氟病區(qū)人群健康效應(yīng)與鈣代謝相關(guān)基因關(guān)系的研究.pdf

1、地方性氟中毒以牙齒、骨骼為主要受累器官。氟是一種已知的可影響骨形成的非激素因子，高氟對生長發(fā)育和骨代謝的影響已經(jīng)得到人們的公認(rèn)。氟化物對骨骼作用強弱的差異破壞了骨形成和骨吸收間的平衡，使骨的新陳代謝呈現(xiàn)出病理狀態(tài)，從而使骨密度改變錯綜復(fù)雜。 河南省是我國飲水型地氟病流行的嚴(yán)重省份之一。盡管地方性氟中毒的病因己十分明確，但在同樣的生活環(huán)境、同樣接觸水平的人群中，不同個體患病與否及其患病的程度截然不同，提示個體對氟敏感性或耐受性存在

2、差異。能否通過對氟暴露易感基因的篩選闡明高氟影響人群骨代謝的遺傳先天性與環(huán)境后天性的關(guān)系，值得探討。 氟對骨骼系統(tǒng)的作用，主要是通過對鈣調(diào)節(jié)激素的作用實現(xiàn)的。骨鈣素(Osteocalcin，OC)是成骨細(xì)胞分化成熟的標(biāo)志，同時也是骨礦化過程的決定因子。動物實驗顯示，骨鈣素基因缺陷小鼠骨量增多、骨質(zhì)改善，說明該基因是骨形成的負(fù)調(diào)控因子。 骨組織間質(zhì)的重要成分之一是膠原。過量的氟進入骨組織，使骨膠原成熟過程減慢，合成障礙。由

3、于膠原含量減少，纖維密度降低、變短，形成異常形態(tài)結(jié)構(gòu)的骨膠原。Ⅰ型膠原α<,2>鏈(Collagen typeⅠalpha2，COL1A2)基因?qū)C體骨質(zhì)結(jié)構(gòu)塑建和骨機械強度均有影響。有動物試驗表明，攜帶COL1A2(omi)非致命隱性遺傳突變的大鼠，可導(dǎo)致一系列從輕微到致死性的成骨不全表型。 鑒于骨鈣素和Ⅰ型膠原對骨代謝的影響，結(jié)合高氟暴露致氟斑牙、骨組織異常改變的病理生理機制及相關(guān)的文獻資料，本研究通過分析對氟中毒人群和健康

4、人群進行基因型分析，探討OC基因和COL1A2基因多態(tài)性與飲水型氟病區(qū)人群氟中毒遺傳易感性的關(guān)系。 方法： 1.調(diào)查點的選擇：選擇平均水氟濃度為3.1mg/l的河南省開封縣某村為高氟區(qū)。選擇經(jīng)濟水平、自然條件、農(nóng)作物種類、生活習(xí)慣、人口構(gòu)成與調(diào)查點基本相同，水氟濃度小于1.0mg/L的地區(qū)作為對照區(qū)。兩區(qū)均無工業(yè)氟污染和接氟工種暴露。 2.調(diào)查對象的確定：分別選擇高氟區(qū)及對照區(qū)在當(dāng)?shù)鼐幼?年以上的中國漢族居民進行

5、健康體檢，排除肝、腎功能異常、遺產(chǎn)病患者、骨代謝病或髖骨骨折、接受鈣劑、氟化物及激素替代治療者。240名8～12歲兒童和183名18～55歲成人入選。 3.人體負(fù)荷及健康效應(yīng)指標(biāo)調(diào)查：應(yīng)用放免法測定其血清中骨鈣素(OC)和降鈣素(CT)的水平。Dean氏法檢查兒童氟斑牙患病情況，骨骼X線檢查成人骨組織異常改變。 4.基因型分析：PCR擴增目的片段，分別對COL1A2 PvuⅡ，Rsa Ⅰ和OC HindⅢ多態(tài)性進行RFL

6、P基因分型分析。 5.對COL1A2.PvuⅡ不同基因型PCR產(chǎn)物克隆測序，用DNAMAN分析測序結(jié)果，尋找單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，SNP)位點。 6.數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析：應(yīng)用SPSS 12.0軟件包進行統(tǒng)計學(xué)分析。主要方法包括：列聯(lián)表資料的X<'2>檢驗、多因素非條件Logistic回歸、數(shù)值變量的協(xié)方差分析、兩獨立樣本t檢驗或方差分析、Pearson相關(guān)分析等。以α=0

7、.05為檢驗水準(zhǔn)。 結(jié)果： 1.地方性氟中毒的環(huán)境流行病學(xué)調(diào)查顯示：共發(fā)現(xiàn)75名氟斑牙兒童，均來自高氟區(qū)。高氟地區(qū)8～12歲兒童氟斑牙患病率為52.08％，明顯高于對照區(qū)。高氟區(qū)成人骨組織異常陽性率高于對照區(qū)(88.00％vs.46.15％)。高氟區(qū)氟斑牙患者血清OC和CT均高于對照區(qū)非患者(P<0.05)，但與高氟區(qū)非患者無顯著性差異。 2.COL1A2、OC基因多態(tài)性與氟斑牙易感性氟斑牙患者與非患者COL1A

8、2PvuⅡ、RsaⅠ基因型頻率分布無顯著性差異。在調(diào)整年齡、尿氟濃度等因素后，與攜帶Pp和PP基因型攜帶PP基因型的兒童患氟斑牙的危險性增加151％(校正OR=2.51)。僅分析高氟區(qū)144名兒童氟斑牙易感性與該多態(tài)性的關(guān)系時，攜帶突變純合型PP的兒童患氟斑牙的危險性是pp基因型的4.7倍，且在隱性模型中，與PP型/Pp型比較，攜帶PP基因型的兒童也顯著增加患氟斑牙的危險(OR=5.99,P<0.05)。OC HindⅢ基因多態(tài)性與兒童

9、氟斑牙無相關(guān)關(guān)系。尚未發(fā)現(xiàn)COL1A2.PvuⅡ、OC HindⅢ基因多態(tài)性與成人骨組織異常有關(guān)聯(lián)。 3.成人COL1A2、OC基因多態(tài)性分布高氟區(qū)與對照區(qū)成人COL1A2PvuⅡ、OC.HindⅢ基因型頻率分布無顯著性差異(P>0.05)。人群骨組織異常改變與上述基因型頻率分布無關(guān)聯(lián)(P>0.05)。 4.COL1A2 C19994A突變鑒定測序結(jié)果發(fā)現(xiàn)SNP位點C19994A突變，但未檢測到文獻報道的G19713C突變；測序

10、結(jié)果與GenBank中COL1A2 cDNA進行同源分析顯示，突變型和野生型COL1A2序列19996堿基處均存在T→C改變。 小結(jié)： 1.高氟暴露人群已出現(xiàn)氟中毒骨相損害，作為反映機體氟效應(yīng)的指標(biāo)，血清OC、CT和AKP較氟斑牙、骨組織異常更為敏感，這為進一步探討敏感性生物標(biāo)志物提供了方向。 2.開封縣某高氟村氟斑牙兒童COL1A2 PP基因型的頻率明顯高于本地區(qū)正常對照人群，兩者比較有顯著性差異。結(jié)果提示，C

11、OL1A2 PP基因型可能是兒童氟斑牙易感基因型。 3.開封縣某高氟村氟斑牙兒童COL1A2 RsaⅠ基因、OC HindⅢ各基因型分布與本地區(qū)正常對照人群比較，兩者無顯著性差異。結(jié)果提示，COL1A2Rsa Ⅰ基因、OC HindⅢ基因多態(tài)性與兒童氟斑牙無相關(guān)性。 4.通過對COL1A2 Pvu Ⅱ基因PCR產(chǎn)物克隆測序結(jié)果分析，在該基因19713堿基處(24內(nèi)含子)并未檢測到文獻報道的G→C突變，但發(fā)現(xiàn)了C19994