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背景:阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是痴呆疾病中最常见的痴呆类型,它给受累群体及社会带来了巨大的负担。随着全球老龄化的发展,包括中国在内的发展中国家AD发病率有逐年上升的趋势,严重威胁着国民健康水平并带来了沉重的家庭负担和经济负担。阿尔茨海默病的病因包括遗传及环境等多种因素。AD的神经病理学表现以神经炎性斑块形成、神经纤维缠结、神经元丢失坏死为特点。其中神经纤维缠结主要成分为过度磷酸化tau蛋白(hyperphosphorylated microtubule associated protein tau,MAPT)。而淀粉样蛋白斑块的主要组成为β淀粉样蛋白(amyloid-beta,Aβ),它产生于淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP),是由淀粉样前体蛋白经过β-分泌酶(β-site APP cleaving enzyme,BACE1)和γ-分泌酶(γ-secretase)的顺序剪切而产生。目前的研究认为BACE1是这一过程中的限速酶。因此,脑脊液(cerebrospinal fluid,CSF)中BACE1的活性被认为可能会成为阿尔茨海默病早期诊断的一个生物学标志物。因此为了进一步验证和探讨脑脊液中BACE1活性在阿尔茨海默病中的影响,我们在阿尔茨海默病组(AD)、轻度认知障碍组(MCI)、及正常对照组(HC)中探讨遗传因素对脑脊液BACE1活性的影响。方法:经过严格的质控标准筛选后,此项研究一共从(Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative database,ADNI)人群中纳入357名非西班牙裔高加索人。其中包括87名HC(49名女性、52名男性)、169名MCI患者(56名女性、113名男性)以及101名AD患者(39名女性、48名男性)。为了探究脑脊液BACE1酶活性与基因多态性的相关性,我们利用PLINK软件(版本1.07)在叠加性遗传模型基础上进行了分析研究。严格的质量控制评估遵循以下标准:单核苷酸多态性(SNPs)和个体的最低应答率>95%,最小等位基因频率(MAF)>0.05,Hardy-Weinberg平衡检验P>0.001。我们将达到GWAS(genome-wide association study)水平的位点P值界限设定为P<10-8,候选位点的P值界限设定为P<10-5.此研究共包括519442个基因型变异。利用Bonferroni校正多次对比分析的校正,用筛选出的有效SNPs的总数来校正P值。利用单因素方差分析(ANOVA)对连续变量(包括脑脊液BACE1活性)的差异进行对比研究,并采用Tukey检验、多元线性回归来进行成对的多重比较检验。全基因组关联分析的结果采用R软件(版本3.4.0)进行可视化的分析以及图像的制作。利用Locus Zoom web工具进行相邻区域SNPs的可视化分析及图像制作。结果:经过检验,此项研究最终确定了位于ATP6V1H基因上的1个位点(rs1481950)和脑脊液BACE1活性之间的关系达到了全基因组水平(P=4.88×10-9)。进一步的分析表明在AD组及MCI组中,含有最小等位基因G的人群其脑脊液BACE1活性普遍偏高,这一结果表明位点rs1481950的最小等位基因G和脑脊液BACE1的较高活性有关。对rs1481950与AD其他相关表型间的数据分析表明总样本中rs1481950位点的突变和颞中回及海马旁回的脑区萎缩有显著相关性(颞中回:P=0.04389;海马旁回:P=0.01570)。在AD人群的分析中我们发现了同样类似的结果,即rs1481950位点的突变和AD患者大脑颞中回及海马旁回的脑区萎缩密切相关(颞中回:P=0.01894;海马旁回:P=0.04648)。而针对MCI人群的研究结果也发现rs1481950位点的突变和海马、内嗅皮层及海马旁回的脑区萎缩有显著相关性(海马:P=0.03619;内嗅皮层:P=0.03728;海马旁回:P=0.03002)。正常对照人群中的分析未能发现有AD相关的脑区萎缩和rs1481950位点的突变有关,但是数据结果显示正常对照人群中脑脊液磷酸化tau蛋白(p-tau)的含量和rs1481950位点的突变密切相关(P=0.00426)。此外,尽管位于另外7个基因(SNX31,RORA,CDH23,RGS20,LRRC4C,MAPK6PS1 and LOC105378355)上的10个位点的P值并未达到全基因组水平,但是它们仍被当作候选位点(P<10-5),这些基因位点在其他数据库或人群中仍可能有更显著意义。结论:此项研究结果表明ATP6V1H基因突变可能影响人类脑脊液BACE1酶活性,而这一研究结果也提示ATP6V1H基因可能在诸如阿尔茨海默病这样的神经退行性疾病的发病过程中起到重要作用。这一研究结果还需要在其他人群及数据库中进行验证。这一新的发现有助于更深入的研究和探讨β-分泌酶在阿尔茨海默病中的潜在机制,进而有助于寻找更好的诊治方法。