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研究背景:脊柱侧凸是脊柱偏离中线形成侧方弧度并合并旋转的三维畸形,其中其中80%是病因不明的特发性脊柱侧凸(IS),好发于青少年,是小儿骨骼肌肉系统中最常见的畸形之一。但到目前为止,所有关于AIS病因的研究尚无定论。目前对AIS病因的广泛研究包含多种方面:从不同动物模型到AIS病人的血及活体标本的组织学、免疫荧光、遗传及分子生物领域的研究,再到AIS患者的影像学、激素、神经学研究等等。
有关AIS的内分泌方面的病因假说研究比较广泛和深入。褪黑素、5-羟色胺、生长激素、钙调蛋白等对于AIS的发生和发展的作用引起了诸多研究与讨论。
褪黑素是一种由松果体分泌的激素,它的缺乏据推测可能干扰本体感觉系统(椎旁肌和脊柱)的正常对称生长,从而形成脊柱侧凸。摘除鸡松果体可诱导出实验性脊柱侧凸并且发现,在侧凸的度数、椎体的旋转方向、涉及椎体的数目、脊柱弯曲的发展上,松果体切除术后所引起的鸡脊柱侧凸畸形与人类特发性脊柱侧凸极其相似。早期移植松果体或给予褪黑素可以预防脊柱侧凸的发生,在手术之后立即开始给予褪黑素治疗,可成功地降低脊柱侧凸地发病率,如果已经存在脊柱侧凸,则会减轻侧凸的严重程度。在大量的实验基础上,人们发现褪黑素缺乏可以导致中枢神经系统功能的紊乱,包括下丘脑、脑干、小脑和脊髓,可能会进一步导致躯体的失衡,脊柱和椎旁肌的不对称发育。近年来,已证明在鸡的脊髓背侧灰质中,存在着大量的褪黑素结合的位点,这表明褪黑素对中枢神经系统调节脊柱生长发育方面具有重要作用。目前发现褪黑素受体广泛分布于中枢神经系统中。学者们认为,有关褪黑素受体在脊柱侧凸动物致病中的研究也许是特发性脊柱侧凸病因学研究的突破点。
平衡反射的破坏可能是特发性脊柱侧凸的发病机制之一。而5-HT对维持正常姿势性肌肉张力和姿势平衡上起重要作用。研究显示小脑共济失调患者的不平衡可通过长期给予5-HT得到部分缓解。而99%的脊柱侧凸患者在姿势反射上是异常的。这种异常可见于本体感受和光学反射系统中。他们认为这种姿势反射的破坏可能是脊柱侧凸进展的原因。给松果体摘除鸡每天腹腔内注射5-羟色氨酸,结果表明,5-羟色胺缺乏可能破坏平衡肌张力和姿势平衡,从而产生侧弯,同时5-羟色胺在预防脊柱侧凸发展上有重要治疗作用。
目的:通过将特发性脊柱侧凸患者的褪黑素受体基因以及5-羟色胺受体基因单核苷酸多态性位点与对照组进行相互对比研究,观察特发性脊柱侧凸患者褪黑素受体基因以及5-羟色胺受体基因单核苷酸多态性位点的特点,探究基因多态性与特发性脊柱侧凸的关系。同时结合患者临床资料、流行病学调查统计资料,分析基因多态性与临床表型、与危险因素以及基因与基因之间的相互关系,以进一步探讨基因在疾病发生中作用。
方法:结合AIS病因学中内分泌假说与《家族性特发性脊柱侧凸候选基因定位》研究结果,参照人类基因组计划成果以及最新文献报道,确立了9个候选基因,包括褪黑素、生长激素、钙调蛋白、5-HT的受体基因。临床收集25例特发性脊柱侧凸患者和25例性别年龄匹配的对照组患者(主要为外伤、感染者)的血液样本,采用DNA提取、PCR基因扩增以及基因测序的方法,统计上述基因多态性位点情况,进行对比研究,观察各基因型的分布特点。完善实验对象的临床资料和流行病学调查问卷,分析基因多态性与临床表型、与危险因素以及基因与基因之间的交互关系。
结论:
1、褪黑素受体基因的单核苷酸多态性位点(ID:rs8192552)在本实验中没有多态性,与国外文献报道有差别,可能在汉族人口中是保守的或杂合度较低。
2、脊柱侧凸的患者存在畸形生长,发育高峰提前,在15岁前身高较同龄正常儿童要高,大于15岁则没有显著差别。
3、坐姿不正有可能是促进和加重侧凸的环境因素,但也应注意有无研究对象主观倾向的可能。
4、褪黑素受体1B基因的多态性位点rs1562444其基因型杂合状态“AG”频率显著低于对照组,可能在人群中有保护作用,换言之,有可能该位点的纯合状态基因型是脊柱侧凸的易感基因。
5、本研究3个位点的基因型与临床表型之间尚未发现相关。
6、褪黑素受体1B基因的多态性位点rs1562444纯合状态基因型与母亲生育年龄过大之间有相关性,而且在多位点联合分析得到的阳性基因型组合也与之相关。提示母亲生育年龄过大可能是疾病发生的一个危险因素。
7、生长激素受体和褪黑素受体的多态性位点基因型组合在研究的两组中存在显著性差异。一方面提示两种受体间存在可能的相关性,有助于解释疾病的病因以及两者在疾病发生上的相互作用模式。另一方面多位点联合分析的结果为将来进行基因检测、疾病预防等提供了可能。