胰島素樣生長因子Ⅱ及其受體基因與漢族人高度近視的關聯研究

劉小琦

(四川省醫學科學院·四川省人民醫院檢驗科，四川 成都 610072)

近視是世界上最常見的眼科疾病。60年來，全球近視發病率迅速上升[1～4]。亞洲人的近視發病率為40%～70%[1，5]，遠高于北美、澳大利亞和歐洲人群[6，7]。近視分為低、中、高度。高度近視(HM)是指屈光度≤6.0(D)，而軸向長度≥26 mm。HM是青光眼、黃斑出血和脈絡新生血管等許多其他眼科疾病的重要風險因素[8～10]。研究表明，胰島素(INS)通路相關基因對近視的發展有潛在的影響。胰島素對細胞增殖和眼軸伸長有非常大的影響[11]。胰島素樣生長因子Ⅱ(IGF2)是胰島素家族的一員，它可以調節生長激素和胰島素的作用，并影響動物模型的屈光性和軸向長度的發育[12，13]。為了進一步探索IGF2及其受體基因在高度近視方面潛在的遺傳作用，筆者在中國大陸的漢族人口中進行了2500例患者和2500名正常人組成的病例對照研究。

1 對象與方法

1.1研究對象研究對象由2015～2017年四川省人民醫院眼科招募，高度近視組納入標準：至少單眼屈光度≤6.0 DS，而眼軸長度≥26.0 mm。排除眼部手術或還有其他癥狀者。對照組納入標準：屈光度-1.0～+1.0 DS，且無任何其他疾病表現。本研究經醫院倫理審查委員會批準，參與者均簽署知情同意書。兩組臨床資料見表1。

1.2單核苷酸多態性(SNPs)的選擇根據HapMap數據庫中HapMap Phase II+III(2009)中國北京漢族人群數據庫，利用Haploview 4.2軟件選取7個IGF2和5個IGF2R標簽SNP進行IGF2和IGF2R的基因變異與高度近視之間的關聯研究。

1.3基因分型將每個受試者的靜脈血采集后收集于EDTA抗凝管中。通過酚/氯仿法提取DNA。通過SequenomMassARRAY序列分析方法(SequenomiPLEX Assay； Sequenom，San Diego，CA，USA)測定12個SNPs的基因分型，并由Workstation軟件(v3.3)和Typer Analyzer軟件(v4.2)進行測量數據分析。

1.4統計學方法對每一個SNP的Hardy-Weinberg平衡(HWE)進行檢驗。采用SPSS 18.0 統計軟件對每一個SNP的病例和對照組等位基因和基因型頻率進行χ2檢驗，并根據年齡和性別進行了校正。P<0.05為差異有統計學意義。計算病例和對照組之間的等位基因和基因型的機率比(OR)。通過軟件Haploview 4.2進行SNP之間連鎖不平衡檢驗和單倍型分析，得到D`和r2值。

表1 兩組臨床資料

2 結果

2.1單核苷酸多態性分析12個SNPs基因分型均在Hardy Weinberg平衡范圍內(P> 0.05)。IGF2基因的rs3213225和rs1003483與HM顯著相關(等位基因P= 0.017，0.0023；OR=1.117，95%CI：1.020～1.223；OR=1.123，95%CI：1.000～1.261)。經Bonferroni校正后IGF2基因中的SNPs只有rs1003483有顯著差異。IGF2R基因中的SNPs沒有發現與HM相關(P> 0.05)。見表2。

表2 高度近視與IGF2、IGF2R的相關性分析

NS：無統計學意義

2.2單倍體分析根據Gabriel定義，利用Haploview 4.2軟件對這些SNPs的LD嵌段結構進行了單倍型分析[14]。IGF2基因內只有rs7113485和rs3802971位于相同LD區，其D′值為0.982。通過對IGF2基因中rs7113485和rs3802971的單倍型與高度近視關系的關聯分析，發現該單倍型與高度近視無相關性(P> 0.05)，見表3。

表3 INS-IGF2基因中rs7113485和rs3802971的單倍型與高度近視的關系

3 討論

近視是一種復雜的眼科疾病，環境和遺傳因素都對近視的發生、發展有貢獻。環境因素包括工作、教育水平和室外暴露時間[15，16]。許多研究已經明確了遺傳因素對近視的發生有重要作用，特別是高度近視[17]。目前有23個位點已被確定與近視有關(MYP1-MYP21)[18～21]。然而，這些明確的關聯位點對一般人群的應用是有限的。因此，對近視基因的研究仍不斷進行。

近年來，胰島素通路相關基因，包括INS、INSR、IRS1、IGF2、IGF2R和IGFBP1，已被認為對近視的發展起到功能性的作用[11～13，18，22]。然而，這些基因與高度近視之間的遺傳聯系尚不清楚[11～13]。本研究證明胰島素途徑相關基因IGF2的遺傳變異與漢族人高度近視發生有關聯性。

IGF2是多肽生長因子胰島素家族的成員。它調節生長激素，刺激培養細胞的生長和胰島素的作用。該基因的5’區與INS基因的3’區重疊，形成一個貫穿基因INS - IGF2。在形覺剝奪性近視小雞中，近視眼后鞏膜IGF2的表達高于對照組[23]。重組人IGF -2(rhIGF-2)可促進形覺剝奪性近視的發展[13]，玻璃體內注射IGF2反義寡核苷酸可抑制豚鼠近視的發生[12]。這些實驗都證實IGF2與近視的發生發展相關。

本研究選擇的IGF2和IGF2R基因的標簽SNPs的MAF和基因型分布與“HapMap數據庫”中的中國北京漢族人群研究相似，表明本研究具有可靠的基因型數據。研究發現在IGF2基因的rs1003483 g和rs3213225 T等位攜帶者的可能會增加高度近視的風險，揭示了IGF2基因與眼部屈光狀態的正常發育和形覺剝奪性近視的發展有關。經Bonferroni校正，發現僅有rs1003483與高度近視有明顯的相關性，具有統計學意義。

在本研究中，IGF2R基因中的5個非同義SNPs均未顯示出與高度近視的顯著相關性。IGF2不僅與IGF2R結合，而且與IGF1R和INSR結合，IGF2-IGF1R和IGF2-INSR的結合親和力高于IGF2-IGF2R[24]。IGF2可激活IGF1R，導致細胞生長(增殖)和抗細胞死亡(凋亡)。然而，IGF2R不觸發信號傳導，它通過控制IGF2到溶酶體而在控制IGF信號中起著重要作用[25]。這可能是本研究中IGF2R基因變異與高度近視無關的原因之一。

本研究中我們對胰島素通路相關基因IGF2和IGF2R12個SNPs進行了基因分型。我們發現INS-IGF2的rs1003483在中國漢族人群中對HM的風險顯著增加。提示胰島素信號通路基因的遺傳變異可能是漢族人潛在的高度近視候選基因，這有待進一步研究。