胰岛素样生长因子Ⅱ及其受体基因与汉族人高度近视的关联研究

刘小琦

(四川省医学科学院·四川省人民医院检验科，四川 成都 610072)

近视是世界上最常见的眼科疾病。60年来，全球近视发病率迅速上升[1～4]。亚洲人的近视发病率为40%～70%[1，5]，远高于北美、澳大利亚和欧洲人群[6，7]。近视分为低、中、高度。高度近视(HM)是指屈光度≤6.0(D)，而轴向长度≥26 mm。HM是青光眼、黄斑出血和脉络新生血管等许多其他眼科疾病的重要风险因素[8～10]。研究表明，胰岛素(INS)通路相关基因对近视的发展有潜在的影响。胰岛素对细胞增殖和眼轴伸长有非常大的影响[11]。胰岛素样生长因子Ⅱ(IGF2)是胰岛素家族的一员，它可以调节生长激素和胰岛素的作用，并影响动物模型的屈光性和轴向长度的发育[12，13]。为了进一步探索IGF2及其受体基因在高度近视方面潜在的遗传作用，笔者在中国大陆的汉族人口中进行了2500例患者和2500名正常人组成的病例对照研究。

1 对象与方法

1.1研究对象研究对象由2015～2017年四川省人民医院眼科招募，高度近视组纳入标准：至少单眼屈光度≤6.0 DS，而眼轴长度≥26.0 mm。排除眼部手术或还有其他症状者。对照组纳入标准：屈光度-1.0～+1.0 DS，且无任何其他疾病表现。本研究经医院伦理审查委员会批准，参与者均签署知情同意书。两组临床资料见表1。

1.2单核苷酸多态性(SNPs)的选择根据HapMap数据库中HapMap Phase II+III(2009)中国北京汉族人群数据库，利用Haploview 4.2软件选取7个IGF2和5个IGF2R标签SNP进行IGF2和IGF2R的基因变异与高度近视之间的关联研究。

1.3基因分型将每个受试者的静脉血采集后收集于EDTA抗凝管中。通过酚/氯仿法提取DNA。通过SequenomMassARRAY序列分析方法(SequenomiPLEX Assay； Sequenom，San Diego，CA，USA)测定12个SNPs的基因分型，并由Workstation软件(v3.3)和Typer Analyzer软件(v4.2)进行测量数据分析。

1.4统计学方法对每一个SNP的Hardy-Weinberg平衡(HWE)进行检验。采用SPSS 18.0 统计软件对每一个SNP的病例和对照组等位基因和基因型频率进行χ2检验，并根据年龄和性别进行了校正。P<0.05为差异有统计学意义。计算病例和对照组之间的等位基因和基因型的机率比(OR)。通过软件Haploview 4.2进行SNP之间连锁不平衡检验和单倍型分析，得到D`和r2值。

表1 两组临床资料

2 结果

2.1单核苷酸多态性分析12个SNPs基因分型均在Hardy Weinberg平衡范围内(P> 0.05)。IGF2基因的rs3213225和rs1003483与HM显著相关(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)。经Bonferroni校正后IGF2基因中的SNPs只有rs1003483有显著差异。IGF2R基因中的SNPs没有发现与HM相关(P> 0.05)。见表2。

表2 高度近视与IGF2、IGF2R的相关性分析

NS：无统计学意义

2.2单倍体分析根据Gabriel定义，利用Haploview 4.2软件对这些SNPs的LD嵌段结构进行了单倍型分析[14]。IGF2基因内只有rs7113485和rs3802971位于相同LD区，其D′值为0.982。通过对IGF2基因中rs7113485和rs3802971的单倍型与高度近视关系的关联分析，发现该单倍型与高度近视无相关性(P> 0.05)，见表3。

表3 INS-IGF2基因中rs7113485和rs3802971的单倍型与高度近视的关系

3 讨论

近视是一种复杂的眼科疾病，环境和遗传因素都对近视的发生、发展有贡献。环境因素包括工作、教育水平和室外暴露时间[15，16]。许多研究已经明确了遗传因素对近视的发生有重要作用，特别是高度近视[17]。目前有23个位点已被确定与近视有关(MYP1-MYP21)[18～21]。然而，这些明确的关联位点对一般人群的应用是有限的。因此，对近视基因的研究仍不断进行。

近年来，胰岛素通路相关基因，包括INS、INSR、IRS1、IGF2、IGF2R和IGFBP1，已被认为对近视的发展起到功能性的作用[11～13，18，22]。然而，这些基因与高度近视之间的遗传联系尚不清楚[11～13]。本研究证明胰岛素途径相关基因IGF2的遗传变异与汉族人高度近视发生有关联性。

IGF2是多肽生长因子胰岛素家族的成员。它调节生长激素，刺激培养细胞的生长和胰岛素的作用。该基因的5’区与INS基因的3’区重叠，形成一个贯穿基因INS - IGF2。在形觉剥夺性近视小鸡中，近视眼后巩膜IGF2的表达高于对照组[23]。重组人IGF -2(rhIGF-2)可促进形觉剥夺性近视的发展[13]，玻璃体内注射IGF2反义寡核苷酸可抑制豚鼠近视的发生[12]。这些实验都证实IGF2与近视的发生发展相关。

本研究选择的IGF2和IGF2R基因的标签SNPs的MAF和基因型分布与“HapMap数据库”中的中国北京汉族人群研究相似，表明本研究具有可靠的基因型数据。研究发现在IGF2基因的rs1003483 g和rs3213225 T等位携带者的可能会增加高度近视的风险，揭示了IGF2基因与眼部屈光状态的正常发育和形觉剥夺性近视的发展有关。经Bonferroni校正，发现仅有rs1003483与高度近视有明显的相关性，具有统计学意义。

在本研究中，IGF2R基因中的5个非同义SNPs均未显示出与高度近视的显著相关性。IGF2不仅与IGF2R结合，而且与IGF1R和INSR结合，IGF2-IGF1R和IGF2-INSR的结合亲和力高于IGF2-IGF2R[24]。IGF2可激活IGF1R，导致细胞生长(增殖)和抗细胞死亡(凋亡)。然而，IGF2R不触发信号传导，它通过控制IGF2到溶酶体而在控制IGF信号中起着重要作用[25]。这可能是本研究中IGF2R基因变异与高度近视无关的原因之一。

本研究中我们对胰岛素通路相关基因IGF2和IGF2R12个SNPs进行了基因分型。我们发现INS-IGF2的rs1003483在中国汉族人群中对HM的风险显著增加。提示胰岛素信号通路基因的遗传变异可能是汉族人潜在的高度近视候选基因，这有待进一步研究。