兒童肥胖相關(guān)基因、脂肪因子譜和代謝表型關(guān)系的探索.pdf

1、肥胖已成為全球性危機(jī)，由肥胖所誘發(fā)的代謝綜合征、2型糖尿病、心血管疾病和腫瘤等多種嚴(yán)重疾病形式嚴(yán)峻。近年來(lái)，兒童和青少年的肥胖也呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，由于軌跡現(xiàn)象，兒童期肥胖會(huì)延續(xù)至成人期，成為成人慢性病后備軍。肥胖由遺傳和環(huán)境因素共同導(dǎo)致。目前，通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析(Genome-wide Association Study，GWAS)等研究，已發(fā)現(xiàn)了FTO等近百個(gè)肥胖易感基因或關(guān)聯(lián)位點(diǎn)，然而，大多數(shù)GWAS研究都在歐洲成人中進(jìn)行，亞洲

2、兒童青少年的相關(guān)研究相對(duì)缺乏。
　　近期研究發(fā)現(xiàn)并不是所有的肥胖人群都會(huì)發(fā)生代謝異常，這使得代謝正常型肥胖(Metabolically healthy obesity，MHO)這一肥胖亞型備受關(guān)注，MHO較代謝異常肥胖人群(Metabolically unhealthy obesity，MUO)具有更健康的代謝指標(biāo)，但目前仍無(wú)法有效的區(qū)分這兩種肥胖亞型。在兒童青少年中找到區(qū)分代謝正常和代謝異常肥胖的生物標(biāo)志物對(duì)于早期干預(yù)代謝異常的

3、發(fā)生具有重要作用。
　　脂肪組織不僅是能量存儲(chǔ)器而且還是功能強(qiáng)大的內(nèi)分泌器官，通過(guò)分泌數(shù)十種脂肪因子參與糖脂代謝、能量平衡、免疫、炎癥和血管穩(wěn)態(tài)等眾多生理功能的調(diào)節(jié)。而瘦素、脂聯(lián)素、抵抗素、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子21(Fibroblast growth factor21，F(xiàn)GF21)和視黃醇結(jié)合蛋白4(Retinol binding protein4，RBP4)等通過(guò)中樞神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)體重的脂肪因子，在代謝中更加起到了不可忽視的作用。近

4、年來(lái)，一個(gè)新的脂肪因子betatrophin，又被稱為脂蛋白酯酶抑制因子(Lipasin)，是一個(gè)在肝臟豐富表達(dá)并受到營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)的脂肪因子。近年研究發(fā)現(xiàn)肥胖人群在發(fā)生代謝異常之前通常會(huì)出現(xiàn)脂肪因子譜的紊亂，因此探究能早期預(yù)測(cè)代謝異常的脂肪因子譜對(duì)于肥胖人群的針對(duì)性干預(yù)具有重要意義。本研究在北京兒童和青少年代謝綜合征(BCAMS)研究隊(duì)列的基線人群及10年后隨訪人群的基礎(chǔ)上探索兒童肥胖相關(guān)基因、脂肪因子譜和代謝表型的關(guān)系。
　　目的：

5、
　　(1)探討成人肥胖相關(guān)基因位點(diǎn)對(duì)北京地區(qū)6-18歲兒童青少年肥胖和代謝相關(guān)指標(biāo)的影響。
　　(2)脂肪因子譜在兒童青少年兩種肥胖亞型中差異及預(yù)警作用。
　　(3)探討betatrophin和心血管風(fēng)險(xiǎn)因子的關(guān)系。
　　方法：
　　本研究納入2004年北京兒童和青少年代謝綜合征研究(Beijing children and adolescents metabolic syndrome study，BCA

6、MS)調(diào)查總樣本中3506名6-18歲兒童青少年，和BCAMS隊(duì)列10年后隨訪人群559名。肥胖和代謝綜合征(Metabolic Syndrom，MS)的定義分別采用中國(guó)兒童青少年BMI分類標(biāo)準(zhǔn)和修正后的美國(guó)國(guó)家膽固醇教育計(jì)劃成人治療小組第3次報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)(Adult Treatment PanelⅢguidelines，ATPⅢ)。采用胰島素抵抗指數(shù)(Homeostasis model of assessment-insulin resi

7、stance，HOMA-IR)對(duì)胰島素抵抗(Insulin Resistance，IR)進(jìn)行評(píng)價(jià)。MHO采用心血管代謝危險(xiǎn)因素(Cardio-metabolic risk factors，CR)和HOMA-IR兩種定義相結(jié)合進(jìn)行評(píng)價(jià)。運(yùn)動(dòng)和飲食數(shù)據(jù)采用問(wèn)卷調(diào)查方式進(jìn)行收集。采用質(zhì)譜法對(duì)單核苷酸多態(tài)性(Single nucleotide polymorphism，SNP)位點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。采用酶聯(lián)免疫分析法(Enzyme-linked imm

8、unosorbent assay，ELISA)測(cè)定血清脂肪因子和胰島素水平。采用化學(xué)發(fā)光免疫分析法檢測(cè)血清25羥基維生素D(25-hydroxy-vitamin-D，25(OH)D)。組間比較采用t-檢驗(yàn)，方差分析和卡方檢驗(yàn)，多因素分析采用多元Logistic回歸和多元線性逐步回歸。
　　結(jié)果：
　　(1)成人肥胖相關(guān)基因位點(diǎn)與兒童青少年肥胖和代謝相關(guān)指標(biāo)的關(guān)系：
　?、俪扇朔逝窒嚓P(guān)基因位點(diǎn)與兒童肥胖及脂肪因子的關(guān)系：

9、校正多因素后，在兒童中重復(fù)出6個(gè)亞洲成人肥胖相關(guān)基因位點(diǎn)與兒童肥胖顯著相關(guān)，分別是：MC4界-rs2331841(P=2.8×10-7)、FTO-rs1558902(P=5.6×10-5)、6PDA2-rs16858082(P=3.4×10-4),PCSK1-rs261967(P=0.001)、SEC16B-rs516636(P=0.004)和MAP2K5-rs4776970(P=0.004)，比值比(odds ratio，OR)范圍從

10、1.211到1.421;另有2個(gè)位點(diǎn)與兒童肥胖臨界相關(guān)：ITIH4-rs2535633和BDNF-rs2030323與(P＜0.05)。同樣地，上述8個(gè)位點(diǎn)與其他肥胖相關(guān)指標(biāo)，如體質(zhì)指數(shù)(body mass index，BMI)、腰圍、FAT％和UAC也呈現(xiàn)顯著或臨界相關(guān)關(guān)系。而且我們發(fā)現(xiàn)，其中6個(gè)SNP的風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)FTO-rs1558902(P=0.002)、MC4R-rs2331841(P=0.003)、MAP2K5-rs477697

11、0(P=0.003)、GNPDA2-rs16858082(P=0.007)、PCSK1-rs261967(P=0.009)和BDAF-rs2030323(P=0.027)與瘦素水平正相關(guān)，而且上述6個(gè)位點(diǎn)的基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分(genetic predisposition score，GPS2)與瘦素水平的關(guān)系更顯著（P=6.2×10-11）。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，MC4R-rs2331841和BDNF-rs2030323與脂聯(lián)素水平臨界相關(guān)（P＜0.0

12、5）。
　?、诔扇朔逝窒嚓P(guān)基因位點(diǎn)與兒童代謝相關(guān)指標(biāo)的關(guān)系：在兒童中驗(yàn)證的上述8個(gè)成人肥胖相關(guān)基因位點(diǎn)與兒童代謝相關(guān)指標(biāo)也存在一定的相關(guān)性。校正BMI后，多數(shù)相關(guān)性消失，但KCNQ1-rs2237892仍與HDL-C負(fù)相關(guān)(P=3.7×10-4)，MC4R-rs2331841仍與空腹血糖正相關(guān)(P=0.012)。
　　(2)代謝正常型肥胖及代謝異常型肥胖兒童青少年的脂肪因子譜：
　　聯(lián)合兩種最常用MHO/MUO定義方法

13、，定義MHO和MUO人群：MUO：存在≥1項(xiàng)MS組分或HOMA-IR≥3;MHO：肥胖但不存在MS組分且HOMA-IR＜3。MHO在肥胖兒童中所占的比例為20.4％。MHO較MUO兒童具有更高的脂聯(lián)素(P=0.002)水平，更低的瘦素(P＜0.001)，RBP-4(P=0.001)和SPARC（P=0.011）水平。肥胖人群中，低水平的SPARC(OR=0.821per SD,95CI=0.695-0.971，P=0.021),RBP-

14、4(OR=0.772,95％CI=0.644-0.926，P=0.005)，和瘦素脂聯(lián)素比值(OR=0.576，95％CI=0.433-0.765，P＜0.001)是MHO的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。以上述3種脂肪因子(瘦素/脂聯(lián)素比值、RBP-4和SPARC)異常為標(biāo)準(zhǔn)，存在3種脂肪因子異常較無(wú)脂肪因子異常的肥胖人群發(fā)生MHO的可能性降低80％(OR=0.201，95％CI=0.097-0.415)，而發(fā)生MS的風(fēng)險(xiǎn)升高近3倍(OR=2.880，

15、95％CI=1.584-5.237)。
　　(3)Betatrophin和心血管風(fēng)險(xiǎn)因子的關(guān)系：
　　Betatrophin水平和TC(P＜0.001)，TG(P＜0.001)及LDL-C(P＜0.001)正相關(guān)，和維生素D水平負(fù)相關(guān)(P=0.003)。按維生素D水平分組，維生素D＜15ng/ml人群中，betatrophin和心血管風(fēng)險(xiǎn)因子，如高血壓、高血脂和高血糖正相關(guān)，而在維生素D≥15ng/ml人群中，betatro

16、phin和空腹胰島素，2小時(shí)胰島素及HOMA-IR負(fù)相關(guān)。
　　結(jié)論：
　　(1)GWAS獲得的亞洲成人肥胖相關(guān)位點(diǎn)部分與中國(guó)兒童青少年肥胖及代謝指標(biāo)相關(guān)，這些與兒童肥胖相關(guān)的基因主要在中樞表達(dá)，并與瘦素水平增加相關(guān)，提示這些基因影響兒童肥胖的機(jī)制可能和中樞的瘦素抵抗有關(guān)，同時(shí)也體現(xiàn)了中樞調(diào)控對(duì)兒童肥胖的重要作用。
　　(2)采用嚴(yán)格的CR和IR兩種方式聯(lián)合定義MHO，MHO約占肥胖兒童的1/5。以RBP-4、SPAR