白细胞介素-17基因多态性与山西东南地区汉族人群2型糖尿病的相关性

李燕 王琦 郑路 冯李慧 马丽 魏健 刘良姝

1长治医学院附属和平医院内分泌科（山西长治 046000）；2长治医学院内分泌代谢性疾病研究所（山西长治 046000）

2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）受环境和遗传因素共同影响［1-2］，目前全基因组关联研究已确定400多个与T2DM风险相关的遗传信号［3］，部分易感位点在包括中国汉族人在内的多个不同种族人群中得到验证［4-5］，深入研究T2DM遗传易感性，可对高危人群筛查、制定防控措施和实施个体化诊疗提供理论依据。

慢性系统性低度炎症是T2DM发生发展的重要病理生理基础［6］，且炎症因子基因多态性与T2DM相关，其基因型、等位基因频率以及基因携带率对T2DM的易感性和临床表现均有不可忽视的作用［7-8］。白细胞介素-17（interleukin-17，IL-17）可诱导趋化因子、促炎因子和基质金属蛋白酶的表达，启动组织炎症，还可诱导其他炎症细胞浸润靶器官参与组织的炎症反应，是炎症免疫细胞联系代谢性炎症的桥梁和纽带，目前已发现6个IL-17超家族成员，IL-17A是IL-17家族的原型，通常IL-17即特指IL-17A［9］。研究［10-14］表明IL-17基因多态性与白塞病、白癜风、T1DM、肿瘤等炎症免疫疾病的发生风险和严重程度密切相关，但目前尚无针对我国T2DM易感性的研究。基于此，本研究分析IL-17基因单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）在山西东南地区汉族人群的分布特征，并从基因水平上探讨IL-17基因多态性与T2DM的关系，以期对T2DM的预防及治疗提供新思路。

1 资料与方法

1.1 研究对象选取2021年1-12月在长治医学院附属和平医院国家标准化代谢性疾病管理中心就诊T2DM患者（T2DM组）101例。T2DM诊断标准依据《中国2型糖尿病防治指南（2020版）》，年龄为25 ～ 60岁，汉族人。纳入标准：（1）无糖尿病家族遗传史；（2）年龄25 ～ 60岁；（3）汉族人；（4）血糖、血压、糖化血红蛋白（HbA1c）、肝功、肾功等生化指标正常。受试者全部均来自于长治市、晋城市等中国山西东南地区。排除标准：（1）1型糖尿病、妊娠期糖尿病及其他特殊类型糖尿病；（2）受检者本人或直系亲属有自身免疫性疾病史；（3）合并肿瘤、心肝肾功能严重损害、应激状态以及其他内分泌代谢性疾病等。选取103例同期在我院精准健康管理中心体检的健康人作为正常对照组（CON组）。本研究已获得长治医学院伦理委员会批准，均签署知情同意书。

1.2 一般资料收集采集受试者一般人口学特征、既往史、个人史、家族史。测量身高、体质量、腰围（waist circumference，WC）、臀围（hip circumference，HC），计算体质指数（body mass index，BMI）、腰臀比（waist to hip ratio，WHR）。

1.3 生化指标检测测定空腹血糖（FPG）、餐后2 h血糖（2hPG）、空腹胰岛素（Fins）、HbA1c、甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）。计算稳态模型评估胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）及稳态模型评估β细胞功能指数（HOMA-β）。

1.4 全血DNA提取采用全血基因DNA提取试剂盒（凯杰生物技术有限公司）提取外周血DNA，紫外分光光度计（美国Thermo公司，Nanodrop 2000）检测DNA浓度及纯度，光密度（OD）=OD260/OD280，比值在1.8 ～ 2.0。

1.5 SNP检测由上海翼和生物有限公司对IL-17基因的SNP位点（rs2275913、rs4711998、rs8193036、rs38190244）进行基因分型。PCR扩增：95 ℃条件下，预变性 2 min，94 ℃条件下变性30 s，在55 ℃循环退火90 s，72 ℃条件下，延伸1 min，72 ℃条件下，再延伸10 min，共40个循环。多重LDR：95 ℃条件下预变性2 min，94 ℃变性30 s，55 ℃退火90 s，72 ℃条件下，延伸1 min，72 ℃条件下，再延伸10 min，共40个循环。测序：采用ABI PRISM 377 DNA Sequencer测序仪对连接产物进行基因分型。

1.6 统计学方法应用 SPSS 26.0和Plink进行统计。计量资料用均数±标准差表示，两组间比较采用独立样本t检验，多组间比较采用单因素方差分析（one-way ANOVA），两两比较采用LSD-t法；计数资料用例（%）表示，组间比较采用χ2检验；应用Plink软件进行Hardy-weinberg平衡检验，P＞ 0.05表明该研究对象符合 Hardy-Weinberg 平衡；采用二元logistic回归对不同遗传模型（共显性模型、显性模型、隐性模型）下两组IL-17基因多态性位点基因型分布频率进行比较。P＜ 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料和生化指标比较两组年龄、性别差异无统计学意义（P＞ 0.05），资料具有均衡可比性；T2DM组BMI、WC、WHR、FPG、2hPG、HbA1c、FINS、HOMA-IR和TG、TC、LDL-C均高于CON组；而HOMA-β和HDL-C则低于CON组（P＜ 0.01）（表1）。

表1 两组一般资料及生化指标的比较Tab.1 Comparison of general dataand biochemical indexes ±s

表1 两组一般资料及生化指标的比较Tab.1 Comparison of general dataand biochemical indexes ±s

观察指标例数（男/女）年龄（岁）BMI（kg/m2）WC（cm）HC（cm）WHR FPG（mmol/L）2hPG（mmol/L）HbA1c（%）FIns（mIU/L）HOMA-IR HOMA-β TG（mmol/L）TC（mmol/L）HDL-C（mmol/L）LDL-C（mmol/L）CON 103（60/43）40.25 ± 8.50 23.21 ± 3.05 81.68 ± 8.97 97.40 ± 6.52 0.84 ± 0.05 4.79 ± 0.36 5.53 ± 0.59 5.66 ± 0.65 5.92 ± 3.22 1.26 ± 0.07 100.01 ± 6.46 1.15 ± 0.36 3.87 ± 0.66 1.33 ± 0.25 2.57 ± 0.53 T2DM 101（61/40）42.34 ± 7.78 25.71 ± 3.35 92.44 ± 9.31 97.74 ± 10.74 0.99 ± 0.51 10.03 ± 3.32 18.59 ± 4.47 9.14 ± 1.91 11.64 ± 4.67 5.02 ± 0.23 53.07 ± 5.80 2.11 ± 1.80 4.82 ± 1.37 1.03 ± 0.22 3.12 ± 0.96 χ2/t值0.097 1.831 5.272 8.411 0.270 2.960 15.945 29.346 17.483 10.200 16.058 5.399 5.291 6.350 9.146 5.067 P值0.755 0.069＜ 0.001＜ 0.001 0.788 0.003＜ 0.001＜ 0.001＜ 0.001＜ 0.001＜ 0.001＜ 0.001＜ 0.001＜ 0.001＜ 0.001＜ 0.001

2.2 IL-17基因SNP位点基因型和等位基因频率分布IL-17基因rs2275913、rs4711998、rs8193036、rs38190244基因型和等位基因频率分布见表2，对4个SNP位点用行Hardy-Weinberg平衡检验，结果显示P值分别为1.27、0.67、0.14、1.08，表明4个位点各基因型和等位基因频率分布符合Hardy-Weinberg平衡定律，样本来自遗传平衡的总体，具有总的群体代表性。进一步对IL-17基因4个SNP位点分布频率分析显示，两组基因型和等位基因频率分布差异均无统计学意义（P＞0.05）（表3）。

表2 IL-17基因SNP位点基因型和等位基因频率的总体分布Tab.2 Overall distribution of genotype and allele frequency of IL-17 gene 例（%）

表3 两组IL-17基因SNP位点基因型及等位基因频率分布Tab.3 The genotype and allele frequency distribution of IL-17 gene n the two groups

2.3 不同模型下两组基因型的分布频率比较两组IL-17基因4个位点不同基因型在共显性模型、显性模型和隐性模型下的分布频率差异无统计学意义；在调整年龄、BMI、WC、血脂异常后，采用logistic回归模型探讨基因型与T2DM的风险关系，结果差异无统计学意义（表4）。

表4 在不同遗传模型下两组IL-17基因SNP位点基因型分布频率Tab.4 Comparison of the genotype frequency of IL-17 gene SNP locus between the two groups under different genetic models 例（%）

2.4 T2DM组IL-17基因SNP位点各基因型临床和实验指标比较T2DM组IL-17基因rs2275913位点GG、AG、AA三种基因型间FPG和HOMA-IR水平逐渐降低，AA基因型者FPG和HOMA-IR水平显著低于GG/AG基因型者，且三组间差异有统计学意义（P＜ 0.05），而GG、AG、AA三种基因型患者的FIns、HbA1c、HOMA-β水平差异无统计学意义（P＞ 0.05）。T2DM组rs3819024位点AA、GA、GG三种基因型间WC、HOMA-IR水平逐渐降低，AA基因型者WC是GG基因型者的1.1倍，HOMAIR是GG基因型者的1.3倍，差异有统计学意义（P＜ 0.05），此外，AA、GA、GG三种基因型患者的BMI、FPG、HOMA-β水平差异无统计学意义（P＞0.05）。T2DM组各临床和实验指标在rs4711998、rs8193036位点的三种基因型间差异均无统计学意义（P＞ 0.05）（表5）。

表5 T2DM组IL-17基因SNP位点各基因型临床和实验指标比较Tab.5 Comparison of clinical index levels among each genotype of IL-17 gene SNP locus in T2DM population ±s

表5 T2DM组IL-17基因SNP位点各基因型临床和实验指标比较Tab.5 Comparison of clinical index levels among each genotype of IL-17 gene SNP locus in T2DM population ±s

注：与AA基因型相比，aP ＜ 0.05

相关指标F值P值BMI（kg/m2）WC（cm）FPG（mmol/L）HbA1c（%）FINS（mIU/L）HOMA-IR HOMA-β GA 25.55 ± 3.01 92.27 ± 9.38 10.27 ± 0.46 9.12 ± 0.24 11.75 ± 0.68 5.13 ± 0.31 47.66 ± 5.58 GG 26.51 ± 3.70 93.89 ± 8.38 10.63 ± 0.58a 9.32 ± 0.33 12.22 ± 0.76 5.57 ± 0.40a 58.84 ± 13.81 0.594 0.945 3.791 0.335 1.133 4.928 0.591 0.325 0.416 0.026 0.716 0.326 0.009 0.556相关指标BMI（kg/m2）WC（cm）FPG（mmol/L）HbA1c（%）FINS（mIU/L）HOMA-IR HOMA-β rs2275913基因型AA 25.95 ± 3.68 90.03 ± 1.86 8.02 ± 0.66 8.84 ± 0.63 10.10 ± 1.07 3.51 ± 0.44 64.99 ± 11.66 rs3819024基因型AA 26.67 ± 3.47 95.26 ± 8.10 11.07 ± 0.52 9.54 ± 0.33 11.35 ± 0.73 5.49 ± 0.39 38.84 ± 3.73 rs4711998基因型AA 26.12 ± 3.27 92.75 ± 3.17 9.78 ± 0.55 9.37 ± 0.31 11.46 ± 0.62 4.74 ± 0.30 55.73 ± 7.38 rs8193036基因型CC 25.80 ± 3.14 91.00 ± 8.88 10.44 ± 0.58 9.41 ± 0.31 10.96 ± 0.83 4.81 ± 0.38 50.97 ± 8.42 GA 25.84 ± 3.23 92.04 ± 9.01 9.68 ± 0.46 8.83 ± 0.24 12.36 ± 0.69 5.14 ± 0.31 58.77 ± 9.53 GG 25.17 ± 3.27 88.41 ± 10.90a 9.10 ± 0.90 9.28 ± 0.56 10.20 ± 1.10 3.83 ± 0.50a 68.86 ± 16.83 F值P值1.377 3.401 2.694 1.438 1.530 3.407 2.407 0.188 0.032 0.073 0.242 0.222 0.037 0.095相关指标F值P值BMI（kg/m2）WC（cm）FPG（mmol/L）HbA1c（%）FIns（mIU/L）HOMA-IR HOMA-β AG 25.76 ± 3.27 91.61 ± 3.21 10.04 ± 0.47 8.68 ± 0.23 11.39 ± 0.79 4.95 ± 0.36 53.59 ± 11.50 GG 26.33 ± 3.27 93.88 ± 3.33 10.83 ± 0.79 9.72 ± 0.61 12.98 ± 1.36 6.11 ± 0.72 42.85 ± 6.65 0.197 0.350 0.541 2.209 0.663 2.045 0.261 0.648 0.786 0.584 0.115 0.517 0.134 0.771相关指标F值P值BMI（kg/m2）WC（cm）FPG（mmol/L）HbA1c（%）FIns（mIU/L）HOMA-IR HOMA-β TC 26.14 ± 3.66 93.37 ± 9.78 9.37 ± 0.40 8.8 ± 0.25 12.0 ± 0.54 4.92 ± 0.28 58.49 ± 10.0 TT 26.16 ± 2.78 93.82 ± 9.02 11.04 ± 0.95 9.46 ± 0.64 12.58 ± 1.49 6.02 ± 0.77 40.76 ± 6.80 0.781 0.244 0.257 0.407 0.336 0.315 0.190 0.127 0.870 1.855 1.349 0.839 1.508 0.511

3 讨论

本研究发现IL-17基因rs2275913、rs3819024、rs4711998、rs8193036多态性与山西省东南地区汉族人群T2DM无关，而IL-17rs2275913位点AA基因型、rs3819024位点GG基因型分别与山西东南地区汉族T2DM患者FPG和HOMA-IR、WC和HOMA-IR相关，可能是IL-17影响糖代谢的潜在基因型。

rs2275913位于活化T细胞核因子结合基序内，是IL-17启动子的关键调节因子，对IL-17基因表达的调控有显著影响［15］。ALEKSANDROVA等［14］发现，结直肠癌患者IL-17基因rs2275913位点AG基因型降低，其中疾病晚期患者AG基因型携带者明显少于疾病早期。ABDELLAH等［13］的研究也发现，携带rs2275913GG基因型的受试者发生类风湿性关节炎的风险较对照组高7倍，与GA和AA基因型相比，GG基因型血清IL-17水平、疾病活动性评分明显增高。然而，本研究显示山西省东南地区汉族人群IL-17基因位点rs2275913的等位基因与基因型与T2DM无关。与我们的研究类似，一项以巴西东南部T2DM合并中重度牙周炎受试者为对象的研究也未发现IL-17基因位点rs2275913的等位基因与基因型与牙周炎和/或T2DM有关［16］。另一项研究表明，T1DM患者IL-17基因rs2275913与T1DM无显著相关性，但该研究显示rs4819554的GG基因型频率低于对照组，且GG基因与T1DM风险降低相关［12］。究其原因一方面可能与本研究样本量偏小，统计效能不足有关；另一方面由于T2DM遗传机制复杂，导致单一基因的SNP位点极其可能被其他保护性因素所掩盖，故需进一步扩大样本量进行深入研究。

本研究还研究了IL-17基因rs4711998、rs3819024和rs8193036位点，它们与rs2275913临近，同位于启动子区5′端非编码区。研究发现IL-17基因位点rs4711998、rs2275913基因型和等位基因与白塞氏病无关，但rs8193036位点CT基因型和T等位基因与疾病易感性呈正相关［10］。另外，有学者发现［17］rs8193036位点基因多态性与中国汉族人群肺结核易感性增加有关，与携带rs8193036TT基因型的个体相比，rs8193036CC基因型个体在抗CD3/28刺激下产生的IL-17量显著低于前者，进一步实验证实rs8193036等位基因C较等位基因T表现出较低的启动子转录活性，提示rs8193036为功能性SNP，可通过影响转录因子活性调节IL-17表达。也有研究呈现相反结果，LI等［18］发现IL-17基因多态性（位点rs2275913、rs3748067、rs8193036和rs3819024）与肺结核易感性无关。本研究对T2DM人群和健康人群IL-17基因rs4711998、rs3819024和rs8193036位点SNP进行分型检测，结果并未发现两组间遗传模型存在差异，表明山西省东南地区汉族人群上述位点SNP可能与T2DM遗传易感性无明显关联。不过这可能与研究样本量有限，再加上研究对象仅为山西东南地区汉族人群有关，中国人群IL-17基因与T2DM的相关性尚需进一步研究验证。

本研究进一步探索了T2DM人群临床和生化指标在IL-17基因4个SNP位点的不同基因型间的差异。结果显示，T2DM人群临床指标在rs2275913和rs3819024位点基因型存在一定差异。在IL-17基因位点rs2275913三种基因型间，AA型FPG和HOMA-IR水平明显低于AG/GG型，提示该位点G→A突变有可能会改变IL-17相关基因转录活性，降低IL-17的表达，从而改善T2DM患者的糖代谢以及IR。相一致的是，与AG/GG型相比，AA型FIns、HbA1c也呈逐渐下降趋势，但尚需进一步扩大样本量验证。另外，我们的研究结果还显示，T2DM人群IL-17基因rs3819024位点GG型WC、HOMA-IR水平明显低于AA型，提示G等位基因极有可能是T2DM基因多态性位点的保护基因，但需进一步扩大样本量证实。

总之，本研究初次探讨了中国汉族人群IL-17基因启动子区4个位点多态性与T2DM发病风险的关联。研究发现IL-17基因rs2275913位点的基因型与T2DM人群FPG和HOMA-IR存在相关性，rs3819024位点的基因型与T2DM人群FPG和WC存在相关性，提示IL-17基因多态性在一定程度上会影响T2DM人群的糖脂代谢水平，进一步从分子遗传学角度探索了T2DM的易感性，为T2DM的精准治疗提供理论基础。