白介素-1β基因多态性与精神分裂症的关联研究

刘洪杨，田海佳

精神分裂症(schizophrenia，SZ)是一组重性精神疾病，其病因和发病机制未明。研究[1]表明免疫系统异常可能与SZ的发病有关，特别是单核细胞和小胶质细胞的异常激活。单核细胞在激活时释放促炎细胞因子白介素-1β(IL-1β)，已有研究[2]发现SZ患者存在IL-1β的异常表达水平。Liu等[3]报道外周血单核细胞中的IL-1β在SZ患者及其一级亲属中均存在高表达，表明遗传因素参与至其中。IL-1β基因位于染色体2q14区域，有研究[4]报道了此区域与SZ的密切关联。已有研究[5]发现IL-1β基因单核苷酸多态性(SNP)-511位点与SZ存在关联，且发现-511位点与IL-1β细胞因子蛋白表达水平有关，但结果仍不一致。因此，本研究旨在探讨IL-1β基因-511位点基因多态性与SZ及其临床特征的关系。

1 对象和方法

1.1 对象 SZ组：选取2016年6月至2019年1月就诊于温州医科大学附属康宁医院的SZ患者320例。入组标准：符合美国《精神障碍诊断与统计手册》第4版(DSM-IV)SZ的诊断标准；年龄18～45岁；汉族；入组前病情处于稳定状态至少6个月。排除标准：符合DSM-IV中其他精神疾病诊断；入组前6个月内使用过无抽搐电休克治疗；合并严重躯体或中枢系统疾病；妊娠或哺乳期妇女；药物成瘾或依赖。对照组：同期在该地区通过广告形式招募的社区健康志愿者284名。入组标准：年龄18～45岁；汉族。排除标准：精神疾病史或精神疾病家族史；严重躯体疾病；孕妇或哺乳期妇女；精神活性物质使用或酒依赖者。所有受试者在入组前均自愿参与本研究并签署知情同意书，本研究方案已通过本院伦理委员会批准。

1.2 方法

1.2.1 一般资料及临床信息收集 收集所有受试者的一般人口学资料，包括年龄、性别、受教育程度，同时收集SZ患者的临床特征信息如发病年龄等。

1.2.2 精神症状评估 入组当天询问SZ患者的病史并进行精神检查，采用阳性和阴性症状量表(PANSS)评估患者的精神病性症状，该量表包括阳性症状分、阴性症状分、一般精神病理症状分。由两名经过一致性培训的主治医生独立评估，评估员组内一致性较好(r>0.80)。

1.2.3 基因型检测 采集被试的外周静脉血5 ml于EDTA抗凝管中，采用天根血液基因组DNA提取试剂盒提取全血DNA，并保存于-80 ℃冰箱。应用Taqman探针基因分型技术检测IL-1β基因-511位点的单核苷酸多态性。Taqman SNP Genotyping MasterMix试剂盒和TaqMan SNP Genotyping Product试剂盒均购自美国ABI 公司。PCR反应在7 900 HT荧光实时定量PCR 仪上进行。反应体系为5 μl，包括2×Taqman Master Mix试剂 2.0 μl，40×Taqman Genotyping Assay试剂0.05 μl，模板20 ng，反应共50个循环。PCR反应条件：95 ℃ 10 min，95 ℃ 15 s，60 ℃ 1.5 min。采用序列检测系统SDS(version 2.1)软件采集荧光信号。

1.2.4 统计学方法 采用SPSS 22.0软件，计数资料比较采用卡方检验，计量资料比较采用独立样本t检验。采用SHEsis关联分析软件进行Hardy-Weinberg(HW)平衡检验以及等位基因、基因型和单倍型频率的比较。不同基因型患者PANSS评分比较采用协方差分析。检验显著性为0.05，双侧检验。

2 结果

2.1 两组一般人口学资料比较 SZ组：男138例，女182例；年龄18～40岁，平均(22.88±5.15)岁；受教育年限(12.59±2.86)年；发病年龄(21.85±5.11)岁；PANSS总分(77.71±6.83)；阳性症状分(18.26±4.22)；阴性症状分(22.37±4.75)；一般精神病性症状分(37.08±5.33)。对照组：男104名，女180名；年龄19～45岁，平均(23.77±5.17)岁；受教育年限(13.23±2.46)年。两组性别比较差异无统计学意义(P>0.05)；年龄、受教育年限比较差异有统计学意义(P<0.05)。

2.2 两组IL-1β基因-511位点等位基因和基因型分布比较 两组IL-1β基因-511位点基因型分布均符合HW平衡(χ2=1.50，3.18，P均>0.05)。-511位点GG、GA和AA基因型分布两组间比较差异无统计学意义(χ2=2.41，P=0.30)；G、A等位基因频率分布两组间比较差异无统计学意义(χ2=0.03，P=0.85)。见表1。

表1 两组IL-1β基因-511位点基因型和等位基因频率比较(例数，%)

2.3 IL-1β基因-511位点不同基因型患者临床特征比较 -511位点的AA基因型在中国汉族人群中的分布频率较低，因此本研究将AA和AG基因型并为一组，与GG基因型比较疾病严重程度的差异。AA+AG组与GG组一般资料比较在年龄和发病年龄上差异有统计学意义(P均<0.01)。见表2。

为了排除年龄和发病年龄对疾病严重程度的影响，将其作为协变量纳入多因素方差分析中。结果发现，携带A等位基因的患者阴性症状分和PANSS总分显著高于不携带A等位基因的患者(P均<0.01)；两组阳性症状分和一般精神病理症状分比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。

表2 SZ组-511位点不同基因型患者临床资料比较例数)

表3 SZ组-511位点不同基因型PANSS评分比较

3 讨论

IL-1β基因是SZ的候选基因，不仅参与炎症反应，在中枢神经系统发育中也起着至关重要的作用。IL-1β刺激星形胶质细胞增殖并产生多种细胞因子和营养因子，促进神经干细胞向多巴胺能神经元分化并调节多巴胺神经元的发育，还参与多巴胺能神经毒性相关的损伤。研究[6]表明位于IL-1β基因启动子区域的-511多态性位点参与调控IL-1β细胞因子的表达水平。宋学勤等[5]发现在IL-1β基因-511位点，携带A等位基因的SZ患者IL-1β水平明显高于不携带A等位基因的患者。关联研究[7-8]表明，IL-1β 基因-511位点多态性遗传变异可能与SZ的易感性密切相关，然而一项meta分析[9]却不支持该易感性；既往研究结论仍不一致。

本研究结果显示，IL-1β基因-511位点GG、GA和AA基因型以及G、A等位基因频率分布在SZ组与对照组间差异无统计学意义，表明-511位点多态性与中国汉族人群精神分裂症无显著性关联；提示该位点可能与疾病无关，与一项meta分析[9]的结论一致。Meisenzabl等[10]研究发现IL-1β基因-511位点基因多态性与SZ无显著相关，但遗传影像学研究发现携带风险等位基因的SZ患者表现出双侧额颞叶灰质体积减少和广泛的白质结构缺损。但在高加索人群中的一些研究[11]报道了SZ与IL-1β基因-511位点基因多态性的显著相关性。一项meta分析[8]也显示IL-1β基因-511位点与高加索SZ人群存在中等程度的正相关，但在亚洲人群中却不存在。因此，IL-1β基因-511位点与SZ相关性不一致的可能原因是种族差异。其他可能的因素包括单个SNP位点的微效性、SZ诊断的高异质性以及不同的人群分层导致的差异。

本研究还发现，携带IL-1β基因-511位点A等位基因的患者PANSS阴性症状分和总分高于不携带A等位基因的患者，而两组阳性症状分和一般精神病理分比较无差异；提示-511位点多态性与SZ阴性症状有关。Zhu等[12]发现IL-1β细胞因子水平增高，李明等[13]发现以阴性症状为主的SZ患者IL-1β水平较高，且与PANSS阴性症状分呈正相关；提示阴性症状的病理基础可能与神经炎性反应和神经细胞损伤有关。因此，-511位点多态性可能通过影响IL-1β蛋白表达水平进而影响SZ的阴性症状。

综上所述，本研究未发现IL-1β基因-511位点与SZ发病的相关性，但提示该位点与疾病阴性症状的严重程度有关。本研究也存在局限性：首先，基因单核苷酸多态性的关联分析样本量仍相对较小；其次，本研究纳入的患者和对照人群年龄比较有差异，但由于基因的相对稳定性，我们认为年龄的差异对结果影响较小；最后，本研究采用的是横断面设计，结论仍需谨慎。未来仍需要设计更严谨的前瞻性、大样本研究，以验证IL-1β基因-511位点与精神分裂症及其阴性症状的相关性。