ST2基因多态性与汉族人群糖尿病的相关性研究＊

文 强， 吴芳琴， 吴晶晶， 杨进华， 连亦田， 陈朱越， 程龙献， 舒砚文

ST2基因多态性与汉族人群糖尿病的相关性研究＊

文 强， 吴芳琴， 吴晶晶， 杨进华， 连亦田， 陈朱越， 程龙献， 舒砚文△

华中科技大学同济医学院附属协和医院心血管内科，武汉 430022

目的 探究ST2基因单核苷酸多态性（SNPs）与糖尿病发病风险的相关性。方法 选取2008～2010年收治的1 726例资料完整的住院患者，将其分为糖尿病组（409例）和非糖尿病组（1 317例），利用HapMap数据库选取10个ST2基因标签SNPs，采用TagMan荧光探针法检测位点多态性，应用Logistic回归模型分析SNPs与糖尿病发病风险之间的相关性。结果 ①所选10个ST2基因SNPs中rs10515922基因型频数在糖尿病组和非糖尿病组的分布差异具有统计学意义（P＝0.035）；二元Logistic回归分析在校正年龄、性别、体重指数（BMI）、腰围、甘油三酯、总胆固醇、吸烟、饮酒、高血压病及冠心病后，相比其TT基因型，TC、TC＋CC基因型糖尿病风险分别下降34%和33%（95%CI 0.493～0.883，P＝0.005；95%CI0.506～0.889，P＝0.005）；不同rs10515922基因型患者之间的BMI、腰围、甘油三酯、总胆固醇水平差异无统计学意义。②与非糖尿病组相比，糖尿病组更易患冠心病和高血压病（62.6%vs.45.3%，P＜0.01；57.2%vs.37.5%，P＜0.01）。结论 ST2基因rs10515922可能是汉族人群糖尿病的独立保护因素。

糖尿病； 单核苷酸多态性； ST2基因

ST2基因表达跨膜型（mST2）和分泌型（sST2）2种蛋白，其中mST2作为Th2细胞的表面标志物是抗炎因子白细胞介素（IL）-33的孤儿受体［1］。IL-33／ST2通路被证明可以抑制泡沫细胞和粥样斑块的形成［2－3］，对冠心病起到保护作用。研究表明IL-33／ST2通路还参与哮喘、类风湿性关节炎、炎症性肠病等多种炎症性疾病的发生发展［46］。炎症和肥胖是糖尿病的重要发病机制［7］，近年来的研究显示IL-33／ST2通路可减轻ob／ob小鼠脂肪积聚，缓解脂肪组织炎症状态，改善胰岛素抵抗（IR），与糖尿病密切相关［8］。本研究旨在研究ST2基因单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms，SNPs）与汉族人群糖尿病发病风险的相关性。

1 资料与方法

1.1 研究对象

从2008～2010年就诊于武汉市协和医院、同济医院、武钢医院的住院患者中纳入资料完整的糖尿病患者409名和非糖尿病患者1 317名，研究对象均为汉族人且相互之间无血缘关系。糖尿病的入选标准参照WHO（1999）标准:空腹血糖≥7.0mmol／L和（或）餐后2h血糖≥11.1mmol／L。既往糖尿病史或近2周服用降糖药物者也被纳入糖尿病组。排除标准包括:既往行胰腺切除术者，严重肝功能不全者；哮喘病患者；过敏性疾病患者；恶性肿瘤患者。

1.2 问卷调查、体格检查及实验室检查

采用设计好的调查问卷，由患者本人填写，获取年龄、身高、体重、饮酒史、吸烟史、既往病史、用药史等基线资料及其知情同意。定义一生中吸烟数≥100支者为吸烟者，反之为不吸烟者；定义平均每日饮白酒≥50g且连续饮用达1年及以上者为饮酒者，反之为不饮酒者；定义立位时水平通过髂前上嵴和第12肋下缘连线中点平面紧贴但不压迫软组织时的周径为腰围；体重指数（BMI）＝体重／身高2（kg／m2）；采用水银血压计测量入院时血压，将收缩压≥140mmHg和／或舒张压≥90mmHg或有高血压病病史的研究对象诊断为高血压病患者；血管造影术证实至少1支主要冠状动脉狭窄程度达到50%以上的研究对象被诊断为冠心病患者；通过临床病历资料获取研究对象入院后总胆固醇、甘油三酯等相关生化指标数据。

1.3 位点的选择及检测

利用Hapmap数据库（http:／／www.hapmap.org）并依据纳入标准r2≥0.8以及最小等位基因频率≥0.01，从ST2基因序列中选取10个SNPs（rs13006559、rs951774、rs10515922、rs11685424、 rs3821204、rs6543116、rs3755278、rs13431828、rs12999364及rs10206753）。用5mL肝素抗凝试管采集静脉血，按照Puregene试剂盒（Gentra System Inc.，USA）说明书提取分离DNA。采用Taqman SNP等位基因分析技术（Applied Biosystems，USA），通过ABI 7900HT仪器检测SNPs基因型。链式酶聚合反应（PCR）5μL体系包含5ng DNA，2.5μL 2×TaqMan Universal PCR Master Mix No AmpErase UNG以及0.125μL 40×Assay Mix。反应条件:95℃10min，92℃15min（40次），60℃1 min。在每个384孔反应板中包含2个空白对照（双蒸水）和2个复制质控样品组（有100%吻合度）。

1.4 统计学分析

连续变量以均数±标准差（¯x±s）表示，组间均数比较采用t检验；分类变量以频数（百分比）表示，频数分布差异采用卡方检验。二元Logistic回归模型分析SNPs与糖尿病发病风险的相关性，并校正相关因素、计算优势比（OR）及相应的95%置信区间（CI）。以上数据分析均采用SPSS 12.0统计学软件。Hardy-Weinberg平衡检验采用Hploview4.2软件分析。

2 结果

2.1 临床资料

与非糖尿病组相比，糖尿病组冠心病和高血压病患病率较高（62.6%vs.45.3%，P＜0.01；57.2% vs.37.5%，P＜0.01），饮酒比例较低（26.2% vs.32.3%，P＜0.05），腰围、甘油三酯及总胆固醇水平较高（P＜0.01）。两组在吸烟分布和BMI水平的差异无统计学意义（表1）。

表1 研究对象临床资料比较（¯x±s）Table1 Comparison of clinical features of study subjects（¯x±s）

2.2 SNPs等位基因频率及基因型频数的分布

所选10个SNPs均符合Hardy-Weinberg平衡（P＝0.193 4～1.0），表明我们的观察人群具有群体代表性。SNPs基因型频数及等位基因频率在糖尿病组和非糖尿病组的分布如表2所示，结果发现rs10515922基因型频数在两组分布具有统计学差异（P＝0.035），其等位基因C在总体中的频率为13.4%。未发现其余SNPs基因型频数在两组的分布差异具有统计学意义。

表2 ST2基因10种SNPs基因型频数及等位基因频率分布Table2 Distribution of genotype and allele frequencies of 10SNPs in ST2gene region

2.3 SNPs与糖尿病的关联分析

非条件二元Logistic回归分析发现rs10515922与糖尿病相关（P＝0.036），在校正年龄、性别、BMI、腰围、甘油三酯、总胆固醇、吸烟、饮酒、高血压病及冠心病后发现，与TT型相比，TC、TC＋CC型患者糖尿病的患病风险分别降低34.0%、33.0%（OR＝0.660，95%CI 0.493～0.883，P＝0.005；OR＝0.670，95%CI 0.506～0.889，P＝0.005），CC型患者糖尿病的患病风险无显著差异（OR＝0.790，95%CI 0.338～1.850，P＝0.588）。未发现其余SNPs与糖尿病显著相关。

2.4 rs10515922与糖尿病相关危险因素分析

对BMI、腰围、甘油三酯、总胆固醇进行分析，未发现这些危险因素在rs10515922各基因型间的分布存在显著差异（表3）。

表3 rs10515922各基因型在糖尿病相关危险因素的分布差异（¯x±s）Table3 Difference of the distribution of rs10515922genotypes in DM-related risk factors（¯x±s）

3 讨论

众所周知2型糖尿病是一种慢性炎症性疾病，肥胖所致的炎症在其发生发展中起到重要作用［9］。IL-33／ST2通路介导Th2型免疫反应［1］减轻脂肪组织炎症主要表现在:一方面促进Th2细胞聚集，增加IL-5、10、13等Th2型细胞因子的分泌，另一方面促进其中的巨噬细胞M2型分化［8］。给予ob／ob小鼠外源IL-33处理后与PBS对照组相比，脂肪含量下降13%，空腹血糖及给予糖负荷后的血糖均显著下降。为验证IL-33是否通过ST2发挥作用，研究人员敲除了BALB／c小鼠ST2基因，随后发现高脂饮食更易诱导脂肪积累、肥胖以及血糖稳态的破坏［8］。

sST2对糖尿病的预警作用已被临床关注，一项纳入3 450例研究对象的横断面研究在校正年龄、BMI、吸烟、高密度脂蛋白、房颤、左室肥大、收缩压及高血压用药史后发现sST2与糖尿病相关（P＜0.01）［10］。在涉及ST2基因SNPs的相关研究中，一项针对492名墨西哥5～17岁儿童进行的全基因组关联研究发现ST2基因rs13431828和rs1041973与哮喘相关（均P＜0.01）［11］；另一项纳入3 963名新生儿的前瞻性研究发现rs1041973A等位基因是哮喘的低危因素（OR0.7，95%CI 0.54～0.90）［12］；rs13431828还被报道与慢性鼻窦炎相关［13］；rs11685464与汉族人群急性冠脉综合征相关［14］。而ST2基因SNPs与糖尿病的相关性研究目前尚未见报道，我们的研究首次发现rs10515922与汉族人群糖尿病的发病风险相关。尽管标签SNPs涵盖了大多数ST2基因SNPs，但某些微效应基因相互之间或与其他易感基因通过交互作用对疾病的发生可能产生重要影响，因此我们进行了广义多因子降维分析，未发现所选10个SNPs间存在基因-基因交互作用。

肥胖所致脂质代谢紊乱可能是糖代谢异常者体内炎症的始动因素之一［15］。与PBS对照处理相比，ob／ob小鼠给予IL-33处理可降低血清总胆固醇水平［8］；一项纳入639例受试者的横断面研究发现血清sST2水平在调整年龄、性别后与糖尿病的危险因素如甘油三脂、血糖等显著相关（均OR＞1）［16］。本研究也进一步分析了rs10515922与糖尿病相关的危险因素的交互作用，未发现BMI、腰围、甘油三酯、总胆固醇在不同基因型间的分布存在统计学差异（表3），这可能是由于部分患者有规律服用降糖及降脂药等用药史。由于缺乏血清sST2及ST2基因mRNA数据，无法分析rs10515922与两者的关系，加之横断面研究的本质，因而无法分析其与疾病发生的因果关系。

综上所述，通过回顾性病例对照研究首次发现ST2基因rs10515922在汉族人群中与糖尿病发病风险相关，但本研究仅限于所选10个SNPs，更深入的机制分析还有待于在其他人群或更大样本量中对其他位点的进一步研究。

［1］ Schmitz J，Owyang A，Oldham E，et al.IL-33，an interleukin-1－like cytokine that signals via the IL－1receptor－related protein ST2and induces T helper type 2-associated cytokines［J］.Immunity，2005，23（5）:479-490.

［2］ McLaren J E，Michael D R，Salter R C，et al.IL-33reduces macrophage foam cell formation［J］.J Immunol，2010，185（2）:1222-1229.

［3］ Miller A M，Xu D，Asquith D L，et al.IL-33reduces the development of atherosclerosis［J］.J Exp Med，2008，205（2）: 339－346.

［4］ Pastorelli L，De Salvo C，Vecchi M，et al.The Role of IL-33in gut mucosal inflammation［J］.Mediators Inflamm，2013，2013:608187.Epub 2013May 23.

［5］ Miller A M.Role of IL-33in inflammation and disease［J］.J Inflamm（Lond），2011，8（1）:22.

［6］ Milovanovic M，Volarevic V，Radosavljevic G，et al.IL-33ST2 axis in inflammation and immunology［J］.Immunol Res，2012，52（1／2）:89－99.

［7］ Heraclides A，Jensen T M，Rasmussen S S，et al.The pro-inflammatory biomarker soluble urokinase plasminogen activator receptor（suPAR）is associated with incident type 2diabetes among overweight but not obese individuals with impaired glucose regulation:effect modification by smoking and body weight status［J］.Diabetologia，2013，56（7）:1542-1546.

［8］ Miller A M，Asquith D L，Hueber A J，et al.Interleukin-33induces protective effects in adipose tissue inflammation during obesity in mice［J］.Circ Res，2010，107（5）:650-658.

［9］ Richardson V R，Smith K A，Carter A M.Adipose tissue inflammation:Feeding the development of type 2diabetes mellitus［J］.Immunobiology，2013，218（12）:1497-1504.

［10］ Coglianese E E，Larson M G，Vasan R S，et al.Distribution and clinical correlates of the interleukin receptor family member soluble ST2in the Framingham Heart Study［J］.Clin Chem，2012，58（12）:1673-1681.

［11］ Wu H，Romieu I，Shi M，et al.Evaluation of candidate genes in a genome－wide association study of childhood asthma in Mexicans［J］.J Allergy Clin Immunol，2010，125（2）:321-327.

［12］ Savenije O E，Kerkhof M，Reijmerink N E，et al.Interleukin-1 receptor－like 1polymorphisms are associated with serum IL1 RL1-a，eosinophils，and asthma in childhood［J］.J Allergy Clin Immunol，2011，127（3）:750-756.

［13］ Castano R，Endam L M，Desrosiers M，et al.Evidence of association of interleukin-1receptor-like 1gene polymorphisms with chronic rhinosinusitis［J］.Am J Rhinol Allergy，2009，23（4）:377-384.

［14］ Tu X，Nie S F，Liao Y H，et al.The IL-33-ST2Lpathway is associated with coronary artery disease in a Chinese Han population［J］.Am J Hum Genet，2013，93（4）:652-660.

［15］ Yin J J，Peng Y，Wu J C，et al.Toll-like receptor 2／4links to free fatty acid-induced inflammation and beta-cell dysfunction［J］.J Leukoc Biol，2014，95（1）:47-52.

［16］ Miller A M，Purves D，McConnachie A，et al.Soluble ST2associates with diabetes but not established cardiovascular risk factors:a new inflammatory pathway of relevance to diabetes［J］.PLoS One，2012，7（10）:e47830.

（2014-04-29 收稿）

Association between ST2 Gene Polymorphisms and Diabetes Mellitus in the Han Population

Wen Qiang，Wu Fangqin，Wu Jingjing et al
Department of Cardiology，Union Hospital，Tongji Medical College，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430022，China

Objective To investigate the relationship between ST2gene polymorphisms and diabetes mellitus（DM）risk in the Han population.Methods A total of 1 726inpatients（Han Chinese）with complete medical records who were treated in our hospital between 2008and 2010were enrolled in the study.They were divided into DM group（n＝409）and non-DM group（n＝1 317）.Ten tagger single nucleotide polymorphisms（SNPs）in ST2gene region were selected by using HapMap database.The alleles were determined by using the TaqMan fluorescent probes.Logistic regression model was used to analyze the association between the 10SNPs and DM.Results ①The distribution of rs10515922genotype frequencies was significantly different between the two groups（P＝0.035）；binary logistic analysis showed that after adjusting for age，gender，body mass index（BMI），waistline，triglyceride and total cholesterol levels，smoking，drinking，hypertension and coronary heart disease，the risk for DM was decreased by 34%and 33%，respectively，in patients with TC and TC＋CC genotypes when compared with those with TT genotype［95%CI0.493－0.883，P＝0.005；95%CI 0.506－0.889，P＝0.005）；no significant difference was noted in BMI，waistline，triglyceride and total cholesterol levels between patients with rs10515922genotypes.②Patients in DM group compared to non-DM group had higher prevalence of hypertension and coronary heart disease（57.2%vs.37.5%，P＜0.01；62.6% vs.45.3%，P＜0.01）.Conclusion SNP rs10515922in ST2gene region is probably an independent protective factor for DM in the Han Chinese population.

diabetes mellitus； single nucleotide polymorphisms； ST2gene

R587.1

10.3870／j.issn.1672-0741.2015.03.006

＊国家自然科学基金资助项目（No.81172750）

文 强，男，1988年生，博士研究生，E-mail:438955251＠qq.com

△通讯作者，Corresponding author，E-mail:shuyanwen＠yahoo.com