标准:(1)肥胖:采用中国肥胖问题工作组推荐的中国学龄儿童青少年超重、肥胖筛查BMI值分类标准[11](用于7~18岁)和2000年美国CDC发布的BMI生长曲线的第85和第95百分位值(P85、P90)标准[12](用于6岁儿童)判定超重和肥胖。(2)高血压:采用中国儿童青少年血压参照标准,SBP和(或)DBP≥同年龄、同性别的P95或正在服降压药者为高血压;SBP和DBP<同年龄、同性别的P95且没有服用降压药者为非高血压[13]。(3)高血糖:根据美国糖尿病联盟推荐的糖尿病诊断和分类标准[14],FPG≥560 mmol/L诊断为高血糖(包括糖尿病)。(4)血脂异常:依据《儿童青少年血脂异常防治专家共识》[15]推荐的标准,以下4项指标任意1项异常即视为血脂异常,即: TG≥170 mmol/L; TC≥518 mmol/L;HDLC≤104 mmol/L;LDLC≥337 mmol/L。(5)胰岛素抵抗(IR):采用稳态模式评估法(homeostasis model assessment,HOMA)计算IR简易估测指数(HOMAIR),即HOMAIR=[FPG(mmol/L)×FPI(mU/L)]/225,HOMAIR数值越大表示个体IR程度越高。HOMAIR≥297 mU/L(调查对象的P75)定义为IR。
6统计学分析:采用EpiData 30软件双录入,SPSS 130软件进行统计学分析。正态分布资料用±s表示。计量资料组间比较采用方差分析,分类资料组间比较采用χ2检验。基因型和等位基因分布的HardyWeinberg(HW)平衡采用χ2检验。以加性遗传模型(additive genetic model)分析每个SNP与肥胖及代谢异常的关联。为研究多个SNP的组合效应,加权计算个体的遗传危险得分(genetic risk score,GRS)[1617],采用多因素模型分析GRS对肥胖及代谢异常的影响。采用错误发现率(false discovery rate, FDR)方法进行多重检验校正。对生活行为因素采用主成分方法进行探索性因子分析,提取出公因子,并以因子得分的中位数为界点分为二分类变量,然后采用多因素logistic回归分析生活行为因素与各SNP的交互作用对儿童肥胖的影响。设ORAB为A、B两因素的比值比,ORA为A因素的比值比,ORB为B因素的比值比,交互作用归因百分比(AP%)=(ORAB-ORA-ORB+1)/ORAB,表示在A、B两因素联合效应中,归因于交互作用所占的比重。性别、年龄和青春发育期作为协变量进行控制,以P<005为差异有统计学意义。
结      果
1基本情况:在3 503名调查对象中,肥胖组男性比例偏高,年龄和青春发育水平偏低,出生体重偏高,肥胖家族史比率也高于对照组。除TC水平差异无统计学意义外,肥胖组BMI、FMP、WC、WHtR和代谢指标(SBP、DBP、TG、LDLC、FPG、FPI和HOMAIR)水平均高于对照组,HDLC水平低于对照组(P值均<001),详见表1。肥胖组和对照组中11个SNP的基因型和等位基因分布均符合HW平衡(χ2=0003~3431,P=0064~0960)。
2SNP与儿童肥胖评价指标的关联:控制性别、年龄和青春发育期后,FTO rs9939609A、MC4R rs17782313C、GNPDA2 rs10938397G、FAIM2 rs7138803A和BDNF rs6265G等位基因增加BMI和FMP的水平(P<005);除BDNF rs6265外,其余4个SNP还可增加腹型肥胖的评价指标(WC和WHtR)的水平(P<001)。对这些阳性位点加权计算GRS,分析多个位点的综合效应,结果显示:GRS每增加1个单位,BMI、FMP、WC和WHtR平均升高1个单位。校正多重检验后,除BDNF rs6265与FMP的关联消失外,其余关联仍有统计学意义。详见表2。
3SNP与儿童肥胖风险的关联:由表3可见,控制性别、年龄和青春发育期后,以正常体重组为参表1两组调查对象的基本情况比较
指标对照组(2 274名)正常体重组
(1 619名)超重组
(655名)肥胖组
(1 229名)统计
检验值P值男性(%)412(667)501(328)640(786)14495e<001年龄(岁)125±32133±30118±295430f<001青春期(%)a23022e<001Ⅰ281(448)198(126)364(425)Ⅱ149(238)101(64)160(186)Ⅲ142(227)135(86)133(154)Ⅳ307(490)237(151)149(174)Ⅴ120(191)329(209)194(226)出生体重(g)3 3043±51343 3483±55453 4234±51621606f<001肥胖家族史(%)b181(275)235(146)331(389)8050e<001BMI(kg/m2)c178±01226±01266±015 32453f<001FMP(%)c176±01270±02320±022 19250f<001WC(cm)c624±02737±03834±023 29190f<001WHtRc042±001049±001055±0013 38234f<001SBP(mmHg)c1014±031087±051143±0436931f<001DBP(mmHg)c641±02680±04721±0322107f<001FPG(mmol/L)c504±002514±003515±002946f<001FPI(mU/L)d540±102853±1031244±10249368f<001HOMAIRd120±102193±103283±10246943f<001TG(mmol/L)d079±101093±102111±10116579f<001TC(mmol/L)c410±002407±003412±003069f0503HDLC(mmol/L)c154±001137±001126±00125603f<001LDLC(mmol/L)c248±002255±003266±0021670f<001注:a采用男童睾丸容积、女童乳房发育水平的Tanner 5分期法评价青春期,正常体重、超重和肥胖组分别缺失25、19和64名;b父母中至少有1名肥胖,正常体重、超重和肥胖组分别缺失102、35和53名;c调整性别、年龄、青春期、出生体重和肥胖家族史后的协方差分析,用校正的均值±标准误表示;d呈偏态分布,用几何均数±几何标准误表示;e为χ2值,f为F值;FMP:体脂百分比;WC:腰围;WHtR:腰围身高比;SBP:收缩压;DBP:舒张压;FPG:空腹血浆葡萄糖;FPI:空腹血浆胰岛素;HOMAIR:稳态模型胰岛素抵抗指数

表211个SNP位点与肥胖评价指标的关联
SNP位点染色体基因
名称等位基
因1/等
位基因2等位基因1
的频率CEUCHBBMIβ值95%CI值P值FMPβ值95%CI值P值rs993960916FTOA/T0460012207470431~1062<001a11130524~1702<001a rs1778231318MC4RC/T0265014405920343~0840<001a09280461~1394<001ars109383974GNPDA2G/A0446025004030180~0627<001a07250308~1142<001ars713880312FAIM2A/G0345031403520123~0581<001a05680140~0996<001ars626511BDNFG/A0825036702510039~04630020a04160019~08130040 rs180508118NPC1A/G052707560146-0100~039102460196-0264~06570403 rs62355PCSK1C/G02670378-0145-0368~00780202-0048-0465~03690823rs2994119KCTD15C/T067702210243-0001~048700510312-0143~07680178 rs28444796BAT2T/G066806160056-0154~026606020157-0237~05500435 rs109134691SEC16BC/T025402260174-0072~042001660290-0169~07490216 rs478810216SH2B1A/G038101510190-0093~047201880451-0075~09780093遗传危险得分09690737~1200<001a09630692~1234<001a注:控制了性别、年龄和青春发育期因素的影响;a经错误发现率(FDR)方法(以005为标准)多重检验校正后仍有意义。CEU:在HapMap数据库中指祖先为北欧和西欧的美国犹他州居民;CHB:在HapMap数据库中指中国北京汉族人群;FMP:体脂百分比;WC:腰围;WHtR:腰围身高比

照,FTO rs9939609A、MC4R rs17782313C、GNPDA2 rs10938397G、FAIM2 rs7138803A和BDNF rs6265G等位基因增加儿童肥胖风险(P<005)。GRS每增加1个单位,儿童肥胖风险增加9448倍(95%CI:5214~17120)。按性别分层后,FTO rs9939609A、MC4R rs17782313C和GNPDA2续表211个SNP位点与肥胖评价指标的关联
SNP位点WCβ值95%CI值P值WHtRβ值95%CI值P值rs993960916490853~2446<001a00100006~0015<001ars1778231315330905~2160<001a00090005~0013<001ars1093839709890426~1553<001a00060003~0010<001ars713880308850308~1461<001a00050002~0009<001ars62650447-0088~098201010003-0001~00060105 rs18050810281-0340~090103750002-0002~00060259 rs6235-0135-0699~04280637-0002-0005~00020295 rs299410563-0053~117800730003-0001~00070092 rs28444790128-0404~065906380001-0002~00050369 rs109134690402-0219~102302040002-0002~00060346 rs47881020422-0291~113502460003-0002~00070251 遗传危险得分09540705~1203<001a 10030749~1257<001a注:控制了性别、年龄和青春发育期因素的影响;a经错误发现率(FDR)方法(以005为标准)多重检验校正后仍有意义。CEU:在HapMap数据库中指祖先为北欧和西欧的美国犹他州居民;CHB:在HapMap数据库中指中国北京汉族人群;FMP:体脂百分比;WC:腰围;WHtR:腰围身高比

rs10938397G等位基因均可增加男、女儿童肥胖风险,FAIM2 rs7138803A和KCTD15 rs29941C等位基因仅增加男童肥胖风险,BDNF rs6265G和SEC16B rs10913469C仅增加女童肥胖风险(P<005)。校正多重检验后,KCTD15 rs29941与男童肥胖的关联,及BDNF rs6265和SEC16B rs10913469与女童肥胖的关联均消失。
4SNP与儿童肥胖相关代谢异常的关联:进一步分析各SNP对高血压、血脂异常、高血糖和IR等代谢异常的影响(表4),结果显示:控制性别、年龄和青春发育期,FTO rs9939609A、MC4R rs17782313C、GNPDA2 rs10938397G等位基因增加儿童高血压的风险(P<005),GNPDA2 rs10938397G和KCTD15 rs29941C等位基因增加儿童IR的风险(P<005);分别计算GRS后,分析GRS与儿童高血压和IR的关联OR值分别为10729(95%CI:3540~32518)和10495(95%CI:3043~36188)。校正多重检验后,仅GRS与儿童高血压和IR的关联,及GNPDA2 rs10938397G与儿童IR的关联仍有统计学意义。控制BMI后,上述关联均消失(P>005)。
5SNP与生活行为因素对儿童肥胖的联合作用:对膳食习惯(包括豆制品、海产品、奶制品、蔬菜、水果)、吸烟、饮酒、看电视、使用计算机和游戏机、业余体育活动等10个生活行为因素进行因子分析,采用主成分法提取5个公因子,分别为蛋白类食物、烟酒、果蔬、静态行为和业余体育活动[18]。每个公因子以因子得分的中位数为界点分为二分类变量,以各SNP的等位基因为二分类变量,分别生成哑变量,并以性别、年龄和青春期为协变量,进行logistic回归分析生活行为因素与SNP交互作用对儿童肥胖的影响,结果显示:除rs7138803外,其余SNP与业余体育活动均有交互作用,AP%在435%~3363%范围内;rs9939609、rs10913469、rs6265和rs7138803与静态行为的AP%依次为1329%、760%、565%和300%;rs9939609、rs10938397、rs7138803、rs1805081和rs17782313与烟酒行为的AP%依次为3241%、1603%、805%、448%和243%; rs1805081、rs9939609与蛋白类食物的AP%分别为863%和165%;但各SNP与果蔬未见明显交互作用。
讨       论
虽然由于西方白种人的肥胖流行程度最严重,但亚裔人种比欧裔白种人更倾向于腹型肥胖,罹患糖尿病、心血管疾病,或因肥胖死亡的风险相对更高[1920]。肥胖表型的这种人群差异可能源于生活环境和行为习惯各异,也可能源于遗传背景的不同。所以,探讨中国人群自己的肥胖遗传易感基因,对于深入研究肥胖的病因和发生机制,进而遏制或减缓肥胖率的上升趋势具有重要意义。
笔者对GWAS报道的11个与欧裔白种人肥胖相关的基因位点在中国儿童中进行了重复和验证,结果证实4个SNP的危险等位基因(FTO rs9939609A、MC4R rs17782313C、GNPDA2 rs10938397G和FAIM2 rs7138803A)与中国儿童BMI水平和肥胖风险存在关联。由于在儿童青少年阶段BMI与身体脂肪发育的轨迹存在较大差别,表311个SNP位点与儿童肥胖风险的关联
SNP位点染色
体基因
名称等位基
因1/等
位基因2男OR(95%CI)值P值女OR(95%CI)值P值合计OR(95%CI)值P值rs993960916FTOA/T1364(1086~1715)<001a1405(1088~1814)<001a 1386(1171~1642)<001a rs1778231318MC4RC/T1344(1119~1615)<001a1462(1197~1787)<001a 1367(1196~1563)<001ars109383974GNPDA2G/A1225(1046~1436)0012a1276(1058~1539)0011a1242(1102~1400)<001ars713880312FAIM2A/G1234(1043~1460)0014a1050(0872~1264)06061154(1021~1305)0022rs626511BDNFG/A1151(0986~1344)00741191(1001~1417)00481156(1031~1296)0013a rs180508118NPC1A/G1116(0935~1333)02221071(0872~1316)05131084(0949~1238)0233rs62355PCSK1C/G0876(0746~1027)01030991(0824~1191)09200933(0828~1051)0255rs2994119KCTD15C/T1194(1001~1424)00490964(0791~1175)07161082(0951~1231)0232rs28444796BAT2T/G0968(0833~1125)06741115(0940~1324)02121036(0926~1158)0537rs109134691SEC16BC/T1019(0857~1212)08271263(1030~1549)00251115(0977~1271)0105rs478810216SH2B1A/G1056(0867~1287)05881222(0971~1538)00871134(0977~1316)0099遗传危险得分8357(3832~18225)<001a 11205(5057~24826)<001a  9448(5214~17120)<001a注:SNP:单核苷酸多态性;以正常体重组为参照,控制了性别、年龄和青春发育期因素的影响;a经错误发现率(FDR)方法(以005为标准)多重检验校正后仍有意义

表411个SNP位点与儿童肥胖相关代谢异常的关联
SNP位点高血压OR(95%CI)值P值血脂异常OR(95%CI)值P值高血糖OR(95%CI)值P值胰岛素抵抗OR(95%CI)值P值rs99396091248
(1040~1497)00171033
(0880~1213)06901068
(0856~1332)05591146
(0970~1355)0109 rs177823131194
(1030~1383)00191050
(0925~1193)04491146
(0963~1363)01251064
(0930~1217)0367rs109383971182
(1035~1350)0014a0950
(0847~1065)03791092
(0933~1278)02711205
(1069~1359)<001a  rs71388030943
(0819~1086)04141045
(0930~1174)04621033
(0878~1216)06931086
(0960~1229)0192 rs62650923
(0811~1050)02241063
(0953~1185)02721097
(0942~1278)02331048
(0934~1177)0426 rs18050811026
(0882~1194)07361005
(0886~1141)09331010
(0846~1205)09141007
(0880~1151)0922 rs62350984
(0859~1127)08141010
(0901~1132)08610896
(0762~1054)01860951
(0842~1074)0419 rs299410884
(0760~1029)01131095
(0968~1239)01510986
(0827~1176)08751151
(1010~1313)0036 rs28444791028
(0905~1169)06700938
(0842~1045)02441086
(0934~1262)02831018
(0908~1141)0759 rs109134691044
(0901~1210)05631063
(0938~1204)03391019
(0856~1214)08291038
(0909~1186)0578 rs47881020999
(0842~1185)09901064
(0922~1227)03981182
(0974~1435)00911018
(0874~1187)0815 遗传危险得分10729
(3540~32518)<001a ----10495
(3043~36188)<001a注:SNP:单核苷酸多态性;控制了性别、年龄和青春发育期因素的影响;a经错误发现率(FDR)方法(以005为标准)多重检验校正后仍有统计学意义

BMI不能很好地反映体脂含量,也不能反映体脂分布情况,只能评价一般性肥胖,所以笔者又对这些基因位点与其他肥胖评价指标之间的关联进行验证,结果表明这4个SNP与FMP同样存在关联,还与反映身体脂肪中心型分布的WC和WHtR存在关联。另外,笔者还发现,BDNF rs6265G等位基因可增加儿童BMI水平和肥胖风险。而在1 688名10~12岁上海儿童中对8个基因位点(NEGR1、TMEM18、 GNPDA2、MTCH2、SH2B1、FTO、MC4R和KCTD15)进行的重复性研究结果则显示,仅2个基因位点(FTO rs9939609和TMEM18 rs6548238)与儿童肥胖指标(体重、BMI、WHtR和FMP)存在关联[21]。不同人群研究结果的差异提示,肥胖的遗传易感基因还需要在不同人群中进行不同层次的多方位验证。
目前发现的与人类肥胖相关的基因大多通过调控中枢神经系统和能量代谢来调节体重。体脂量和肥胖相关(FTO)基因主要在下丘脑的神经元表达,可影响摄食中枢功能,参与能量平衡过程。对2 726名年龄为4~10岁的苏格兰地区儿童进行研究发现,FTO基因主要参与控制食物选择和摄入,即该基因能导致人类食欲旺盛或者更偏爱于高能量食物[22],从而引起肥胖。此外,FTO基因还可能通过参与脂肪细胞的分化及脂质代谢[23],调节β细胞功能[24],参与氧化应激[25]等途径导致肥胖。人黑素皮质素受体4(MC4R)基因也主要在下丘脑神经细胞中表达,是瘦素介导的食欲调节途径中最末端的基因,由阿黑皮素原(POMC)衍生的α黑素细胞刺激素(αMSH)在下丘脑与其受体 MC4R 结合,产生包括调节食欲在内的生理效应。MC4R基因编码的黑素皮质素受体4是下丘脑腹内侧核分泌的一类肽类物质。MC4R蛋白具有介导瘦素的功能,能够调节能量平衡,在控制食欲和控制体重中起重要的作用。葡萄糖胺6磷酸盐脱氨酶2(GNPDA2)基因也在大脑和下丘脑高度表达,主要参与氨基糖和核苷酸糖代谢。脂肪酸合成酶凋亡抑制分子2(FAIM2)主要参与 Fas/CD95信号通路而发挥作用。
笔者进一步分析这些基因位点与高血压、血脂异常、高血糖和IR等肥胖相关代谢异常的关联,结果提示,FTO rs9939609、MC4R rs17782313和GNPDA2 rs10938397与儿童高血压可能关联,GNPDA2 rs10938397和KCTD15 rs29941与儿童IR可能关联,但在控制BMI后关联消失。提示这些基因位点通过影响儿童BMI或肥胖,进而导致了高血压、IR等代谢异常,进一步验证了它们与肥胖之间的关联。由于肥胖导致代谢异常需要时间的累积作用,而本研究对象是学龄儿童,发生代谢异常人数较少,所以本研究没有观察到大部分SNP与不同代谢异常之间的关联。这与国内外的研究结果基本一致[2627]。
造成不同研究结果差异的原因可能为:样本来源、人群的异质性、基因基因互作及基因环境互作。笔者在分析单个基因位点与儿童肥胖相关性状关联的基础上,还通过对阳性位点效应值的加权计算,分析了GRS对肥胖相关性状的影响,结果表明多个基因位点与儿童肥胖及其相关性状存在联合作用。同时,笔者还分析了各基因位点与生活行为因素对儿童肥胖的联合作用,结果显示:绝大多数SNP与业余体育活动存在交互作用;FTO rs9939609与吸烟饮酒、运动(业余体育活动和静态行为)及膳食习惯(蛋白类饮食和果蔬)等生活行为因素均有一定程度的交互作用。说明体育活动不足可以增加儿童肥胖的遗传易感性,对于携带有肥胖危险等位基因的个体,增加体育活动的意义在于,可以减弱或延缓遗传基因的外显率。这些结果提示我们,即使对于具有肥胖基因的个体,健康的生活方式对肥胖的预防仍具有重要意义。

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