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编号:10238623
骨质疏松症与遗传
http://www.100md.com 《中国骨质疏松杂志》 2000年第1期
     作者:陈金标 秦林林

    单位:陈金标(中日友好医院临床医学研究所同位素室,100029); 秦林林(中日友好医院临床医学研究所同位素室,100029)

    关键词:

    中国骨质疏松杂志000124 骨密度(bone mineral density,BMD)是决定骨强度的主要因素之一,能够预测骨折发生率,用于诊断骨质疏松,它受营养、锻炼、遗传、激素水平及其他因素的影响,其中遗传因素是BMD的主要影响因素。家系调查[1]发现大约46~62%的BMD是由遗传因素决定的。澳大利亚Pocock等[2]报道,在单卵双生子间BMD的相关系数为0.71~0.92,而双卵双生子间BMD的相关系数为0.33~0.50。双生子研究结果显示[2-4],峰值骨量(PBM)的60%~80%是由遗传因素所决定的。虽然还不能完全排除环境因素对这些研究的影响,如双生子间,家庭成员间,常有相似的生活习惯,处于类似的环境中,可能过高估计了遗传因素的影响,但毫无疑问,BMD明显受遗传因素的影响,且几乎可以肯定是由多个基因所控制。而这些基因的确认,则是骨骼生物学上的重要课题。以下就此方面的研究情况作一简要综述。
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    1 维生素D受体(Vitamin D receptor,VDR)基因

    1992年,Morrison等[5]首次报道VDR基因限制性片段长度多态性(restrict fragment length polymorphism,RFLP)与血清骨钙素水平相关;1994年,他们进一步研究报道,作用于澳大利亚妇女BMD的遗传效应中,大约75%可以由VDR基因多态性来解释,VDR基因的b等位基因对应于较高的BMD[6]。随后,世界各地迅速报道了各自人群的VDR基因多态性与BMD的关系。并且引发了人们对BMD的遗传因素的研究兴趣。

    1.1 VDR基因多态性与BMD的关系

    美国Salamone等[7]的研究表明VDR基因多态性与绝经前妇女的BMD相关,Fleet等[8]对绝经前的83例白人和72例黑人妇女的研究结果表明,VDR基因多态性与PBM关联;黑人BMD显著高于白人,但基因多态性的分布频率并无不同。芬兰Viitanen等[9]也报道VDR基因多态性可以预测PBM。日本Tokita等[10]对414例女性和74例男性的研究结果表明,日本人VDR基因多态性的分布与高加索人的显著不同,但仍与BMD相关联,Bb基因型的BMD较bb型的低5.3%。中国大陆赵氏等[11]首先报道了来自北京的202名汉族妇女的情况,认为VDR基因多态性与BMD有一定的关联。Krall等[12]报道,在229例绝经后的美国妇女中,BB基因型的股骨颈BMD值最低。
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    但是,美国Hustmyer等[4]对双生子的研究,Alahari等[13]对绝经前妇女的研究,法国Garnero等[14,15]对189例绝经前和268例绝经后妇女的研究结果,均未发现VDR基因多态性与BMD有关。

    Lim等[16]对朝鲜人,Tsai等[17]和闫氏[18]对中国台湾和沈阳市人群进行了研究,结果发现3组人群VDR基因多态性的分布与高加索人的显著不同,不同基因型之间的BMD值差异不显著。

    1.2 VDR基因多态性与骨量丢失的关系

    Krall等[12],对229例绝经后的美国妇女进行2年的跟踪研究,显示BB基因型的骨量丢失率最大。但法国Garnero等[14]对绝经后妇女的研究,未发现VDR基因多态性与骨量丢失率有关。
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    1.3 VDR基因多态性与骨代谢指标的关系

    Tokita等[10]对414例女性和74例男性日本人的研究显示,Bb基因型的骨钙素和骨碱性磷酸酶水平较bb基因型高20%~32%,1,25(OH)2D水平高,血钙水平低,BMD值则是Bb型低于bb型。

    法国Garnero等[14,15]的研究,未显示血清钙,磷,全片段甲状旁腺激素,25(OH)D,骨钙素,骨碱性磷酸酶,Ⅰ型前胶原羧基端前肽,尿胶原吡啶交联N末端肽,脱氧吡啶酚,胶原吡啶交联C末端肽与VDR基因多态性相关。Tsai等[17]对中国台北155例男性和113例女性的研究,也未发现VDR基因多态性与骨代谢指标有任何关联。

    1.4 VDR基因多态性和药物治疗的反应

    Krall等[12]对229例绝经后美国妇女的研究显示,补钙能显著减少骨量丢失,BB基因型较bb型的反应更加明显。日本Matsuyama[19]等均报道,不同VDR基因型对1α(OH)D2治疗的反应不同,bb型最为敏感,而Bb型或BB型的反应很小或无反应。bb型是日本人中最为普遍的基因型,而日本人群对1α(OH)D2具有良好反应,这是一个非常有趣的现象。
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    Torres等[20]对34例肾移植患者进行跟踪调查发现,3个月后,腰椎BMD下降,与VDR基因多态性无关;但从此到移值后12个月时,腰椎BMD部分恢复,且bb基因型显著高于Bb型或BB型。

    这些研究结果提示,VDR基因多态性与钙、Vitamin D、BMD之间可能存在某种因果联系,具体的生理作用机制有待进一步研究。

    上述几个方面的结论尚未一致。分析其原因,可能有以下几个方面:

    1)基因多态性的分布不同

    Tokita等[10]、Lim等[16]、Tsai等[17]对日本人、朝鲜人、中国人的研究表明,他们的基因频率(B/b)分别为:12/88、8/92、4/96;Tokita等[10]、Salamone等[7]、Garnero等[14,15]及Uitterlinden等[21]报道的澳大利亚人、美国人、法国人、和荷兰人的结果为:41/59、40/60、45/55、41/59,与亚洲人的显著不同,提示VDR基因多态性可能不是亚洲人,尤其是中国人BMD的主要遗传基因。
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    2)环境因素

    除了遗传因素外,BMD尚受许多环境因素的影响,如雌激素水平,锻炼,钙摄入量,抽烟等。而许多遗传相关性研究,并没有对此作了充分的考虑。

    3)对象的选择

    在抽取研究对象时,去除有影响骨代谢的疾病史或药物史者,可能会影响遗传效应的正确估计[22]。另如,在Drall等[12]的报道中,排除有非创伤性骨折史或胸腰椎有压缩性骨折的对象,就可能过低估计了遗传效应。

    4)样本量

    当样本量太小时,会使较强的相关性不能达到显著性水平,Nguyen等[23]认为样本量至少应达到200~250例。结合基因分布频率的不同,在不同的国家,作VDR基因多态性分析时,所需样本量应该是不一样的。
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    5)其他基因的影响

    BMD受多个基因的调控,在不同的人群,可能会有不同的基因调节修饰VDR基因的表达效果[22]

    Ultterlinden等[21]推测,VDR基因邻近可能连锁存在其他影响骨代谢的基因。至于何种基因则有待进一研究。

    6)基因的表达

    基因经过复制、转录、翻译等过程,表达为相应的蛋白质,及至调节BMD,过程复杂,受许多因素的影响。

    总之,从近两年的研究结果来看,VDR基因多态性可能不是BMD的主要遗传因素,但不可否认,它与BMD相关,尤其是与PBM相关。骨量丢失率、骨代谢生化指标受环境因素的影响较大,与VDR基因多态性的关系较小。在不同的人群中,VDR基因多态性的分布不同,可能起不同程度的作用。
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    2 雌激素受体(estrogen receptor,ER)基因

    雌激素缺乏是绝经后骨质疏松的重要致病原因,从而,ER基因也被认为是影响BMD和骨质疏松发生的候选基因之一;对于ER基因多态性与BMD的关系,也有不少的研究报道。

    日本Kobayashi等[24]研究小组对238例绝经后妇女ER基因RFLP与腰椎、全身BMD的关系的研究,发现各基因型BMD值大小呈:PPXx>xx,但差异无显著性。英国Keen等[25]对129例绝经前和104例绝经后妇女的研究显示,ER基因RFLP与BMD、骨量丢失均无相关性。中国黄氏等[26]报道,237例绝经后妇女ER基因RFLP与BMD相关,但修正混杂因素后,差异并不显著。

    日本人[24]、中国汉族人[26]、英国人[25]的ER基因分布频率(P/p)分别为:45/55、42/58、51/49,它们之间的差异不显著。
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    目前看来,ERG-RFLP与BMD的关系极不肯定,仍有待于更深入广泛的研究。

    3 其他基因

    除了上述论及的基因,其他编码生长因子,细胞因子,钙调激素和骨基质蛋白等基因均是影响BMD的候选基因,例如PTH基因,降钙素基因,白介素6基因,白介素1β基因及VDR基因翻译起始位点多态性等均已有研究报道,近来较多报道Ⅰ型胶原α1链基因Spl结合位点多态性同BMD和骨质疏松症有关[27-29],不过韩国Han氏等[30]报道该位点在朝鲜人中未见RFLP位点。它们均尚需在样本量更大的,不同种族、区域的人群中予以进一步研证实。

    骨质疏松症作为一个多基因病,在人群中存在大量的遗传异质性及表现模拟(phenotyping),它可能是处于若干较小作用力的基因控制之下,而不是处于有较大作用力的少数基因的控制,且不同种族间,控制基因不同。正如前所述,影响BMD和骨质疏松发生的候选基因的确认工作,取得了一定的进展,也越来越引起人们的广泛关注,但尚无肯定结论。目前人们正运用多种方法来研究骨质疏松的遗传学病因,并试图阐明遗传基因的病理生理作用机制。
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    参考文献

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