林茂虎,朱晓应,苗 芮,何 蕾,贾 宁解放军总医院第一附属医院 泌尿外科,北京 0005;解放军总医院 肝胆外科,北京 0085;解放军总医院 感染管理与疾病控制科,北京 0085
硒蛋白S单核苷酸多态性与鲍曼不动杆菌感染相关性研究
林茂虎1,朱晓应1,苗 芮1,何 蕾2,贾 宁31
解放军总医院第一附属医院 泌尿外科,北京 100051;2解放军总医院 肝胆外科,北京 100853;3解放军总医院 感染管理与疾病控制科,北京 100853
目的 探讨硒蛋白S(selenprotein S,SELS)单核苷酸多态性与鲍曼不动杆菌感染是否存在相关性。方法 根据编码序列同义或非同义突变、频率>5%的SNPs位点,以及文献报道的与细菌感染相关SNPs位点作为候选SNPs位点,采用多重高温连接酶检测反应(iMLDR技术)对解放军总医院第一附属医院和解放军总医院2010年1月- 2012年12月收集的423例鲍曼不动杆菌感染病人和385例非感染病人的血标本进行SELS(rs4965373,rs4965814和rs34713741)SNP检测,对各基因位点基因型频数、等位基因频数及单倍型分布情况进行比较和分析。结果 所有SNP符合哈迪-温伯格平衡。位点rs34713741的基因型与鲍曼不动杆菌感染有相关性(P<0.05);位点rs4965373和rs4965814与鲍曼不动杆菌感染有相关性(P>0.05),其单倍体型GT与鲍曼不动杆菌感染呈相关性(P=0.032)。结论 硒蛋白S(SELS)SNPs位点(rs4965373,rs4965814和rs34713741)和鲍曼不动杆菌感染存在相关性。
鲍曼不动杆菌;基因多态性;硒蛋白S
硒蛋白S(Selenoprotein S,SELS)是一种新近发现的内质网和细胞膜硒驻留蛋白,其表达与IL-1β、TNF-α和IL-6等细胞因子的释放有关,参与细胞凋亡和炎症反应等[1];SelS可能调节巨噬细胞中细胞因子的产生,在控制循环炎症反应起着关键的作用[2]。鲍曼不动杆菌引起的医院内肺部感染和血液感染给病人和医院造成了很大的经济损失。因鲍曼不动杆菌产生的毒性因子很少,有学者推测该菌引发的暴发流行可能与宿主对其外膜释放的内毒素的过度免疫反应有关[3]。为进一步明确鲍曼不动杆菌的感染机制,本文通过检测患者硒蛋白的单核苷酸多态性,探讨硒蛋白S是否与鲍曼不动杆菌感染存在相关性。
1病例入选 经解放军总医院第一附属医院和解放军总医院伦理委员会同意后,2010年1月-2012年12月收集此两家医院内鲍曼不动杆菌的感染病例423例作为试验组(病人发热伴白细胞、中性粒细胞升高,且痰、血液、脑脊液或尿等标本细菌培养鲍曼不动杆菌阳性);选择同一病房与病例性别相同、年龄相差不超过2岁但未发生感染的385例作为对照组,记录两组患者相关临床资料(年龄,性别等)。为减少分层因素的干扰,选择患者均为汉族。
2标本收集 收集感染病人痰、血液、脑脊液或尿标本,按常规方法分离鉴定并-80℃保存,分离自同一病人的菌株入选首次分离的菌株;采集每例患者外周EDTA抗凝全血3 ml,按照DNA提取试剂盒说明,提取每例基因组DNA约150 mg,-80℃保存。
3单核苷酸多态性检测 根据http://innateimmunity.net网站公布的SNPs数据库,根据编码序列同义或非同义突变、频率>5%的SNPs位点以及文献报道的与细菌感染相关SNPs位点作为候选SNPs位点[3]。选择SELS(rs4965373,rs4965814和rs34713741)位点,根据各基因多态性位点设计引物,采用多重高温连接酶检测反应(improved multiple ligase detection reaction,iMLDR)SNP分型技术(上海天昊)进行单核苷酸多态性检测。
4遗传特性分析 应用SNPalyze V4.0软件(DYNA COM,Kanagawa,Japan),分别在两组患者中对上述候选基因变异型进行最小等位基因频率、杂合性、哈迪-温伯格平衡和连锁不平衡等遗传特性的分析。应用χ2检验,检测所有SNP是否遵守哈迪-温伯格平衡;应用r2数值评价任意两个SNP之间的成对连锁不平衡;应用最大期望预测法则,估计每个个体的二倍体性。
5候选基因SNPs与鲍曼不动杆菌感染相关性分析 采用SPSS10.0软件进行单因素分析估计各基因型与鲍曼不动杆菌感染的相关性,计算OR值与95% CI;将是否发病作为因变量,单因素分析中有统计学意义的变量作为自变量,进行多元Logisti回归分析,筛选出与感染有关联的基因SNP位点并计算OR值与95% CI。
1患者临床资料 在423例鲍曼不动杆菌感染病人和385例对照人群中,男性分别占70.1%和69.8%,女性分别占29.9%和30.2%,两组间性别无统计学差异(P=0.98);鲍曼不动杆菌感染组年龄(64.22±18.79)与对照组(57.99±20.19)有统计学差异(P<0.01),因而后续的遗传分析以年龄做校正2基因多态性与鲍曼不动杆菌相关性 在感染组和对照组中,采用iMLDR SNP分型技术对3个SNPs位点(rs4965373,rs4965814,rs34713741)进行基因分型,选出的检测位点的最小等位基因频率(minor allele frequency,MAF)见表1。所有SN符合哈迪-温伯格平衡。在Logistic回归的加性模型和显性模型分析中,位点rs34713741的基因型与鲍曼不动杆菌感染有相关性(P<0.05),而位点rs4965373和rs4965814无相关性(P>0.05)。SEL基因单倍体型与鲍曼不动杆菌感染的相关性分析中,rs4965373和rs4965814的单倍体型GT与鲍曼不动杆菌感染有相关性(P=0.032),其余单倍体型与鲍曼不动杆菌感染无相关性。见表2,表3。
表1 SELS基因单核苷酸多态性特点Tab. 1 Characteristics of the studied SNPs of SELS genes
表2 Logistic 回归分析SELS基因单核苷酸多态性与鲍曼不动杆菌相关性Tab. 2 Correlation of SELS gene polymorphisms with Acinectobacter baumannii infection by logistic regression analysis (n, %
表3 SELS基因单倍体型与鲍曼不动杆菌感染相关性Tab. 3 Haplotype distribution of SELS polymorphisms in Acinectobacter baumannii infected patients and controls (%)
2003年Kryukov等[4]通过生物信息学方法从人类基因组中发现一种新的硒蛋白SELS(别名SEPS1,VIMP),位于染色体15q26.3[2,5],主要存在于细胞的质膜和微粒体中,在肝、骨骼肌、脂肪、下丘脑等组织中均有表达。Curran等[6]采用siRNA技术抑制RAW26417巨噬细胞中SEPS1基因的表达后,在炎症介质豆蔻酰佛波醇乙酯或植物血凝素的刺激下,IL-1β、TNF-α和IL-6等细胞因子的释放显著增加,而且通过对两组调查人群(一组522位美国人,来自92个家庭,祖先是北欧人[7];另一组419位墨西哥裔美国人,来自23个家庭)研究,发现SELS启动子的突变体-105G→A与促炎症细胞因子IL-1β、TNF-α和IL-6的表达量增加密切相关,这个启动子的多态性正是处于内质网应激反应元件的中心,与它的抗氧化功能和作为内质网相关蛋白质降解的逆向转运通道的一个重要组成部分密切相关[2,8],提示SELS参与炎症反应的调节,并可能与许多常见的复杂性炎症相关疾病的致病机制有关。
目前有研究显示,SELS基因侧翼序列上的rs8025174和rs7178239变异与一些常见疾病如冠心病[9]、缺血性脑卒中[10]、先兆性子痫[11]以及消化道肿瘤[12-14]等呈密切相关,但与类风湿关节炎、1型糖尿病等自身免疫炎症疾病[15]和脑血管疾病[16]无相关性。在本次SELS基因候选SNPs位点与中国人群鲍曼不动杆菌感染相关性调查中,位点rs34713741的基因型与鲍曼不动杆菌感染有相关性,而位点rs4965373和rs4965814的基因型与鲍曼不动杆菌无相关性;但候选位点rs4965373和rs4965814的单倍体型GT与鲍曼不动杆菌感染有相关性,证实在鲍曼不动杆菌感染中宿主因素不容忽视,但对于其如何调控还需进一步实验研究探讨。有关SELS基因候选SNPs位点与中国人群鲍曼不动杆菌感染相关性的研究,目前国内外未见报道,本研究为进一步探讨鲍曼不动杆菌感染机制及其与宿主相互作用提供了实验基础。
1 杜新爱.硒蛋白S基因变异与疾病的研究进展[J].国外医学:医学地理分册,2013,34(1):16-19.
2 Evans BA, Hamouda A, Amyes SG. The rise of Carbapenem-Resistant acinetobacter baumannii[J]. Curr Pharm Des, 2013, 19(2): 223-238.
3 Kutikhin AG. Association of polymorphisms in TLR genes and in genes of the Toll-like receptor signaling pathway with cancer risk[J]. Hum Immunol, 2011, 72(11): 1095-1116.
4 Kryukov GV, Castellano S, Novoselov SV, et al. Characterization of mammalian selenoproteomes[J]. Science, 2003, 300(5624):1439-1443.
5 毋瑞朋,杜新爱,熊咏民.内质网驻留硒蛋白的基因多态性研究进展[J].国外医学:医学地理分册,2014,35(2):89-92.
6 Curran JE, Jowett JB, Elliott KS, et al. Genetic variation in selenoprotein S influences inflammatory response[J]. Nat Genet,2005, 37(11): 1234-1241.
7 Steinbrecher A, Méplan C, Hesketh J, et al. Effects of Selenium status and polymorphisms in selenoprotein genes on prostate cancer risk in a prospective study of European men[J]. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev, 2010, 19(11): 2958-2968.
8 Du S, Liu H, Huang K. Influence of SelS gene silence on beta-Mercaptoethanol-mediated endoplasmic reticulum stress and cell apoptosis in HepG2 cells[J]. Biochim Biophys Acta, 2010, 1800(5):511-517.
9 Alanne M, Kristiansson K, Auro K, et al. Variation in the selenoprotein S gene locus is associated with coronary heart disease and ischemic stroke in two Independent Finnish cohorts[J]. Hum Genet, 2007, 122(3/4): 355-365.
10 Li XX, Guan HJ, Liu JP, et al. Association of selenoprotein S gene polymorphism with ischemic stroke in a Chinese case-control study[J]. Blood Coagul Fibrinolysis, 2015, 26(2): 131-135.
11 Shibata T, Arisawa T, Tahara T, et al. Selenoprotein S (SEPS1)gene -105G>A promoter polymorphism influences the susceptibility to gastric cancer in the Japanese population[J]. BMC Gastroenterol,2009, 9(1): 2.
12 Slattery ML, Lundgreen A, Welbourn B, et al. Genetic variation in selenoprotein genes, lifestyle, and risk of colon and rectal cancer[J]. PLoS One, 2012, 7(5): e37312.
13 Beuten J, Gelfond JA, Franke JL, et al. Single and multivariate associations of MSR1, ELAC2, and RNASEL with prostate cancer in an ethnic diverse cohort of men[J]. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev, 2010, 19(2): 588-599.
14 Karunasinghe N, Han DY, Zhu S, et al. Serum Selenium and singlenucleotide polymorphisms in genes for selenoproteins: relationship to markers of oxidative stress in men from Auckland, New Zealand[J]. Genes Nutr, 2012, 7(2): 179-190.
15 Martínez A, Santiago JL, Varadé J, et al. Polymorphisms in the selenoprotein S gene: lack of association with autoimmune inflammatory diseases[J]. BMC Genomics, 2008, 9(6): 329.
16 Hyrenbach S, Pezzini A, Del Zotto E, et al. No association of the -105 promoter polymorphism of the selenoprotein S encoding gene SEPS1 with cerebrovascular disease[J]. Eur J Neurol, 2007, 14(10): 1173-1175.
Correlation of single nucleotide polymorphisms of selenprotein S with Acinetobacter baumanii infection
LIN Maohu1, ZHU Xiaoying1, MIAO Rui1, HE Lei2, JIA Ning31Department of Urology, The First Affliated Hospital of Chinese PLA General Hospital, Beijing 100051, China;2Department of Hepatobiliary Surgery, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China;3Department of Nosocomial Infection and Disease Control, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China
JIA Ning. Email: jianing@263.net
Objective To determine the correlation of single nucleotide polymorphisms (SNP) of selenprotein S (SELS) and Acinetobacter baumanii infection in Chinese population. Methods Four hundred and twenty-three Acinetobacter baumanii infected patients and 385 patients collected from the same ward without infection were served as experimental group and control group, respectively. The candidate SNPs of SELS (rs4965373, rs4965814 and rs34713741) were selected according to their frequency (>5%), as well as their associations with infectious diseases reported previously. SNP genotyping was performed using an improved multiplex ligation detection reaction (iMLDR) technique. The relation between Acinetobacter baumanii infection and SNPs of SELS were analyzed by multiple logistic regression model. Results All the 3 SNPs of SELS were in Hardy-Weinbeg equilibrium. The SNPs of rs34713741 was related to A. baumannii-infection (P<0.05), while the SNPs of rs4965373 and rs4965814 had no signifcant difference between the two groups (P>0.05), but the haplotype GT was identifed to have signifcant association with Acinectobacter baumannii infection (P=0.032). Conclusion Our studies suggest that the SNPs (rs4965373, rs4965814 and rs34713741) are related to the susceptibility to Acinectobacter baumannii infection in a Chinese population.
Acinetobacter baumanii; gene polymorphisms; selenprotein S
R 394.3
A
2095-5227(2015)09-0886-04
10.3969/j.issn.2095-5227.2015.09.008
时间:2015-05-07 10:00
http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3275.R.20150507.1000.001.html
2015-02-04
国家自然科学基金项目(30972523;31140046) Supported by the National Natural Science Foundation of China(30972523; 31140046)
林茂虎,男,博士,副主任医师。研究方向:泌尿外科学。Email: lintiger@163.com
贾宁,女,博士,副研究员。Email: jianing@263.net