载脂蛋白E基因多态性与散发性老年性痴呆病的关系

中国病理生理杂志 2000年第8期第16卷 论　　著

作者：崔天盆　周新　徐红　郑芳

单位：崔天盆（湖北医科大学第二临床学院检验系， 武汉 430071）；周新（湖北医科大学第二临床学院检验系， 武汉 430071）；徐红（湖北省恩施州中心医院）；郑芳（湖北医科大学第二临床学院检验系， 武汉 430071）

关键词：载脂蛋白E类；阿尔茨海默病；基因；增强子元件

　　［摘　要］　 目的： 探讨载脂蛋白E（apoE）外显子4和增强子元件基因多态性与散发性Alzheimer病（AD）的关系。方法： 应用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性（PCR-RFLP）技术分别检测apoE外显子4和内含子1内增强子元件（IE1）基因型。结果： （1）ApoE外显子4基因多态性：AD组ε3/4基因型频率（0.381）和ε4等位基因频率（0.226）显著高于对照组（P＜0.05）。（2）ApoE IE1基因多态性AD组G/G基因型频率（0.595）显著高于对照组（P＜0.05）。（3）有apoE ε4个体患AD风险为无ε4个体的3倍，比值比为2.932，95%可信区间1.379～6.226; G/G基因型个体患AD风险为G/C、C/C个体的2倍，比值比为2.223，95%可信区间1.075～4.599; 经统计分析发现apoE ε4与IE1 G/G呈非常显著性正相关（P＜0.01）；排除apoE ε4后发现IE1 G/G与AD发病风险无关。结论： ApoE ε4等位基因是个体发生AD的危险因素，IE1 G/G增加AD发病风险是因其与ε4相关所致。

　　［中图分类号］　R749.1　　　［文献标识码］　A

　　［文章编号］　1000-4718(2000)08-0741-03

Relationship between apolipoprotein E gene polymorphism

　　and sporadic Alzheimer's disease

CUI Tian-pen，ZHOU Xin，XU Hong, ZHENG Fang

　　(Department of Medical Laboratory Science, Second College of

　　Clinical Medicine, Hubei Medical University, Wuhan 430071，China)

　　［Abstract］　 AIM： To evaluate the association between apolipoprotein E(apoE) gene polymorphism and sporadic Alzheimer's disease (AD). METHOD： A case-control study was undertaken detecting the polymorphism of apoE by polymerase chain reaction and restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP). RESULTS：(1) The frequencies of ε3/4 genotype and ε4 allele in AD were significantly higher than that in age-matched controls(P＜0.05). (2) The frequency of G/G genotype for apoE IE1 in AD was significantly higher than that in age-matched control (P＜0.05). (3) The apoE ε4 allele was associated with a tripling of the risk for AD compared with no ε4 allele (odd ratio 2.932,95% CI 1.379～6.226);Homozygosity of the G allele in IE1 was associated with a doubling of the risk for AD compared with the G/C and C/C genotypes (odd ratio 2.223,95% CI 1.075～4.599). However, the IE1 G allele is also closely associated with apoE ε4. When the sample was split on the basis of apoE genotype,the association between IE1 G/G genotype and AD was no longer statistically significant. CONCLUSION： ApoE ε4 was a risk factor of AD, and the apparent association between IE1 G/G and AD is a consequence of the association between the ε4 and IE1 G/G genotype.

　　［MeSH］　Apolipoprotein E； Alzheimer's disease； Genes； Enhancer elements

　　载脂蛋白E（apolipoprotein E， apoE）是一个多功能蛋白，体内许多组织均能合成和分泌apoE，以肝脏、脑组织为主。ApoE既是机体组织细胞低密度脂蛋白受体，极低密度脂蛋白受体的配基，又是肝细胞乳糜微粒受体的配基，参与脂质代谢；ApoE还参与活化水解脂肪的酶类，参与免疫调节和神经的再生。ApoE基因具有明显的变异，已发现至少30种以上的突变和两种基因多态性^［1，2］，其中以apoE外显子4基因的多态性与动脉粥样硬化的关系研究较多^［3］，此位点多态性还与Ⅲ型高脂蛋白血症有关。最近此位点多态性与老年性痴呆(Alzheimer， AD)病关系国外报道较多^［3］。Mui等^［1］还发现apoE内含子1内增强子元件（intron 1 enhancer element, IE1）的G/G基因型与AD高度相关。为了阐明中国人群中散发性AD患者与apoE外显子4和IE1两位点基因多态性的关系，我们用聚合酶链反应—限制性片段长度多态性（PCR-RFLP）方法检测42例AD患者apoE基因多态性，现报道如下。

　　材　料　和　方　法

　　一、 研究对象

　　AD患者42例，其中男性22例，女性20例，平均年龄(74.43±14.08)岁，65岁至92岁，均为散发。根据美国精神疾病诊断统计手册第3版修订版^［4］，经两名以上临床医师的共同诊断认定。对照组：108例，男性53例，女性55例，平均年龄(74.44±12.83)岁，65岁至90岁为湖北地区无血缘关系的健康体检者，排除肝、肾、内分泌、心血管等疾病。以上受检者均空腹12 h后静脉抽血，血样品用EDTA抗凝，供提取模板DNA用。

　　二、 实验方法

　　模板DNA提取　用经典酚抽提法。ApoE外显子4的PCR-RFLP分析，参见文献^［5］。ApoE IE1的PCR-RFLP分析，参见文献^［1］。

　　结　　 果

　　一、 AD与apoE外显子4基因多态性的关系

　　AD组和对照组apoE基因型分布均符合Hardy-Weinberg平衡。AD组ε3/4基因型频率（0.381）显著高于对照组（0.16），ε3/3基因型频率显著低于对照组。AD组ε4等位基因频率(0.226)明显高于对照组（P＜0.01），见表1。

表1 　AD组和对照组载脂蛋白E外显子4基因型和等位基因频率分布

　　Tab 1　 The frequency distribution of apoE genotypes and alleles in AD and control groups

　　* P＜0.05， △ P＜0.01,vs control

　　二、 AD与ApoE IE1基因多态性的关系

　　AD和对照组ApoE IE1基因型分布均符合Hardy-Weinberg平衡。以C/C基因型作参照，G/C基因型不增加AD发病风险（P＞0.05），故将G/C与C/C基因型合并。以合并后G/C+C/C为参照，G/G基因型频率（0.595），显著高于对照组(0.398)，见表2。

表2 　 AD组和对照组载脂蛋白E内含子1内增强子基因型

　　和等位基因频率分布

　　Tab 2　 The frequency distribution of apoE IE1 genotypes and

　　alleles in AD and control groups

　　*P＜0.05, vs control　　三、 排除apoE ε4作用后IE1基因多态性与AD的关系

　　因apoE ε4和apoE IE1 G/G均位于apoE基因上，将病例与对照组合并，用方差分析对apoE ε4与apoE IE1 G/G进行关联分析，发现apoE ε4与IE1 G/G呈非常显著性正相关（P＜0.01）。我们研究有ε4（ε4/4、ε3/4、ε2/4基因型）和无ε4（ε2/2、ε3/3、ε2/3基因型）将病例及对照分成两组，分别在组内进行卡方检验，均未发现IE1 G/G基因型在AD与对照组间的显著差异（P＞0.005），见表3。

表3 　AD组和对照组间根据有无apoE ε4分组

　　IE1基因型频数分布

　　Tab 3 　The frequency distribution of apoE IE1 in AD and

　　control group with and without apoE ε4

　　* P＞0.05,　vs control　　四、 AD危险因素apoE ε4、IE1 G/G分析

　　为了反映apoE ε4和IE1 G/G二种危险因素的相对危险度，我们计算二者的比值比（OR），并用Miettinon氏卡方值法计算OR的95%可信区间（CI），发现这两种危险因素均属中等危险度，危险因素apoE ε4 的OR为2.932,高于IE1 G/G基因型的2.223。对OR进行显著性检验，apoE ε4有极显著差异，而IE1 G/G有显著差异，见表4。同其他作者一样，我们发现含apoE ε4等位基因的个体患散发性AD的风险是无ε4个体的3倍；而apoE ε4 IE1 G/G基因型个体患散发性AD的风险是G/C和C/C基因型个体的2.2倍 ，故apoE ε4等位基因是目前所知散发性AD最强的危险因素。

表4 　 AD危险因素apoE ε4、IE1 G/G 相对危险度分析

　　Tab 4　 Association between AD and ApoE ε4, IE1 G/G

　　* P＜0.01，△ P＜0.05,vs control讨　　 论

　　Alzheimer病是造成中老年人智能障碍的重要疾患，是与记忆过早丧失有关的神经变性性疾病。本文分别对湖北地区散发性AD患者apoE外显子4和IE1进行基因分型，与国外^［6，7］报道结果进行比较。与国外报道一致，湖北地区散发性AD apoE ε4等位基因频率和ε4/3基因型频率均显著高于年龄匹配对照组，因ε4/4基因型只有1例，未单独进行统计，也不便讨论ε4基因剂量效应。与国外Mui等^［1］ 报道相近，我们发现IE1 G/G基因型能增加散发性AD发病风险，比值比为2.223。表明apoE ε4和IE1 G/G基因型均是散发性AD的危险因子。

　　对apoE ε4和IE1 G/G进行关联分析，发现两者呈显著正相关，表明apoE ε4与G等位基因是相关的。排除apoE ε4，我们发现无论在有或无ε4组IE1 G/G均不增加AD发病风险，表明IE1 G/G并非AD发病真正风险因素，只是因其与ε4相关有统计学意义。

　　体外实验表明，apoE各种表型中，apoE ε4基因型相对应的apoE4对β淀粉样蛋白（β amyloid protein, βA）单体凝结成不溶性物质从而促进老年斑（senile plaques, SP）的形成^［6］。体外实验还表明，apoE3同τ蛋白（Tau蛋白）可形成耐受SDS的复合物，而apoE4则不能，提示apoE3的结合可能调节Tau蛋白的磷酸化，从而稳定微管结构；相反apoE4则活化微管，形成神经纤维缠结（neurofibrillar tangles, NFT）。免疫组化分析表明SP及NFT中均显示apoE的存在。临床研究表明携带ε4等位基因的AD患者使用乙酰胆碱酯酶抑制剂如四氢氨基吖啶（tacrine）不如无ε4的AD患者有效^［8］。故可认为apoE4在AD神经进行性病变中起重要作用。检测apoE基因型有助于辅助诊断和治疗方案的选择^［9］。

　　Tel: (027)87317802　　E-mail：Zhouxjyk@public. wh.hb.cn

　　［参　考　文　献］

　　［1］　Mui S, Briggs M, Chung H,et al. A newly identified polymorphism in the apolipoprotein E enhancer gene region is associated with Alzheimer's disease and strongly with the ε4 allele［J］. Neurology, 1996,47:196～201.

　　［2］　叶水清. ApoE基因的多态性［M］.见：周新主编. 动脉粥样硬化与生物化学检验. 第1版. 武汉：湖北科技出版社， 1997. 54～55.

　　［3］　Roses AD. On the metabolism of apolipoprtein E and the Alzeimer's disease［J］. Exp Neurol, 1995, 132:149～156.

　　［4］　孟家眉.老年期痴呆的诊断［M］. 见：孟家眉主编. 神经内科研究新进展. 第1版. 北京： 北京出版社，1994. 526～527.

　　［5］　鄢盛恺， 周　新， 哈黛文 . 聚合酶链反应限制性长度多态性检测载脂蛋白E基因型［J］. 中华医学检验杂志, 1997，20（1）：28～31.

　　［6］　Strimater WJ, Saunders AM, Schhhmechel D, et al. Apo-lipoprotein E: High-avidity binding to beta-amyloid and increased frequency of type 4 allele in late-onset familial AD［J］. Proc Natl Acad Sci USA, 1993, 90(5): 1977～1981.

　　［7］　Lendon Cl, Ashall F, Goate AM. Exploring the etiology of Alzheimer diseaes using molecular genitics［J］. JAMA, 1997,277:825～831.

　　［8］　Poirier J, Delisle M, Quirion R, et al. Apolipoprotein ε4 alleles as a predictor of cholinergic deficits and treatment outcome in Alzheiner's disease［J］. Proc Natl Acad Sci USA,1995,92:12260～12264.

　　［9］　Selkoe DJ. Alzheimer's disease: genotypes, phenotype, and treatments［J］. Science, 1997,275:630～631.