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编号:10269541
肥胖儿童载脂蛋白E基因多态性的研究
http://www.100md.com 《中华儿科杂志》 1999年第8期
     作者:向伟 赵水平 张宝林 熊正东 彭道泉 游学科 周宏年

    单位:向伟:第一作者现在570311 海口,海南省人民医院儿科;向伟、赵水平、熊正东、彭道泉、游学科、周宏年:410011 长沙,湖南医科大学第二附属医院;张宝林:湖南医科大学附属湘雅医院

    关键词:胆固醇;载脂蛋白E类;等位基因;肥胖症;儿童

    中华儿科杂志990809 摘要 目的 探讨单纯性肥胖儿童载脂蛋白E(ApoE)基因多态性的分布及其对血脂、脂蛋白、载脂蛋白的影响。方法 采用改良的聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性方法分析肥胖及健康儿童ApoE基因型。结果 肥胖儿童Apo ε4等位基因频率(0.122 9)较健康儿童(0.061 8)增高(P<0.05)。ApoE基因多态性影响健康儿童的血脂水平。在单纯性肥胖儿童,ε2、ε3、ε4等位基因携带者的血甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、ApoE浓度有差异(P<0.05);与ε3等位基因携带者比较,ε4具有较高的血TG、TC、LDL-C水平和较低的ApoE水平;ε2等位基因携带者的血TC、LDL-C水平较低(P<0.05)。ε2、ε3、ε4等位基因与血TC、LDL-C浓度呈等级正相关,与血ApoE水平呈等级负相关(P<0.05);且发现与健康儿童比较,肥胖小儿ApoE等位基因对血LDL-C、ApoE 浓度影响更明显(P<0.05)。结论 单纯性肥胖儿童有ApoE基因多态性的变化,且明显影响小儿血浆脂类代谢。
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    Apolipoprotein E polymorphism and plasma lipid,lipoprotein,apolipoprotein levels in children with the simple obesity

    XIANG Wei

    The Second Affiliated Hospital of Hunan Medical University

    ZHAO Shuiping,ZHANG Baolin,et al.

    Changsha 410011

    Abstract Objective To investigate the distribution of apolipoprotein (apo) E polymorphism and association of apoE genotypes with plasma lipids in children with simple obesity. Methods ApoE genotypes were determined by polymerase chain reaction-restricted fragments length polymorphism. Results Compared with control group,the frequency of apo ε4 allele in obesity group was higher. In obesity group,the levels of triglyceride,total cholesterol,low density lipoprotein-cholesterol and apoE had significant differences among carriers of apo ε2,ε3 and ε4 alleles. The children carrying apo ε4 allele had higher levels of triglyceride,total cholesterol,low density lipoprotein-cholesterol,lower levels of apoE than those carrying the other apoE alleles. The children carrying apo ε2 allele had lower levels of total cholesterol,low density lipoprotein-cholesterol. Conclusion Children with the simple obesity had different patterns of apoE polymorphisms as compared with healthy children. ApoE polymorphisms may affect plasma lipids metabolism.
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    Key words Cholesterol Apolipoproteins E Alleles Obesity Child

    单纯性肥胖是20世纪儿童期健康的一个重要问题,它的识别和干预被视为成人期心血管一级预防的主要部分[1]。载脂蛋白(apolipoprotein,Apo)E是一种由遗传决定的具有多态性的蛋白质,由人类第19号染色体一个基因位点上的三个等位基因ε2、ε3、ε4编码。因此人群中具有三种纯合子基因型E2/2、E3/3、E4/4和三种杂合子基因型E2/3、E3/4、E2/4。ApoE广泛存在于脂蛋白的构成、转化和代谢过程中。ApoE基因多态性影响血脂浓度,与冠心病(coronary heart disease,CHD) 密切相关,不同ApoE基因型个体对高脂血症、心肌梗死和脑卒中等疾病的易感性存在明显差异[2]。本研究旨在探讨单纯性肥胖儿童ApoE基因多态性及其意义,为早期预防CHD提供线索。
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    对象与方法

    一、对象及标本来源

    病例来源于我院儿童保健门诊及健康普查,临床上已排除与遗传、内分泌、代谢及中枢神经系统疾病有关的肥胖及肥胖综合征。采用WHO推荐的儿童身高体重值为参照人群值,凡体重超过按身长计算的平均标准体重20%者定为单纯性肥胖儿童,其中超过20%~29%为轻度肥胖,超过30%~49%为中度,超过50%者为重度肥胖。共收集118例,男79例,女39例,年龄6~14岁,其中轻度肥胖50例,中度48例,重度20例。对照组为长沙地区健康普查的儿童,排除了可引起血脂异常的全身性疾病的非肥胖及超重儿童。共291例,其中男152例,女139例,年龄6~14岁。禁食12小时。抽取外周静脉血5 ml,2%EDTA抗凝,按常规方法抽提血细胞中的DNA,贮存于4℃备用。

    二、方法

    1. ApoE基因型检测: 采用聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性方法,参照Hixson 法[3]改良。等位基因频数计算:采用平衡法,即ε4=ApoE4/4+1/2(ApoE3/4+ApoE4/2),ε2=ApoE2/2+1/2(ApoE3/2+ApoE4/2),ε3=ApoE3/3+1/2(ApoE3/4+ApoE3/2)[4]
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    2.血浆脂类:血总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)采用酶法。高密度脂蛋白-胆固醇(high density lipoprotein-cholesterol,HDL-C)采用磷钨酸镁沉淀法测定。低密度脂蛋白-胆固醇(low density lipoprotein-cholesterol,LDL-C)按Friedewaid 公式计算。血ApoE浓度采用ApoE单克隆抗体作酶标抗体,应用ELISA一步法测定(试剂盒由南京聚力生物医学工程研究所提供)。ApoAⅠ和ApoB100采用免疫浊度法(试剂盒由华西医科大学生物化学教研室提供)。脂蛋白(a)[lipoprotein(a),Lp(a)]采用羊抗人Lp(a)血清,应用ELISA双抗夹心法测定(试剂盒由南京军区总医院生化科提供)。

    3.ApoE等位基因对脂质参数平均作用的计算:其公式为: α2=[f22E2/2+1/2(f32E3/2+f42E4/2)/fE2]-U; α3=[f33E3/3+1/2(f32E3/2+f43E4/3)/fE3]-U; α4=[f44E4/4+1/2(f43E4/3+f42E4/2)/fE4]-U
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    E2/2、E3/2、E3/3、E4/3、E4/4、E4/2代表该基因型的脂质平均值,f22、f23、f33、f43、f44、f42 代表该基因型相对百分位数,fE2、fE3、fE4为ε2、ε3、ε4等位基因频率×100,U为各脂质参数的平均值[5]

    4.统计学处理:所有计量资料均采用均数±标准差(±s)或均数±标准误(±)表示。组间比较采用 t检验或方差分析。分类资料用频数表示,组间比较采用χ2检验。对有相关趋势的变量进行相关分析。以P<0.05为有统计意义。
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    结果

    一、肥胖儿童与健康儿童ApoE等位基因频率及其比较

    健康及肥胖儿童ApoE等位基因频率分布不均,以ε3最常见。与健康儿童比较,肥胖儿童ε4等位基因频率增高,差异有显著性(χ2=4.27,P<0.05)。两组ApoE等位基因频率分布见表1。

    表1 健康及肥胖儿童ApoE等位基因频率分布 分组

    总

    例

    数

    ε2

    ε3

    ε4
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    频数

    百分率

    (%)

    频数

    百分率

    (%)

    频数

    百分率

    (%)

    健康组

    291

    25

    8.59

, http://www.100md.com     248

    85.22

    18

    6.19

    肥胖组

    118

    8

    6.78

    95.5

    80.93

    14.5

    12.29*

    *P<0.05 二、ApoE等位基因频率的性别差异
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    在健康组,虽女童ε2、ε4等位基因频率较男童为高,而在肥胖组,男童ε2、ε4等位基因频率较高,行χ2检验,P>0.05。说明长沙地区健康及肥胖儿童的ApoE等位基因频率分布没有明显的性别差异。

    三、不同程度肥胖儿童ApoE等位基因频率分布

    随着肥胖程度的增加,ε4等位基因频率呈上升趋势(百分率分别为轻度10.62、中度11.55、重度15.49),ε2渐下降(百分率分别为轻度7.81、中度7.13、重度4.06)。但行百分趋势的统计意义检验(2×C表线性回归分析),χ2值分别为0.38、0.33,P>0.05。

    四、健康及肥胖儿童ApoE等位基因对血浆脂类水平的影响

    在健康儿童,ε2、ε3、ε4等位基因携带者血脂、脂蛋白、载脂蛋白水平不同,行F检验,三组儿童血TC、LDL-C、HDL-C、ApoB100、ApoAⅠ、ApoE浓度差异有显著性(P<0.01),TG、Lp(a)水平差异无显著性(P>0.05)。健康儿童ε2等位基因携带者具有较低的血TG、TC、LDL-C、ApoB100、Lp(a)水平和较高的HDL-C、ApoA、ApoE水平,与ε3等位基因携带者比较,除外TG、ApoAⅠ、Lp(a),其余指标差异有显著性(P<0.01)。ε4等位基因携带者的血脂、脂蛋白、Apo改变则相反,除外HDL-C、ApoB100和Lp(a),差异均有显著性(P<0.01)。等级相关分析示ε2、ε3、ε4等位基因与血TC、LDL-C、ApoB100浓度呈正相关(等级相关系数分别为0.45、0.34、0.306,P<0.05);与HDL-C、ApoAⅠ、ApoE水平呈负相关(等级相关系数为-0.27、-0.33、-0.30,P<0.05),见表2。
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    表2 长沙地区健康儿童ApoE等位基因对血浆脂类水平的影响(±s) 等位基因

    TG

    (mmol/L)

    TC

    (mmol/L)

    HDL-C (mmol/L)

    LDL-C (mmol/L)

    ApoAI (g/L)

    ApoB100 (mg/L)

    Lp(a) (mg/L)
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    ApoE (mg/L)

    ε2

    0.8±0.4

    2.8±0.6

    2.0±0.4

    0.9±0.5

    151±28

    57±22

    415±81

    39±8

    ε3

    0.8±0.4

, 百拇医药     3.2±0.7

    1.7±0.4

    1.2±0.5

    139±39

    69±24

    474±56

    33±10

    ε4

    1.1±0.5

    4.3±0.6

    1.7±0.5

    1.8±0.7

, http://www.100md.com     111±23

    72±26

    489±94

    28±7

    F值

    2.9

    65.1**

    13.5**

    34.9**

    12.3**

    5.1**

, 百拇医药     0.4

    11.2**

    t值

    ε2-ε3

    0.4

    3.3**

    3.6**

    3.2**

    1.6

    3.0**

    0.7

    3.9**
, 百拇医药
    ε4-ε3

    2.5*

    9.9**

    0.8

    6.8**

    4.0**

    1.6

    0.9

    2.9**

    *P<0.05,**P<0.01,
, 百拇医药
    在肥胖儿童,ε2、ε3、ε4等位基因携带者血脂、脂蛋白、载脂蛋白水平亦有不同,经F检验,三组儿童血TG、TC、LDL-C、ApoE浓度有差异(P<0.05),HDL-C、ApoB100、ApoAⅠ、Lp(a)水平差异无显著性(P>0.05)。在单纯性肥胖儿童,与ε3等位基因携带者比较,ε4等位基因携带者具有较高的血TG、TC、LDL-C、ApoB100水平和较低的HDL-C、ApoAⅠ、ApoE水平,除外HDL-C、ApoAⅠ、ApoB100,其它指标的差异有显著性(P<0.05)。ε2等位基因携带者的血TG、TC、LDL-C、ApoB100水平较低,HDL-C、ApoAⅠ、ApoE较高,与ε3等位基因携带者比较,其中TC和LDL-C水平升高差异有显著性(P<0.05)。ApoE等位基因对血Lp(a)浓度的影响不明显(P>0.05)。相关分析发现ε2、ε3、ε4等位基因与血TC、LDL-C浓度呈正相关(等级相关系数分别为0.47、0.36,P<0.05);与ApoE水平呈负相关(等级相关系数为-0.39,P<0.05)。与TG、HDL-C、Lp(a)、ApoAⅠ、ApoB100无明显相关(等级相关系数分别为0.13、-0.12、0.06、-0.05、0.07,P>0.05),见表3。
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    表3 肥胖儿童ApoE等位基因对血脂、脂蛋白、Apo浓度的影响(±s) 等位基因

    TG

    (mmol/L)

    TC

    (mmol/L)

    HDL-C

    (mmol/L)

    LDL-C

    (mmol/L)

    ApoAI

    (g/L)
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    ApoB100

    (mg/L)

    Lp(a)(mg/L)

    ApoE(mg/L)

    ε2

    1.4±0.7

    3.5±0.8

    1.4±0.4

    1.5±0.5

    112±26

    75±26

    602±184
, 百拇医药
    36±10

    ε3

    1.5±0.7

    4.1±1.0

    1.6±0.4

    1.9±1.0

    119±31

    76±29

    456±70

    32±9

    ε4

    1.9±0.8

    5.3±1.2
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    1.5±0.4

    2.8±1.0

    116±39

    84±40

    650±139

    24±10

    F值

    4.4*

    14.7**

    2.1

    11.3**

    0.3
, 百拇医药
    1.3

    1.9

    9.6**

    t值

    ε2-ε3

    0.1

    2.0*

    1.8

    2.1*

    0.6

    0.3

    1.3
, 百拇医药
    1.6

    ε4-ε3

    2.7*

    4.3**

    0.1

    4.0**

    0.2

    1.1

    1.0

    3.7**

    * P<0.05,** P<0.01,
, 百拇医药
    ApoE等位基因对肥胖和健康儿童血TC、LDL-C、ApoE的平均作用,见表4。结果显示与ε3等位基因相比,不论在肥胖和健康儿童,ε4具有升TC、LDL-C,降ApoE的作用,ε2等位基因的作用则相反。与健康儿童比较,在肥胖儿童ε4等位基因升TC、LDL-C、降ApoE的作用要强,ε2等位基因降TC、LDL-C、升ApoE的作用更明显。方差分析提示肥胖儿童ε2、ε4等位基因对血LDL-C、ApoE水平影响更大,差异有显著性(P<0.05)。

    表4 肥胖及健康儿童ApoE等位基因

    对脂质参数的平均作用 分组

    TC

    (mmol/L)

    LDL-C

    (mmol/L)
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    ApoE

    (mg/L)

    健康儿童

    ε2

    -0.30

    -0.18

    5.61

    ε3

    0.11

    0.20

    -1.20

    ε4

    1.26
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    0.83

    -6.25

    肥胖儿童

    ε2

    -0.35

    -0.37

    8.10

    ε3

    -0.04

    -0.03

    0.42

    ε4

    1.36
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    0.96

    -6.39

    讨论 一、ApoE基因多态性

    ApoE发现于1973年,1982年Rall等完成了人ApoE的全部氨基酸序列分析。正常人群中ApoE等位基因频率分布不均,我们发现在长沙地区健康及肥胖儿童中,ApoE等位基因频率分布以ε3最常见,ε4及ε2等位基因发生频率低。与国外报道基本相符[2]。近年来研究表明,ApoE结构与功能异常同高脂血症、动脉粥样硬化形成及其严重程度密切相关,ε4等位基因被认为是CHD的重要遗传标记,而ε2则对人体有保护作用[2]。本研究发现与健康儿童比较,单纯性肥胖儿童ε4等位基因频率增高,说明肥胖儿童已存在促进CHD发生的危险因素,携带ε4等位基因的肥胖儿童成年后患CHD的危险性可能增大。

    二、ApoE基因多态性与血脂
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    大量研究表明ApoE基因多态性影响血脂浓度,与CHD密切相关[2]。我们研究发现ApoE基因多态性同样影响健康小儿血脂代谢。ε2、ε3、ε4等位基因携带者的血TC、LDL-C、HDL-C、ApoB100、ApoAⅠ、ApoE浓度有差异。与ε3等位基因携带者比较,ε2等位基因携带者血TC、LDL-C、ApoB100水平较低,HDL-C、ApoE水平较高;ε4等位基因携带者的血TG、TC、LDL-C水平较高,ApoAⅠ、ApoE水平较低。并且发现在肥胖儿童,ApoE基因对血浆脂类仍有一定作用,其特点是ε2、ε3、ε4等位基因携带者的血TG、TC、LDL-C、ApoE浓度有差异,两两比较发现与ε3等位基因携带者比较,ε4等位基因携带者具有较高的血TG、TC、LDL-C水平和较低的ApoE水平;ε2等位基因携带者的血TC、LDL-C浓度较低。ε2、ε3、ε4等位基因与血TC、LDL-C浓度呈等级正相关,与ApoE水平呈等级负相关。并且我们发现与健康儿童比较,肥胖小儿ε4等位基因升LDL-C、降ApoE的作用强,ε2等位基因降LDL-C、升ApoE的作用明显。说明单纯性肥胖儿童ApoE基因多态性对血脂代谢有明显影响。
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    三、ApoE基因多态性影响血脂的可能机制

    ApoE等位基因引起血脂差异的机理还不十分清楚,可能与各种ApoE异构体的受体结合活性及自身体内代谢速率明显差异有关。研究表明ε4等位基因能促进肠道胆固醇的吸收[6],肥胖小儿ApoE等位基因对血脂的影响更明显考虑系由于单纯性肥胖儿童饮食习惯不良,进食高脂、高胆固醇、高饱和脂肪酸的食物,故ε4等位基因携带者吸收的胆固醇更多。

    四、ApoE基因与儿童肥胖

    肥胖与CHD的关系存在诸多争论,尽管很多研究证实体重和CHD危险性之间存在正相关,但肥胖是否是CHD独立危险因素尚有争议,因为肥胖同几个已知的心血管危险因素诸如高血压、脂质紊乱、糖代谢异常密切相关[7]。我们发现单纯性肥胖儿童有ApoE基因多态性的改变,且影响血脂代谢。大量研究表明脂质代谢紊乱在CHD独立危险因素中居首要地位,肥胖为一多因素结果,肥胖与CHD的关系也涉及多种因素,肥胖儿童可能通过ApoE基因多态性影响血脂水平而与成人CHD密切相关。这需要进一步研究证实。
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    过去认为儿童期肥胖症对健康的影响特别是作为心血管疾病危险因素的危害很少发生,目前认为那些在成人期危害健康的危险因素,在儿童期同样危害儿童的健康[8]。故在儿童特别是单纯性肥胖儿童中进行ApoE基因型的检查,早期发现CHD高危人群,并对他们进行一级预防,具有较大的临床意义。

    参考文献

    1 丁宗一,何清,樊征鸿,等.城市0~7岁儿童单纯肥胖症流行病学研究.中华医学杂志,1998,78:121-123.

    2 Siest G,Pillot T,Bailly A,et al. Apolipoprotein E: an important gene and protein to follow in laboratory medicine. Clin Chem,1995,41: 1068-1086.

    3 Hixson JE. Restiction isotyping of human apolipoproteinE by gene amplification and cleavage with HhaⅠ.J Lipid Res,1990,31 :545-548.
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    4 Boerwinkle E.The use of measured genotype information in the analysis of quantitative phenotypes in manⅢ:simultaneous estimation of the frequence and effects of apolipoprotein E polymorphism and residual polygeneyic effects on cholesterol,beta-lipoprotein and trigiyceride levels.Ann Hum Genet,1987,51: 211-226.

    5 Sing CF,Davignon R. Role of the apolipoprotein E polymorphism in determining normal lipid and lipoprotein variation. Am J Hum Genet,1985,37:268-285.
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    7 Nielsen S,Jensen MD. Obesity and cardiovascular disease :is body structure a factor? Current Opin Lipidol,1997,8: 200-204.

    8 National Cholesterol Education Program. Report of the expert panel on blood cholesterol levels in children and adolescent. Pediatrics,1992,89 (3 pt 2):525-584.

    (收稿:1998-09-14 修回:1999-03-18), http://www.100md.com