天津地区汉族人群细胞色素P450,3A4、3A5基因多态性分析:细胞色素c

  [摘 要] 目的:探讨天津汉族人群细胞色素P450 3A4 *1G(rs2242480)和CYP3A5 *3(rs776746)多态性分布特点。 方法:采用SNPstream技术对300名天津籍汉族健康人群全血DNA进行基因分型,进行性别比较分析。 结果:(1) rs2242480基因型分布频率为G/G:61.0%、G/A:35.0%、A/A:4.0%,等位基因频率G:78.5%、A:21.5%;rs776746基因型分布频率为G/G:51.3%、G/A:41.7%、A/A:7.0%,等位基因频率G:72.2%、A:27.8%。(2)检测位点的分布频率符合Hardy-Weinberg平衡,性别间分布差异无统计学意义。(3) rs2242480和rs776746两者之间具有很强的连锁不平衡关系。 结论:天津汉族人群CYP3A5、3A5基因多态性分布与中国汉族分布基本一致,与欧洲人群有较大差别。
  [关键词] 细胞色素P450 3A4;细胞色素P450 3A5,基因多态性;基因分型; SNPstream
  CYP3A是CYP450超家族中表达最为丰富的酶,在肝脏中占整个CYP酶系的30%,肠道中占70%,参与40%~60%临床常用药物的代谢。特别是参与白血病化疗药物,如依托泊苷(VP16)、长春新碱、鬼臼噻吩苷、柔红霉素和移植后抗排斥药物如环孢素A、他克莫司、糖皮质激素的代谢。为了解天津地区汉族人群CYP 3A4、3A5基因多态性,我们采用SNPstream方法,对300名天津汉族人群外周血DNA进行SNP基因分型,以了解天津汉族人群基因分布特点,现报告如下。
  1.材料与方法
  1.1 研究对象
  随机选取2010年1月至2011 年1月间在天津滨海协和基因科技有限公司进行基因检测的300名无血缘关系的天津汉族受检者,年龄23~57岁,均无遗传病家族史,其中男性172例,女性128例。
  1.2 方 法
  1.2.1 DNA制备:枸椽酸钠抗凝外周血, 用TIANGEN血液基因组DNA提取试剂盒提取全血基因组DNA。用NANO-DROP 2000测量DNA溶液浓度和纯度,OD 260/280比值在1.7-2.0之间,将DNA溶液稀释至15-20 ng/μl。
  1.2.2 PCR扩增引物和延伸引物的设计:根据dbSNP数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP/)中的SNP序列信息,由Beckman公司提供的在线设计软件(www.省略)进行 PCR引物和延伸引物的设计。
  1.2.3 基因分型:利用单碱基延伸接合微阵列芯片法对位点进行分型,采用贝克曼-库尔特公司的SNPStream基因分型系统,按照贝克曼-库尔特公司提供的标准操作进行。
  1.2.4 统计学分析:以χ2检验检测等位基因和基因型分布是否符合 Hardy-Weinberg 平衡;χ2检验检测不同性别间基因多态性分布的差异;用 LDA 软件进行连锁不平衡系数(D')的计算,连锁不平衡的程度用D'和r2表示。
  2.结 果
  2.1 基因型及等位基因分布频率(见表1)
  天津汉族人群中,rs2242480基因型分布频率为G/G:61.0%、G/A:35.0、A/A:4.0%,等位基因频率G:78.5%、A:21.5%,检测结果符合Hardy-Weinberg平衡(χ2=0.408,p=0.523);rs776746的基因型分布频率为G/G:51.3%、G/A:41.7%、A/A:7.0%,等位基因频率G:72.2%、A:27.8%,检测结果符合Hardy-Weinberg平衡(χ2=0.415,p=0.520)
  2.2 性别间基因型及等位基因分布频率分布特点(见表1)。
  rs2242480和rs776746的基因型频率在性别间差异没有统计学意义(χ2=1.08、P=0.583;χ2=2.00、P=0.368);等位基因频率在性别间差异没有统计学意义(χ2=10.3、P=0.310;χ2=1.33、P=0.249)。
  2.3 连锁不平衡分析
  rs2242480和rs776746两者之间具有很强的连锁不平衡关系(r2=0.494,D'=0.834 ,P <0.01)。携带有CYP3A5*1 (rs776746 A) 等位基因时携带CYP3A4*1G (rs2242480 A) 等位基因的机会要更大一些。
  3.讨论
  CYP3A的基因多态性主要体现在CYP3A4和CYP3A5基因的多态性上。CYP3A4和CYP3A5基因位于人类第7号染色体q21.1-22.1, 编码CYP3A4 和CYP3A5 的氨基酸有84%的相似性。CYP3A4序列较为保守在中国人中已发现的 CYP3A4 等位基因主要CYP3A4*3、*4、*5、*6 和 *18A, 但突变频率较低,不能解释酶活性的个体差异。2004年Fukushima-UesakaHd等在其内含子10第12碱基位发现一个突变率较高的G/A多态,命名为*1G[1]。Hu等研究发现发现健康志愿者*1G纯合子体内环孢素A的清除率显增高,提示可能与基因突变致酶活性增加有关[2]。贺宝霞等通过相对荧光素酶活性的比较的方法证实*1G能够显著增强启动子的转录活性,提高CYP3A4酶活性[3]。本研究结果表明,天津汉族人群*1G的发生率为21.5%,略低于NCBI公布的中国汉族人群的28.0%;与日本人群的24.9%[1],和Hu报道的中国人群的23.5%[2]数据相近;明显高于欧洲人群的7.3%。CYP3A5的*3和*6多态性是酶活性差异的最主要原因, 中国人群中仅存在*3多态。CYP3A5* 3是内含子3中6986位点的A/G突变,导致转录mRNA插入部分内含子片段,提前出现终止密码子,翻译出无酶活性的蛋白[4],*3突变纯合子个体由于无法表达正常的CYP3A5产物而缺乏相应的酶活性。Lin等发现CYP3A5 *1/*3、*1/*1基因型受试者肝脏和空肠中的CYP3A5表达量可占整个CYP3A家族的50%~61%,而CYP3A5*3/*3型受试者CYP3A5在肝脏和空肠表达量只占2.17%一4.12%[5]。本研究结果表明,天津汉族人群CYP3A5 *3的发生率为72.2%.与李洋报道的76%[6]相近,略高于NCBI公布的66.3%,明显低于欧洲人群的96.4%。CYP3ACYP3A4与CYP3A5具有紧密连锁性,尤其以CYP3A4中的*1G与CYP3A5* 3两个单核苷酸多态性最为重要[1],在我们的研究也发现两者存在较强的连锁性。
  近年来基因导向个体化治疗已在临床应用,该方法必将在大规模人群个体化用药指导中展现出良好的应用前景。由CYP3A酶所催化的Ⅰ相反应是药物在体内代谢的关键一步,药物在体内的药动学差异往往是由于参与代谢的CYP3A酶活性存在较大个体差异所致,了解患者CYP3A4和CYP3A5的基因多态性可以为指导临床个体化用药提供科学依据。为此我们尝试使用SNPstream技术进行大规模标本的CYP3A多态性基因分型。SNPstream技术是一种高通量的SNP检测技术,具有准确性高、结果准确、通量高、操作简单、DNA用量低的特点。本研究通过此方法提供了天津汉族人群CYP3A4*1G和CYP3A5 *3基因多态性的分布特点,为进一步研究其与药物代谢之间关系提供了基础资料,同时摸索运用SNPstream技术为大规模人群进行个体化用药基因分型服务的可行性。
  参考文献:
  [1] Fukushima-UesakaH,SaitoY,WatanabeH,et al.Haplotypes of CYP3A4 and their close linkage with CYP3A5 haplotype in a Japanese population[J]. Human Mutation,2008,26:100-108.
  [2] Hu YF, Tu JH, Tan ZR, et al. Association of CYP3A4*18B polymorphisms with the pharmacokinetics of cyclosporine in healthy subjects. Xenobiotica 2007, 37:315-327.
  [3] He BX, Shi L, Qiu J,et al.A functional polymorphism in the CYP3A4 gene is associated with increased risk of coronary heart disease in the Chinese Han population[J].Basic Clin Pharmacol Toxicol. 2011 Mar;108(3):208-13. 
  [4] Peter Kuehl, Zhang J, Lin Y, et al・Sequence diversity in CYP3A promoters and characterization of the genetic basis of polymorphic CYP3A5 expression [ J]・Nat Genet,2001, 27(4): 383-391・
  [5]Lin YS,Dowling AL,Quigley SD,et a1.Co-regulation of CYP3A4 and CYP3A5 and contribution to hepatic and intestinal midazolam metabolism[J].Mol Pharmacol,2002,62(1):162-172.
  [6] 李洋,张琪,姜楠等.供受体CYP3A5基因多态性与肝移植患者术后他克莫司浓度/剂量比的关系[J].器官移植,2011 Jan,2(1):4-8.

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