VDRG和ERG的多态性与原发性骨质疏松症
作者：戴兆亨 任立桢
单位：100044 北京医科大学人民医院
关键词：
中国骨质疏松杂志990229 正常人峰值骨密度(以下用BMD)是推测骨质疏松症所致骨折危险性的主要依据，BMD低下的妇女中约有60%会在绝经后遭遇骨质疏松性骨折[1，2]。对家系和双胞胎的研究分析证实BMD受遗传因素影响，VDRG(Vitamin D receptor gene)和ERG多态性与BMD的相关性是目前骨质疏松症遗传学研究的热点之一。
1 VDRG多态性与骨质疏松症
1.1 VDRG多态性及分布
Baker 等人[3]于1987年成功地完成了VDRG的克隆及表达，这个基因的全长约为1300个碱基对。以后的十年间，众多学者先后分别以Apal, Bsml TapI对VDRG的多态分布频率进行了研究，进而探讨它与BMD的相关性[4-9,16]。
, 百拇医药
表1 Apal酶切后三型分布频率 分型
Hustmyer(1994)
AA
28
Aa
47
aa
25
表2 Taql酶切后三型分布频率 分型
Hustmyer(1994)
Spector(1995)
Jeen(1996)
, http://www.100md.com
TT
14
39.5
38.5
Tt
49
41.0
41.5
tt
37
19.5
20.0
表3 Bsml酶切后三型分布上频率 分型
, http://www.100md.com
Hustmyer
(1994)
Lim(1995)
Yanagi(1996)
Tamai(1996)
对照组
患病组
对照组
患病组
小学生
对照组
患病组
骨关节病组
, 百拇医药
BB
15
1.4
2.8
3.0
23.5
2.9
3.3
5.6
2.8
Bb
50
12.9
, 百拇医药
12.5
10.6
20.6
18.6
17.4
12.2
13.9
bb
35
85.7
84.7
86.4
55.9
, http://www.100md.com
78.4
79.3
82.2
83.3
1.2 VDRG基因型与BMD的相关性
Morrison等[1]的研究资料表明VDRG的多态性与腰椎骨密度的相关性最强。以Bsml确定的基因型为例，具有b等位基因者其腰椎骨密度较高。而几乎所有BMD低于年青正常妇女2个标准差(即骨折阈)的绝经期妇女都具有B等位基因。但VDRG调节BMD的分子水平的调节机制尚不清楚。Morrison等发表的VDRG3种基因型的有关情况是：BB型者的血浆骨钙素水平明显高于Bb和bb型妇女，BB型为134±42pM，Bb型为104±30pM，而bb型则为99±40pM。BB型妇女平均年龄63岁时其股骨颈的BMD下降两个标准差，而bb型妇女平均年龄到达71岁时才出现同样变化。BB型妇女绝经后18.4年其腰椎BMD即达到“骨折阈”，而Bb型妇女绝经后22年，bb基因型者更长至29年。在60岁以上的妇女中BB型者有74%BMD已达“骨折阈”，与此相比较bb型者仅有39%达到“骨折阈”。
, 百拇医药
因此，Morrison等认为可以根据VDRG不同的基因型预测发生骨质疏松症的危险度。同时他也提到不同种族间如美国黑人、白人和拉美人之间会存在差异。
Hustmyer等[4,6](1994)除用Bsml外，还采用了ApaI和TaqI分别对单卵及双卵白人成年女性双胞胎进行了VDRG分型，并力图发现不同基因型与腰椎、股骨颈和前臂骨密度之间的相关性，结论是VDRG多态性与健康成年女性的BMD无关。
Lim等[7](1995)对长期居住在朝鲜本土上的朝鲜族妇女的VDRG基因型和骨质疏松症相关性的研究结果是bb型在全部人群中占绝大多数，其中对照组为85.6%，轻型骨质疏松症组为84.7%，重症骨质疏松症组为87.6%，三者无显著差异。 BB型在全部人群中占极小一部分。对照组为1.4%，轻症者组占2.8%，重症者组0。Bb型出现频率居中，但3组间亦无显著差异。显然，依此结果是不可能如Morrison等建议的那样以VDRG基因型推测骨质疏松的危险度，对这一矛盾结果的解释可能就是种族差异了。
, 百拇医药
Spector等[5](1995)的研究对象是206对白人女性双胞胎，年龄在59～60岁，用TapI酶切进行VDRG分型并测定BMD。研究结果显示tt组的腰椎，股骨颈，前臂骨及全身的BMD明显低于TT组和Tt组。结论是VDRG和BMD有相关性。这一遗传标记对于在绝经前判别妇女日后骨折的危险度具有潜在的意义。
Yanagi等[8](1995)对68名绝经后骨质疏松症患者和66名年龄相仿但未曾诊断骨质疏松症的健康妇女的对照分析结果是患病组BB型占23.5%，对照组仅为3.0%，患病组bb型占55.9%，而对照组的bb型高达86.4%，均有显著差异，与Morrison的结果相同。
同为日本人的Tamai等[9](1996)的研究结果显示人群中无论是患病组还是对照组BB型者为数甚寡，而bb型则占绝大多数。健康对照组中bb型的平均骨密度明显高于BB型者；可是，骨质疏松症患者中BB型的平均骨密度却高于Bb型组。无论是骨质疏松症患者还是健康对照组，bb型与Bb型相比平均骨密度无显著性差异。根据上述观察结果Tamai等人认为日本骨质疏松症患者的VDRG基因型与腰椎骨密度无显著相关性。但他也指出由于研究对象与Morrison的有显著年龄差异，而且也没有把是否接受这Vit D3或钙剂治疗等因素考虑进去，所以不能就此否定Morrison等人的研究结果。对VDRG的多态性的研究应深入地进行下去，正如Hustmyer所说，或许VDRG的多态性与另一个与骨密度相关的基因连锁，而这种连锁在某些人群中受环境因素的长期影响而淡化了。
, 百拇医药
2 ERG多态性与骨质疏松症
ERG(Estrogen receptor gene)位于6号染色体的长臂上，长约140Kb，有8个外显子和5个功能区[11，12]。用BstUI对ERG进行酶切分型，白种人中Bb约占12%[15]。Han等[10](1997)对亚洲人的BstUI分型的结果为阴性。用PvuII分型，PP型占14.1%，Pp型占54.8%，pp型占31.7%，以XbaI分型，XX型占7.3%，Xx型占29%，xx占63.7%。
Qi[13](1995)的结果显示pp型与妇女腰椎骨密度降低相关。Kobayashi等[14](1996)对238名志愿的日本健康的绝经妇女的研究表明PPxx基因型与腰椎骨密度有相关性。Han等(1997)则通过对朝鲜妇女的ERG研究证实各型与腰椎的骨密度不相关。在给予雌激素替代治疗之前、之后各一年间BMD和各项生化指标变化在各基因型间无明显差异，提示各ERG型对BMD和雌激素的反应不存在各异的影响。
, 百拇医药
相比于VDRG，对ERG的研究不多，人们期待着有更多的如Han等对ERG与BMD的相关性的研究结果问世，以助人们确立VDRG和ERG多态性与骨量、骨密度之间的相关关系。
为什么VDRG和ERG分别有多种不同类型?为什么在人群中基因型的频率各异?骨质疏松进展史的含义又是什么?这些问题的解决将使人们有望在将来对骨质疏松症日益增长的流行趋势发起有力的反击。参考文献
1 Morrison NA, Qi JC, Tokita A, et al. Prediction of bone density from vitamin D receptor alleles. Nature, 1994,367:284.
2 Nelson D A, Mecheal K. Editorial:the search for the osteoporosis gene. J Clin Endocrinol Metab, 1997,82:989.
, 百拇医药
3 Baker A, McDonnell D, Hughes M, et al. Cloning and expression of full-length cDNA encoding human vitamin D receptor. Proc Natl Acad Sci USA， 1988, 85:3294.
4 Hustmyer G, Peacock M, Siu Hui， et al. Bone mineral density in relation to polymorphism at the vitamin D receptor gene locus. J Clin Invest, 1994, 94:2130.
5 Spector TD, Keen RW, Arden NK, et al. Influence of vitamin D receptor genotype on bone mineral density in postmenopausal women:a twin study in Britain. BMJ， 1995, 310:1357.
, 百拇医药
6 Keen RW， Egger P， Fall C et al. Polymorphisms of the vitamin D receptor, infant growth and adult bone mass. Calcif Tissue Int, 1997, 60:233.
7 Lim SK， Young SP， Jae MP， et al. Lack of association between vitamin D receptor genotypes and osteoporosis in Koreans. J Clin Endocrinol Metab， 1995, 80:3677.
8 Yanagi H，Tomura S， Kawanami K， et al. Vitamin D receptor gene polymorphisms ae associated with osteoporosis in Japanese women. J. Clin Endocrinol Metab, 1996, 81:179.
, http://www.100md.com
9 Tamai M, Yokouchi M, Komiya S， et al. Correlation between vitamin D receptor genotypes and bone mineral density in Japanese patients with osteoporosis. Calcif Tissue Int, 1997, 60:229.
10 Han KO, Moon I G, Kang Y S, et al. Nonassociation of estrogen receptor gene-types with bone mineral density and estrogen responsiveness to hormone replacement therapy in Korean postmenopausal women. J Clin Endocrinol Metab，1997, 82:991.
11 Andersen TI, Heimdal KR, Skrede M, et al. Oestrogen receptor polymorphisms and breast cancer susceptibility, Hum Genet, 1994, 94:665.
, http://www.100md.com
12 Lehrer S, Sanchez M, Song HK. Oestrogen receptor B-region polymorhism and spontaneous abortion in women with breast cancer. Lancet, 1990, 335:622.
13 Qi JC. Estrogen receptor genotypes and bone mineral density in women and men. J Bone Miner Res, 1994，10:S170.
14 Kobayashi S, Inoues S, Hosoi T, et al. Association of bone mineral density with polymorphism of the estrogen receptor gene. J Bone Miner Res，1997, 11:306.
15 Seeman E, Hopper JL， Bach LA, et al. Reduced bone mass in daughters of women with osteoporosis. N Engl Med, 1989, 320:554.
16 Hustmyer FG, Deluca H F, Peacock M, et al. ApaI， BsmI, Eco rv and TagI polymorphisms at the human vitamin D receptor gene locus in Caucasians, Blacks and Asians. Hum Mol Genet , 1993, 2:487., http://www.100md.com
单位：100044 北京医科大学人民医院
关键词：
中国骨质疏松杂志990229 正常人峰值骨密度(以下用BMD)是推测骨质疏松症所致骨折危险性的主要依据，BMD低下的妇女中约有60%会在绝经后遭遇骨质疏松性骨折[1，2]。对家系和双胞胎的研究分析证实BMD受遗传因素影响，VDRG(Vitamin D receptor gene)和ERG多态性与BMD的相关性是目前骨质疏松症遗传学研究的热点之一。
1 VDRG多态性与骨质疏松症
1.1 VDRG多态性及分布
Baker 等人[3]于1987年成功地完成了VDRG的克隆及表达，这个基因的全长约为1300个碱基对。以后的十年间，众多学者先后分别以Apal, Bsml TapI对VDRG的多态分布频率进行了研究，进而探讨它与BMD的相关性[4-9,16]。
, 百拇医药
表1 Apal酶切后三型分布频率 分型
Hustmyer(1994)
AA
28
Aa
47
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25
表2 Taql酶切后三型分布频率 分型
Hustmyer(1994)
Spector(1995)
Jeen(1996)
, http://www.100md.com
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14
39.5
38.5
Tt
49
41.0
41.5
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19.5
20.0
表3 Bsml酶切后三型分布上频率 分型
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Hustmyer
(1994)
Lim(1995)
Yanagi(1996)
Tamai(1996)
对照组
患病组
对照组
患病组
小学生
对照组
患病组
骨关节病组
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BB
15
1.4
2.8
3.0
23.5
2.9
3.3
5.6
2.8
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50
12.9
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12.5
10.6
20.6
18.6
17.4
12.2
13.9
bb
35
85.7
84.7
86.4
55.9
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78.4
79.3
82.2
83.3
1.2 VDRG基因型与BMD的相关性
Morrison等[1]的研究资料表明VDRG的多态性与腰椎骨密度的相关性最强。以Bsml确定的基因型为例，具有b等位基因者其腰椎骨密度较高。而几乎所有BMD低于年青正常妇女2个标准差(即骨折阈)的绝经期妇女都具有B等位基因。但VDRG调节BMD的分子水平的调节机制尚不清楚。Morrison等发表的VDRG3种基因型的有关情况是：BB型者的血浆骨钙素水平明显高于Bb和bb型妇女，BB型为134±42pM，Bb型为104±30pM，而bb型则为99±40pM。BB型妇女平均年龄63岁时其股骨颈的BMD下降两个标准差，而bb型妇女平均年龄到达71岁时才出现同样变化。BB型妇女绝经后18.4年其腰椎BMD即达到“骨折阈”，而Bb型妇女绝经后22年，bb基因型者更长至29年。在60岁以上的妇女中BB型者有74%BMD已达“骨折阈”，与此相比较bb型者仅有39%达到“骨折阈”。
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因此，Morrison等认为可以根据VDRG不同的基因型预测发生骨质疏松症的危险度。同时他也提到不同种族间如美国黑人、白人和拉美人之间会存在差异。
Hustmyer等[4,6](1994)除用Bsml外，还采用了ApaI和TaqI分别对单卵及双卵白人成年女性双胞胎进行了VDRG分型，并力图发现不同基因型与腰椎、股骨颈和前臂骨密度之间的相关性，结论是VDRG多态性与健康成年女性的BMD无关。
Lim等[7](1995)对长期居住在朝鲜本土上的朝鲜族妇女的VDRG基因型和骨质疏松症相关性的研究结果是bb型在全部人群中占绝大多数，其中对照组为85.6%，轻型骨质疏松症组为84.7%，重症骨质疏松症组为87.6%，三者无显著差异。 BB型在全部人群中占极小一部分。对照组为1.4%，轻症者组占2.8%，重症者组0。Bb型出现频率居中，但3组间亦无显著差异。显然，依此结果是不可能如Morrison等建议的那样以VDRG基因型推测骨质疏松的危险度，对这一矛盾结果的解释可能就是种族差异了。
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Spector等[5](1995)的研究对象是206对白人女性双胞胎，年龄在59～60岁，用TapI酶切进行VDRG分型并测定BMD。研究结果显示tt组的腰椎，股骨颈，前臂骨及全身的BMD明显低于TT组和Tt组。结论是VDRG和BMD有相关性。这一遗传标记对于在绝经前判别妇女日后骨折的危险度具有潜在的意义。
Yanagi等[8](1995)对68名绝经后骨质疏松症患者和66名年龄相仿但未曾诊断骨质疏松症的健康妇女的对照分析结果是患病组BB型占23.5%，对照组仅为3.0%，患病组bb型占55.9%，而对照组的bb型高达86.4%，均有显著差异，与Morrison的结果相同。
同为日本人的Tamai等[9](1996)的研究结果显示人群中无论是患病组还是对照组BB型者为数甚寡，而bb型则占绝大多数。健康对照组中bb型的平均骨密度明显高于BB型者；可是，骨质疏松症患者中BB型的平均骨密度却高于Bb型组。无论是骨质疏松症患者还是健康对照组，bb型与Bb型相比平均骨密度无显著性差异。根据上述观察结果Tamai等人认为日本骨质疏松症患者的VDRG基因型与腰椎骨密度无显著相关性。但他也指出由于研究对象与Morrison的有显著年龄差异，而且也没有把是否接受这Vit D3或钙剂治疗等因素考虑进去，所以不能就此否定Morrison等人的研究结果。对VDRG的多态性的研究应深入地进行下去，正如Hustmyer所说，或许VDRG的多态性与另一个与骨密度相关的基因连锁，而这种连锁在某些人群中受环境因素的长期影响而淡化了。
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2 ERG多态性与骨质疏松症
ERG(Estrogen receptor gene)位于6号染色体的长臂上，长约140Kb，有8个外显子和5个功能区[11，12]。用BstUI对ERG进行酶切分型，白种人中Bb约占12%[15]。Han等[10](1997)对亚洲人的BstUI分型的结果为阴性。用PvuII分型，PP型占14.1%，Pp型占54.8%，pp型占31.7%，以XbaI分型，XX型占7.3%，Xx型占29%，xx占63.7%。
Qi[13](1995)的结果显示pp型与妇女腰椎骨密度降低相关。Kobayashi等[14](1996)对238名志愿的日本健康的绝经妇女的研究表明PPxx基因型与腰椎骨密度有相关性。Han等(1997)则通过对朝鲜妇女的ERG研究证实各型与腰椎的骨密度不相关。在给予雌激素替代治疗之前、之后各一年间BMD和各项生化指标变化在各基因型间无明显差异，提示各ERG型对BMD和雌激素的反应不存在各异的影响。
, 百拇医药
相比于VDRG，对ERG的研究不多，人们期待着有更多的如Han等对ERG与BMD的相关性的研究结果问世，以助人们确立VDRG和ERG多态性与骨量、骨密度之间的相关关系。
为什么VDRG和ERG分别有多种不同类型?为什么在人群中基因型的频率各异?骨质疏松进展史的含义又是什么?这些问题的解决将使人们有望在将来对骨质疏松症日益增长的流行趋势发起有力的反击。参考文献
1 Morrison NA, Qi JC, Tokita A, et al. Prediction of bone density from vitamin D receptor alleles. Nature, 1994,367:284.
2 Nelson D A, Mecheal K. Editorial:the search for the osteoporosis gene. J Clin Endocrinol Metab, 1997,82:989.
, 百拇医药
3 Baker A, McDonnell D, Hughes M, et al. Cloning and expression of full-length cDNA encoding human vitamin D receptor. Proc Natl Acad Sci USA， 1988, 85:3294.
4 Hustmyer G, Peacock M, Siu Hui， et al. Bone mineral density in relation to polymorphism at the vitamin D receptor gene locus. J Clin Invest, 1994, 94:2130.
5 Spector TD, Keen RW, Arden NK, et al. Influence of vitamin D receptor genotype on bone mineral density in postmenopausal women:a twin study in Britain. BMJ， 1995, 310:1357.
, 百拇医药
6 Keen RW， Egger P， Fall C et al. Polymorphisms of the vitamin D receptor, infant growth and adult bone mass. Calcif Tissue Int, 1997, 60:233.
7 Lim SK， Young SP， Jae MP， et al. Lack of association between vitamin D receptor genotypes and osteoporosis in Koreans. J Clin Endocrinol Metab， 1995, 80:3677.
8 Yanagi H，Tomura S， Kawanami K， et al. Vitamin D receptor gene polymorphisms ae associated with osteoporosis in Japanese women. J. Clin Endocrinol Metab, 1996, 81:179.
, http://www.100md.com
9 Tamai M, Yokouchi M, Komiya S， et al. Correlation between vitamin D receptor genotypes and bone mineral density in Japanese patients with osteoporosis. Calcif Tissue Int, 1997, 60:229.
10 Han KO, Moon I G, Kang Y S, et al. Nonassociation of estrogen receptor gene-types with bone mineral density and estrogen responsiveness to hormone replacement therapy in Korean postmenopausal women. J Clin Endocrinol Metab，1997, 82:991.
11 Andersen TI, Heimdal KR, Skrede M, et al. Oestrogen receptor polymorphisms and breast cancer susceptibility, Hum Genet, 1994, 94:665.
, http://www.100md.com
12 Lehrer S, Sanchez M, Song HK. Oestrogen receptor B-region polymorhism and spontaneous abortion in women with breast cancer. Lancet, 1990, 335:622.
13 Qi JC. Estrogen receptor genotypes and bone mineral density in women and men. J Bone Miner Res, 1994，10:S170.
14 Kobayashi S, Inoues S, Hosoi T, et al. Association of bone mineral density with polymorphism of the estrogen receptor gene. J Bone Miner Res，1997, 11:306.
15 Seeman E, Hopper JL， Bach LA, et al. Reduced bone mass in daughters of women with osteoporosis. N Engl Med, 1989, 320:554.
16 Hustmyer FG, Deluca H F, Peacock M, et al. ApaI， BsmI, Eco rv and TagI polymorphisms at the human vitamin D receptor gene locus in Caucasians, Blacks and Asians. Hum Mol Genet , 1993, 2:487., http://www.100md.com