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第一部分41个原发性肥大性骨关节病家系的致病基因鉴定、临床特点分析与依托考昔片治疗观察目的:原发性肥大性骨关节病（Primary hypertrophic osteoarthropathy,PHO）是一种罕见的单基因遗传性疾病,目前认为其发病机制主要与前列腺素代谢通路基因缺陷导致的前列腺素E2（Prostaglandin E2,PGE2）蓄积有关。本研究目的在于鉴定PHO致病基因,分析和总结PHO患者临床与生化特点,并进行临床干预与随访。方法:以临床诊断PHO的41例先证者及其家庭成员为研究对象,详细采集病史资料,留取空腹外周血和尿液标本用于相关生化分析,并进行致病基因鉴定。建立临床干预筛选标准,对符合要求的PHO患者进行为期6个月的选择性环氧化酶-2抑制剂依托考昔片（60mg/天）治疗,每3个月随访一次以评估治疗反应。结果:本研究基因确诊43例中国汉族PHO患者,其中7例为HPGD基因突变引起的常染色体隐性1型（PHOAR1,OMIM 259100）,36例为SLCO2A1基因突变引起的常染色体隐性2型（PHOAR2,OMIM614441）。PHO临床表型存在明显的家系内外异质性。PHOAR1与PHOAR2表现出不同的PGE2代谢特点与不同的颜面部皮肤肥厚表型特征,且PHOAR2更易于在病程中出现胃肠道出血。PHOAR2的临床表型特点提示性腺激素在前列腺素转运体功能调节过程中具有关键作用,但本研究未检测到该亚型患者PGE2及PGE-M与性腺激素的相关性。通过6个月依托考昔片的临床干预,PHO患者的临床表型与生化指标均有显著改善且无严重不良事件发生。与基线水平相比,绝大部分患者的尿液PGE2经治疗后明显下降;除骨膜增生外,颜面部皮肤肥厚、杵状指与关节肿胀等临床表型均有显著改善。同时,本研究发现PHO患者PGE2与骨转换指标间存在密切相关性,故推测降低PGE2水平对控制骨膜增生症状具有潜在意义。结论:本研究纳入迄今为止最多的基因确诊PHO的病例,并首次系统性地分析与总结PHOAR1与PHOAR2间不同的临床与生化特点,为进一步探索各致病基因的相关功能提供有利线索。另外,我们首次证实了依托考昔片用于治疗PHO患者的有效性与安全性,为制定该疾病治疗方案提供重要依据。第二部分维生素D水平与骨密度和骨代谢相关指标的孟德尔随机化分析目的:维生素D缺乏是否与骨质疏松症和骨质疏松性骨折的发生存在因果关联一直备受争议。本研究目的在于通过孟德尔随机化方法（Mendelian randomization,MR）检验血清25-羟维生素D（25-hydroxyvitamin D,25OHD）水平与骨密度和骨代谢相关指标间的因果关联。方法:研究纳入1,824名上海市汉族绝经后女性,利用电化学发光法检测血清25OHD、甲状旁腺激素（Parathyroid hormone,PTH）与骨转换指标水平,其中骨转换指标包括1型原胶原N-端前肽（Procollagen type 1 N-terminal propeptide,P1NP）和Beta-1型胶原交联C-末端肽（Beta-Cross Laps of type 1 collagen containing cross-linked C-telopeptide,Beta-CTX）;利用酶联免疫吸附试验检测血清维生素D结合蛋白（Vitamin D binding protein,DBP）,并计算血清活性与游离25OHD水平;骨密度的检测采用双能X线吸收仪。同时,提取每名受试者外周血基因组DNA用于单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphisms,SNP）位点的基因分型,SNP选取于维生素D代谢相关基因,包括GC基因rs4588、rs7041、rs2282679与rs1155563,NADSYN1基因rs2276360与rs12785878,CYP2R1基因rs2060793、rs10741657与rs10766197,以及CYP24A1基因rs6013897。利用Pearson相关性分析和普通最小二乘法（Ordinary least squares,OLS）回归模型检验血清25OHD水平与骨密度和骨代谢相关指标的关联。筛选符合MR分析条件的SNP位点作为工具变量,构建两阶段最小二乘法（Two stage least squares,TSLS）回归模型分析遗传性低血清25OHD水平与骨密度和骨代谢相关指标的相关性。结果:OLS回归模型显示,经年龄、采血季节和BMI校正后的血清总25OHD水平与腰椎（P=0.003）、股骨颈（P=0.006）和总髋部（P=0.005）骨密度正向相关,与血清PTH（P=8.18E-09）和P1NP（P=0.020）负向相关;而血清活性和游离25OHD水平与各部位骨密度和骨代谢相关指标均无统计学相关性（所有P>0.05）。本研究利用满足MR分析条件的4个SNP位点,包括GC-rs2282679、NADSYN1-rs12785878、CYP2R1-rs10741657与CYP24A1-rs6013897,构建单工具变量和多工具变量（未加权与加权）TSLS回归模型,所有模型均显示遗传性低血清25OHD水平与各部位骨密度、血清PTH和P1NP无相关性（所有P>0.05）。结论:本研究结果不支持上海市绝经后女性血清25OHD水平与骨密度和骨代谢相关指标间存在因果关联。