成都华西华科研究所分析糖尿病早期无创检测诊断方法弓I言

T2D是一种极为普遍的流行性疾病，全世界患病率不断地快速增加，

目前我国糖尿病在成人中发病率已为9.7%，糖尿病人达到9200多万人， 患者人数居世界首位^[1]，并且还存在大量的血糖不正常，但还未到糖尿病 的糖尿病前期高危人群，其患病率更高达15.5%，因此大约1亿五千万人 即将成为糖尿病患者^[2]。

T2D不仅与环境因素如高糖摄入、缺乏运动等相关，还与遗传因素高 度相关，是由多个基因突变影响的遗传性复杂疾病，与SNP位点高度相 关。其它突变如：缺失、重复及插入也可能会起一定的作用，但这些突变 发生率较低。SNP位点是在人类基因组DNA中某个位点上的单个核苷酸变 异，这种变异主要包括单个核苷酸的替代、缺失和插入。它是一种最常见 的能稳定遗传的突变，在人类基因组中广泛存在且在不同人群中的分布 频率不同，是造成个体的表型、对药物的耐受性和对疾病（如糖尿病、高 血压等）的易感性差异的主要原因。因此在遗传性疾病的研究中，利用检 测易感个体中的SNP来识别SNP多态性与疾病的相关性将成为研究个体 疾病的遗传差异的重要手段^[4]。

随着研究手段和技术的进步，T2D的遗传学研究大致可分为两个阶 段。第一阶段采用微卫星标记和家系连锁分析技术，主要发现了 PPARG、 KCNJ11和TCF7L2等相关基因^[5,^6]。2003年人类基因组计划和2005年国 际HapMap计划的相继完成，使得T2D的遗传研究进入一个新的阶段：应 用GWAS进行相关性研究，该方法采用简便的频率检验从而发现与特定复 杂疾病相关联的遗传变异（SNP、基因或DNA区域）^[7]。由于GWAS的各 种研究设计方法以及遗传统计方法无法从根本上消除人群混杂、多重比较 造成的假阳性，因此需要通过重复研究来保证遗传标记与疾病间的真关 联。但不同种族之间的人群差异和环境差异，使同一基因的突变在不同人 群中表现程度不同，不同研究的结果很少能互相验证和重复。因此有必要 将针对同一种疾病的各个GWAS研究集中联合分析，以便提高统计把握度 检测出更多的遗传关联，也便于对各个研究结果的一致性和异质性进行考 察和评估，这样Meta-分析越来越得到重视和应用。随着GWAS和荟萃分 析（meta-analyses)的发展，发现了一批与T2D发病相关的SNP，这些位 点所在的基因在胰腺0细胞内，通过作用于0细胞不同生理病理环节来影 响运细胞功能。

T2D是多因素影响下的复杂疾病，早期干预（饮食、运动、药物等） 可以减缓甚至逆转病程。美国糖尿病预防研究组（USDP)针对T2D高危 人群，分别比较了生活方式干预及二甲双胍类药物治疗对T2D的患病病程 的影响，发现在2.8年的跟踪试验中，生活方式的干预可以使患T2D的风 险降低58%，二甲双胍的治疗亦使患病风险降低31%^[8]。目前T2D的临床 诊断主要依据2010年ADA (美国糖尿病协会）糖尿病诊断标准，即通过 糖化血红蛋白、空腹血糖和糖耐量的相应指标来评估个体患有T2D的风险 性。但由于T2D早期发病的症状轻微而且这种诊断标准并没有涉及发病的 本质原因，大部分糖尿病患者并没有被尽早的发现和诊断，从而延误了预 防和治疗，加重病情。

为此，我们根据全基因组的筛查结果并结合国外已用于T2D筛查的 SNP位点，将检测11个与T2D高相关度的基因的SNP^[9]。这11个基因分 别为 KCNJII、 PPARG、 TCF7L2、IGF2BP2、CDKAL1、SLC30A8、 HHEX、 HNF1B、KCNQ1、 WFS1、CDKN2B。其中 KCNJ11 基因多态性

的研究比较透彻，功能也基本明确，该基因编码ATP依赖的钾离子通道亚 单位一内向整流钾通道蛋白（Kir6.2)，在心肌、骨骼肌、平滑肌、神经组 织中均有表达，并在胰腺细胞高度表达^[10]。PPARG基因属于转录因子的核 激素受体超家族，在脂肪细胞的分化，脂肪细胞特异基因的表达和调节胰 岛素敏感性方面发挥重要作用^[11]。TCF7L2是至今发现的与T2D相关性最 高的基因，编码核转录因子7类似物2，参与WNT信号通路，与p-catenin 构成二聚体，调节多种基因的转录包括胰岛素基因、肠高血糖素原基因、 肠降胰岛素受体相关基因、胰岛素前体降解相关蛋白基因以及对P细胞分裂 至关重要的基因等^[12]。IGF2BP2是编码胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋 白2的基因，与RNA定位、稳定性及翻译等功能有关，在膜岛细胞中高度 表达，连合胰岛素信号分子IGF2，参与胰腺的发育、生长以及刺激胰岛素 分泌^[13]。CDKAL/编码细胞周期依赖蛋白激酶5的调节亚单位相关蛋白1， 在人类胰腺和骨骼肌细胞中高度表达^[14]，可参与调解KATP离子通道^[15]。 SLC30A8编码蛋白锌转运体-8，位于胰岛3细胞中含有胰岛素颗粒的囊泡

中，该蛋白有可能通过调节胰岛素分泌小泡上的锌积聚，来调节胰岛素的 生物合成、活化及贮存^[16]。是干细胞表达的同源基因，其编码的蛋白 作为一种转录因子，是胚胎中肝脏和胰腺发育所必需的，该基因突变与新 生儿体重降低有关^[17]。丑不仅对丙酮酸激酶等有转录激活作用，而且 参与胰腺、肾小管、胆管、卵巢等组织的正常发育^[18]。尤基因编码膜 电位控制钾离子通道的a亚单位，由该蛋白构成的IKs与胰岛素的分泌有关 ^[19]。灰尺W主要分布于胰腺P细胞内质网上，其突变可能会改变内质网的稳 态，继而影响胰岛素的合成及前体的折叠^[20]。过表达会导致胰岛 发育不良^[21]。我们将检测上述基因上的11个SNP位点，以期建立针对中 国人的早期基因筛查模型。

通过以上研究的数据分析已发现，在检测的11个基因的SNP位点 中，基因KCNQ1的SNP位点rs2237892，基因CDKAL1的SNP位点 rs7756992和基因CDKN2B的SNP位点rs10811661与中国人群的T2D发

病有关。为进一步验证我们的结论，我们对三个基因的SNP位点进行荟萃 分析。

荟萃分析可以对特定问题的多个相互独立的研究结果进行系统地综合 分析。由于独立的研究揭示本身外显率低的基因的能力是有限的，那么通 过结合多个不一致的研究结果，使样本含量增大，可以更加客观且科学的 评价并发现与T2D有关的易感基因。在进行荟萃分析时应尽可能的将特定 问题的相关研究收集完整，并对所收集的研究进行评估，排除低质量的研 究结果，然后进行统计学分析合并数据，得出结论。

近年来，多篇文章报道了基因KCNQ1的SNP位点rs2237892，基因 CDKAL1 的 SNP 位点 rs7756992 和基因 CDKN2B 的 SNP 位点 rs10811661 与的T2D发病有关。CDKAL1基因定位于染色体6p22.3区域，2007 年，有5篇文章相继研究发现了 CDKAL1可能为欧洲和亚洲人群T2D的 易感基因^[22]。2008年，GWAS结果显示该基因的rs7756992与中国人群 T2D的发病风险显著相关^[23]。KCNQ1基因是首次以亚洲人群为对象发现 的与T2D发病存在相关的易感基因，2008年，以韩国人群为研究对象发现

了该基因的SNP位点rs2237892与T2D发病相关^[24]。同年，在德国人群的 T2D研究中发现基因CDKN2B的SNP位点rs10811661T等位基因是T2D

的发病风险基因。目前已有多篇文章分析了以上三个SNP位点与T2D发病 的相关性，但是尚没有专门针对中国人群的这三个SNP位点的荟萃关联分 析。

因此，本部分工作的主要目的是对已经发表的有关基因KCNQ1的 SNP 位点 rs2237892，基因 CDKAL1 的 SNP 位点 rs7756992 和基因 CDKN2B的SNP位点rs10811661与T2D相关的研究数据进行系统性地收

集和整理，合并数据，然后进一步的确定这些位点是否与中国人群T2D 的发病密切相关，同时，对各独立研究间的异质性进行分析。

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