容敏华;张志勇;臧宁;廖明;胡天桥;黎湘娟;覃健;农清清;张楠;肖德强;韦世录;李刚;吕泽平;黄和明;何敏;

广西医科大学公共卫生学院职业卫生与环境卫生学教研室;广西医科大学医学科学实验中心;广西江滨医院;广西山区综合技术开发中心;

长寿;;基因-环境交互作用;;基因-基因交互作用

目的探讨基因-环境、基因与基因交互作用对长寿人群的影响。方法选取广西巴马瑶族自治县5个乡镇,按百岁老人比例分为长寿区和非长寿区,采用单纯病例研究法,对其中≥90岁老年人189人进行调查,采集血液样品,检测CSF1PO A9等23个等位基因或基因型,以居住长寿区或非长寿区为环境暴露因素,采用交叉乘积比值比(COR)分析基因-环境、基因-基因交互作用。结果居住巴马长寿区分别与等位基因D7S820 A12(COR=0.353,95%CI=0.142～0.882,χ2=5.287,P=0.021)、等位基因TH01 A10(COR=0.111,95%CI=0.038～0.328,χ2=17.439,P=0.000)及基因型TH01 A9-10(COR=0.062,95%CI=0.014～0.283,χ2=21.009,P=0.001)存在负相乘模型交互作用;等位基因D7S820 A12与TH01 A10的基因-基因交互作用分析显示,两等位基因无交互作用(COR=1.536,95%CI=0.543～4.345,χ2=0.279,P=0.597)。结论携带等位基因D7S820 A12、TH01 A10、基因型TH01 A9-10可能会减弱居住在巴马长寿区人群获得长寿的可能性;巴马不同地理环境居住地与基因的交互作用可能影响巴马人的长寿,可能是造成巴马长寿人群在空间分布不均的原因之一。

Influence of gene-environment interactions on longevity in Bama county

RONG Min-hua,ZHANG Zhi-yong,ZANG Ning,et al. Department of Occupational and Environmental Health,School of Public Health,Guangxi Medical University(Nanning 530021,China)

Objective To assess the influence of gene-environment and gene-gene interactions on longevity in Bama county. Methods Both gene-environment and gene-gene interactions among 189 longevous individuals(≥90 years old)from both longevity and non-longevity regions were evaluated according to case-only approach using cross-product odd ratio(COR).Blood samples were collected from all subjects.Alleles and genotypes of 23 loci,such as CSF1PO A9,were analyzed. Results Significant negative interactions between longevity region and D7S820 A12(COR=0.353,95% confidence interval:0.142-0.882,χ2=5.287,P=0.021),longevity region and TH01 A10( COR=0.111,95%CI:0.038-0.328,χ2=17.439,P=0.000),longevity region and TH01 A9-10( COR=0.062,95%CI:0.014-0.283,χ2=21.009,P=0.001) were showed when ten alleles and thirteen genotypes were analyzed.There was no significant gene-gene interaction between D7S820 A12 and TH01 A10( COR=1.536,95%CI:0.543-4.345,χ2=0.279,P=0.597). Conclusion The results suggest that the population from longevity region carrying the alleles of D7S820 A12,TH01 A10,and TH01 A9-10 genotype may reduce longevity.Gene-enviroment interactions between longevity region and genes may influence longevity in Bama,which is probably one of the reasons that there is a nonuniform distribution of longevous population in Bama.

longevity;gene-enviroment interaction;gene-gene interaction

(1)陆华湘.广西巴马地区长寿人群的地理空间分布及环境化学元素的研究[D].南宁:广西医科大学,2008. (2)李大林,李立明.基因―环境交互作用研究方法:无对照病例研究[J].中华流行病学杂志,2002,23(4):304-307. (3)张志勇,容敏华,臧宁,等.STR基因多态性与巴马地区老人长寿的关系[J].中国老年学杂志,2011,31(4):551-554. (4)容敏华,张志勇,吴华,等.广西巴马瑶族STR基因座遗传多态性分析[J].中国公共卫生,2010,26(2):149-150. (5)Hamajima N,Yuasa H,Matsuo K,et al.Detection of gene-environ-ment interaction by case-only studies[J].Jpn J Clin Oncol,1999,29(10):490-493. (6)Tan Q,De Benedictis G,Ukraintseva SV,et al.A centenarian-only approach for assessing gene-gene interaction in human longevity[J].Eur J Hum Genet,2002,10(2):119-124. (7)刘辉.长寿研究中长寿人群和对照组的确定[J].中国老年学杂志,2007,27(7):678-679. (8)玛依拉.吾甫尔,周文郁,顾明亮,等.新疆维吾尔族人自然长寿与HLA-DRB、ACE基因的关联分析[J].基础医学与临床,2005,25(6):492-497. (9)施小明.单纯病例研究[J].疾病控制杂志,2001,5(3):239-242. (10)Piegorsch WW,Weinberg CR,Taylor JA.Non-hierarchical logistic models and case-only designs for assessing susceptibility in popula-tion-based case-control studies[J].Stat Med,1994,13(2):153-162. (11)Tan Q,Yashin AI,Bladbjerg EM,et al.A case-only approach for assessing gene by sex interaction in human longevity[J].J Gerontol A Biol Sci Med Sci,2002,57(4):B129-133. (12)Yang Q,Khoury MJ,Sun F,et al.Case-only design to measure gene-gene interaction[J].Epidemiology,1999,10(2):167-170.

国家自然科学基金(30560166);; 广西科学研究与技术开发项目(桂科能0815011-6-5);; 广西科学基金资助项目(桂科基0639045;桂科自0991115);; 广西自然科学基金(桂科青0832031)

1 对象与方法 1.1 对象 1.2 方法 1.2.1 长寿老人年龄确认 1.2.2 调查与采样 1.2.3 等位基因和基因型检测 1.3 统计分析 2 结 果 2.1 基本情况 2.2 基因-环境交互作用 (表1) 2.3 基因-基因交互作用 3 讨 论

MEDI1201S3

0

中国公共卫生

Chinese Journal of Public Health

ZGGW

2011

11

21-1234/R

1001-0580

ZGGW201111005

15-17

R181.3

E055;

82;

广西巴马瑶族自治县是世界五大长寿地区之一,也是唯一处在低纬度的长寿地区。本课题前期调查结果表明,巴马长寿人群的分布并不均匀,呈明显的家族聚集性和地域聚集性,长寿老人以居住在石山区为多,土山区较少;百岁老人大部分分布在县境的盘阳河水域两旁,在沿岸某些村落的比例超过100/10万〔1〕。这种分布特征可能与地理环境和遗传等多种因素相关,可能是基因-环境交互作用的影响〔2〕。本课题前期研究对巴马长寿人群及一系列对照人群的15个短串联重复序列(short tandem repeat,STR)位点进行了基因分型。结果显示,巴马长寿群体具有特有的、异于其他地区长寿群体的STR等位基因分布,并且检测到TH01等与长寿相关的基因位点〔3-4〕。在此基础上,本研究以频率有差异的STR等位基因和基因型作为候选的长寿相关多态位点,以巴马不同长寿分区作为环境暴露因素,采用单纯病例研究方法〔5-6〕分析基因-环境、基因-基因交互作用对巴马长寿人群的影响。1对象与方法1.1对象以2000年全国第5次人口普查原始登记资料为依据,统计巴马全县百岁及以上的人口学资料,以百岁老人比例在巴马县排名前3位的平洞、西山、甲篆3个相连的石山区乡镇作为巴马县长寿区,百岁老人比例分别为105/10万、80/10万、76/10万;以百岁老人比例在巴马县排名最后2位的那社、局桑2个土山区乡镇为巴马县非长寿区,百岁老人比例分别为21/10万、15/10万。将≥90岁健康老人界定为长寿人群〔6〕;将巴马长寿区和非长寿区中≥90岁老人189人全部作为长寿组。其认知、自理能力及常规体检均基本正常,无肿瘤、免疫系统疾病、结缔组织病、糖尿病、心脑血管病变等器质性病变和白内障等衰老相关疾病。1.2方法1.2.1长寿老人年龄确认按以下5项内容确认长寿老人年龄〔8〕:(1)从2000年第5次人口普查中确认长寿老人名单;(2)逐村逐户走访,以4代人为基础,同村老人回忆确认;(3)一般为6岁无记忆,12岁开始记忆,结婚年龄≥15岁。按此基本知识推断,再与2000年户籍对照,误差≤5岁;(4)三查三对,由不同调查员进行核对,不得出现矛盾。(5)实际年龄参考公式:实际年龄=0.45×(自报年龄)+50,实际年龄和自报年龄误差≤3岁。1.2.2调查与采样所有调查对象均由本人或者家属签署知情同意书。首先由经过统一培训的内科医生、调查员和当地人员组成的小组入户进行问诊和体格检查,问诊内容包括一般情况、身体健康状况、生活饮食习惯、劳动情况、家族史、婚育史、既往史等;体检项目包括测量血压、心电图、血常规、肝功能、血脂、血糖等。同时采集静脉血样2 mL,乙二胺四乙酸抗凝,-20℃保存。1.2.3等位基因和基因型检测采用Chelex-100法制备血样DNA,采用复合聚合酶链反应方法,扩增TH01等15个独立STR基因位点,经ABI 3100遗传分析仪进行毛细管电泳,Data Collection v2.0收集信息后,用GeneScan Analysis3.7和Genotyper3.7分析软件进行等位基因分型。选取长寿组与对照人群基因频率差异有统计学意义的CSF1PO A9等10个等位基因和D19S433 A13-13等13个基因型〔3〕作为分析比较的位点。1.3统计分析以等位基因或基因型有无作为基因因素,以居住在巴马长寿区或非长寿区作为环境暴露因素,两因素均为二分类变量,计算交叉乘积比值比(cross-product odd ratio,COR)值及其95%CI,采用四格表检验无效假设〔2〕,COR作为交互作用效应大小的指标,COR>1为正相乘模型交互作用;COR=1为无相乘模型交互作用;COR<1为负相乘模型交互作用。采用SPSS 13.0软件进行统计分析。2结果2.1基本情况巴马长寿老人189人中,男性59人,女性130人,年龄最小90岁,最大110岁。其中来自长寿区167人,来自非长寿区22人。2.2基因-环境交互作用(表1)结果显示,居住在巴马长表1 23个等位基因或基因型与环境因素的交互作用分析类别巴马长寿区(167人)+-巴马非长寿区(22人)+-χ2值P值COR值95%CI等位基因CSF1PO A9 5 162 3 19 5.431 0.052 0.195 0.043～0.883D19S433 A17 11 156 1 21 0.000 1.000 1.481 0.182～12.058D7S820 A10 55 112 6 16 0.285 0.593 1.310 0.486～3.532D7S820 A11 110 57 15 7 0.046 0.829 0.901 0.347～2.334D7S820 A12 38 129 10 12 5.287 0.021a 0.353 0.142～0.882D7S820 A13 7 160 2 20 1.029 0.310 0.438 0.085～2.253D8S1179 A15 39 128 7 15 0.756 0.384 0.653 0.248～1.716TH01 A7 99 68 11 11 0.688 0.407 1.456 0.597～3.549TH01 A10 10 157 8 14 17.439 0.000a 0.111 0.038～0.328vWA A17 37 130 9 13 3.713 0.054 0.411 0.163～1.037基因型D19S433 A13-13 9 158 1 21 0.000 1.000 1.196 0.144～9.921D19S433 A13-14 27 140 2 20 0.304 0.582 1.929 0.426～8.737D19S433 A14-14 13 154 0 22 0.825 0.364--D19S433 A14-15 6 161 1 21 0.049 0.586 0.783 0.090～6.822D19S433 A14-15.2 5 162 0 22 0.677 1.000--D19S433 A14-17 1 166 0 22 0.132 1.000--D5S818 A10-12 9 158 1 21 0.000 1.000 1.196 0.144～9.921D7S820 A8-11 12 155 1 21 0.000 0.991 1.626 0.201～13.148D7S820 A10-10 11 156 1 21 0.000 1.000 1.481 0.182～12.058D7S820 A11-11 43 124 5 17 0.094 0.760 1.179 0.410～3.389TH01 A6-9 16 151 2 20 0.000 1.000 1.060 0.227～4.953TH01 A7-9 57 110 6 16 0.412 0.521 1.382 0.513～3.724TH01 A9-10 3 164 5 17 21.009 0.001a 0.062 0.014～0.283注:+、-分别表示等位基因或基因型呈阳性和阴性;阳性率比较,a P<0.05。寿区,分别与等位基因D7S820 A12、TH01 A10、基因型TH01A9-10存在交互作用,COR值均<1,为负相乘模型交互作用;其他等位基因和基因型与环境因素无交互作用(P>0.05)。2.3基因-基因交互作用对等位基因D7S820 A12与TH01 A10进行基因-基因交互作用分析,结果显示,D7S820A12阳性48人;在TH01 A10阳性18人中有6人D7S820 A12阳性,占33.33%;在TH01 A10阴性171人中有42人D7S820A12阳性,占24.56%。COR分析表明,COR=1.536,95%CI=0.543～4.345(χ2=0.279,P=0.597),表明2个等位基因无交互作用。基因型分布中不存在有交互作用的基因型,所以未作基因交互作用分析。3讨论本次研究采用单纯病例研究方法对巴马长寿人群的基因与环境、基因与基因的交互作用进行观察比较,结果显示,巴马长寿老人中,有2个等位基因(D7S820 A12、TH01 A10),1个基因型(TH01 A9-10)分别与居住在长寿区存在负相乘模型交互作用。提示携带这3个等位基因或基因型,可能会减弱居住在巴马长寿区人群获得长寿的可能性,居住在巴马长寿区的长寿老人携带这3个等位基因或基因型的可能性要小于居住于巴马非长寿区的长寿老人。巴马的长寿区和非长寿区在地理位置、地质环境方面存在一定差异,高龄、长寿人口比例差异也较明显〔1〕。提示地理区域因素与TH01、D7S820等STR基因多态性的交互作用影响着巴马人的长寿,可能是造成巴马长寿人群在空间上分布不均的原因之一。虽然这种交互作用的机制需进一步通过实验证实,但这个结果提示在预防保健工作中,普通人或长寿老人可根据自身不同的的基因或基因型避免不利的环境因素,这对促进人类的健康长寿具有现实意义。对基因与环境交互作用分析中存在交互作用的等位基因D7S820 A12与TH01 A10进行基因-基因交互作用分析,结果表明,2个等位基因并无交互作用,提示这2个位点并非通过相乘模式,而可能通过独立作用或其他方式对巴马长寿人群产生影响。上述结果并不能说明D7S820、TH01等STR基因多态性与居住长寿区这2个因素各自的单独影响,也不能说明基因与环境对长寿的相加作用,这是单纯病例研究的局限性之一。单纯病例研究(case-only study)是近年应用于疾病病因研究中评价基因与环境交互作用的一种方法,具有不需设立对照组,所需样本量小,统计效率相对较高等优点〔9-10〕,适合于长寿、肿瘤等发生(发病)率较低事件的交互影响因素研究〔11-12〕。遗传因素与环境因素以及遗传因素之间的交互作用对长寿的影响,还有待更深入的研究。巴马长寿人群基因与环境交互作用分析@容敏华$广西医科大学公共卫生学院职业卫生与环境卫生学教研室!广西南宁530021 @张志勇$广西医科大学公共卫生学院职业卫生与环境卫生学教研室!广西南宁530021 @臧宁$广西医科大学医学科学实验中心 @廖明$广西医科大学医学科学实验中心 @胡天桥$广西医科大学公共卫生学院职业卫生与环境卫生学教研室!广西南宁530021 @黎湘娟$广西医科大学公共卫生学院职业卫生与环境卫生学教研室!广西南宁530021 @覃健$广西医科大学公共卫生学院职业卫生与环境卫生学教研室!广西南宁530021 @农清清$广西医科大学公共卫生学院职业卫生与环境卫生学教研室!广西南宁530021 @张楠$广西医科大学公共卫生学院职业卫生与环境卫生学教研室!广西南宁530021 @肖德强$广西医科大学公共卫生学院职业卫生与环境卫生学教研室!广西南宁530021 @韦世录$广西医科大学医学科学实验中心 @李刚$广西医科大学医学科学实验中心 @吕泽平$广西江滨医院 @黄和明$广西山区综合技术开发中心 @何敏$广西医科大学医学科学实验中心目的探讨基因-环境、基因与基因交互作用对长寿人群的影响。方法选取广西巴马瑶族自治县5个乡镇,按百岁老人比例分为长寿区和非长寿区,采用单纯病例研究法,对其中≥90岁老年人189人进行调查,采集血液样品,检测CSF1PO A9等23个等位基因或基因型,以居住长寿区或非长寿区为环境暴露因素,采用交叉乘积比值比(COR)分析基因-环境、基因-基因交互作用。结果居住巴马长寿区分别与等位基因D7S820 A12(COR=0.353,95%CI=0.142～0.882,χ2=5.287,P=0.021)、等位基因TH01 A10(COR=0.111,95%CI=0.038～0.328,χ2=17.439,P=0.000)及基因型TH01 A9-10(COR=0.062,95%CI=0.014～0.283,χ2=21.009,P=0.001)存在负相乘模型交互作用;等位基因D7S820 A12与TH01 A10的基因-基因交互作用分析显示,两等位基因无交互作用(COR=1.536,95%CI=0.543～4.345,χ2=0.279,P=0.597)。结论携带等位基因D7S820 A12、TH01 A10、基因型TH01 A9-10可能会减弱居住在巴马长寿区人群获得长寿的可能性;巴马不同地理环境居住地与基因的交互作用可能影响巴马人的长寿,可能是造成巴马长寿人群在空间分布不均的原因之一。长寿;;基因-环境交互作用;;基因-基因交互作用(1)陆华湘.广西巴马地区长寿人群的地理空间分布及环境化学元素的研究[D].南宁:广西医科大学,2008. (2)李大林,李立明.基因―环境交互作用研究方法:无对照病例研究[J].中华流行病学杂志,2002,23(4):304-307. (3)张志勇,容敏华,臧宁,等.STR基因多态性与巴马地区老人长寿的关系[J].中国老年学杂志,2011,31(4):551-554. (4)容敏华,张志勇,吴华,等.广西巴马瑶族STR基因座遗传多态性分析[J].中国公共卫生,2010,26(2):149-150. (5)Hamajima N,Yuasa H,Matsuo K,et al.Detection of gene-environ-ment interaction by case-only studies[J].Jpn J Clin Oncol,1999,29(10):490-493. (6)Tan Q,De Benedictis G,Ukraintseva SV,et al.A centenarian-only approach for assessing gene-gene interaction in human longevity[J].Eur J Hum Genet,2002,10(2):119-124. (7)刘辉.长寿研究中长寿人群和对照组的确定[J].中国老年学杂志,2007,27(7):678-679. (8)玛依拉.吾甫尔,周文郁,顾明亮,等.新疆维吾尔族人自然长寿与HLA-DRB、ACE基因的关联分析[J].基础医学与临床,2005,25(6):492-497. (9)施小明.单纯病例研究[J].疾病控制杂志,2001,5(3):239-242. (10)Piegorsch WW,Weinberg CR,Taylor JA.Non-hierarchical logistic models and case-only designs for assessing susceptibility in popula-tion-based case-control studies[J].Stat Med,1994,13(2):153-162. (11)Tan Q,Yashin AI,Bladbjerg EM,et al.A case-only approach for assessing gene by sex interaction in human longevity[J].J Gerontol A Biol Sci Med Sci,2002,57(4):B129-133. (12)Yang Q,Khoury MJ,Sun F,et al.Case-only design to measure gene-gene interaction[J].Epidemiology,1999,10(2):167-170.

E;

2011-12-20

E055_82;

容敏华;

Y

2011-11-15

长寿区;马长寿;单纯病例研究;交互作用分析;巴马瑶族自治县;百岁老人;聚集性;暴露因素;环境交互作用;比值比;

马长寿:8349,长寿区:2933,单纯病例研究:2457,等位基因:2415,巴马瑶族自治县:1542,交互作用:1365,基因型:1327,巴马:1178,交互作用分析:1124,百岁老人:893,

3

122K

CNKI:SUN:ZGGW.0.2011-11-005

Y

Y

1369-1371

D

573

6

1.098424

11

QK0101;

P01;P0204;P0205;

0.631

E055

E055;

E;

中文;

201111

0001;F0;0752;

论著

11301318;06890948;15515399;23688665;22041658;24004420;10722629;06894518;24332487;06895156;14244735;23688663;06884004;17447665;06892693;

0029044;0031045;0409658;

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0

Y

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Y

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长寿老人:8*28.28;巴马:10.4*35.9932;基因型:16.6*52.3035;遗传型:16.6*52.3035;马长寿:13.4*68.7079;长寿:82*446.724;交互作用分析:4*24.3066;等位基因:24.2*107.195;百岁老人:6.2*30.4611;基因-环境交互作用:3.8*21.764;基因-基因交互作用:8.2*61.6208;篇长:4719

长寿老人;基因型;马长寿;交互作用分析;等位基因;百岁老人;基因-环境交互作用;基因-基因交互作用;

8

846.954

广西医科大学;

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马长寿;交互作用分析;

长寿老人;基因型;等位基因;百岁老人;基因-环境交互作用;基因-基因交互作用;

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