2018, Vol. 34
2. 福清市高山镇中心卫生院;
3. 福建医科大学公共卫生学院预防医学系
糖尿病是一种常见的严重危害人类健康的慢性非传染性疾病。根据国际糖尿病联盟2015年最新数据显示，全世界共有4.15亿成年人患有糖尿病，中国糖尿病患病数为1.1亿，居世界首位[1]。糖尿病病程长，随病程进展多出现多脏器损害，严重者则因糖尿病并发症致残甚至死亡，其并发症不仅给患者带来病痛，也给家庭和社会带来了沉重负担[2]。有研究表明，表观遗传改变可能作为糖尿病发生过程中环境因素与遗传因素相互作用的“桥梁”，尤其是DNA甲基化可能参与了糖尿病的发生发展[3 – 4]。肾素 – 血管紧张素 – 醛固酮系统（renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS）是葡萄糖诱导胰岛B细胞凋亡的重要病理机制，血管紧张素Ⅱ 1型受体（angiotensin Ⅱ type Ⅰreceptor，AGTR1）是RAAS重要组分，能影响糖尿病的发生发展 [5]，因而AGTR1基因一直是糖尿病研究的热点问题。为了解AGTR1基因甲基化及其与超重、腹型肥胖联合作用对糖尿病患病的影响，为糖尿病的防治提供科学依据，本研究于2015年4 — 9月采用分层随机抽样方法在福建省福清市、长乐市和南安市抽取60个社区共8 371名常住居民进行问卷调查和体格检查；并抽取其中在福清市3个社区按性别、年龄、文化程度、婚姻状况进行1 : 4病例对照匹配的205名居民进行AGTR1基因甲基化水平测定，分析AGTR1基因甲基化与超重、腹型肥胖联合作用对糖尿病患病的影响。结果报告如下。
1 对象与方法 1.1 对象采用分层随机抽样方法，在福建省随机抽取福清市、长乐市和南安市作为样本地区，在此3个样本地区各随机抽取20个社区作为样本社区，每个样本社区各随机抽取150名年龄 ≥ 18周岁且在该地区居住累计 ≥ 6个月的常住居民作为调查对象进行问卷调查和体格检查。本次调查应调查8 720人，实际调查8 371人，应答率为96.00 %。所有调查对象均签署了知情同意书。
1.2 方法 1.2.1 问卷调查采用自行设计调查问卷，由经过统一培训的调查员进行面访调查。内容包括性别、年龄、文化程度、婚姻状况、吸烟情况、饮酒情况、参加体育锻炼情况、规律饮食情况等。其中，吸烟指吸烟 ≥ 1支/天，且持续 ≥ 6个月[6]；饮酒指饮酒 ≥ 1次/周，且持续 ≥ 6个月[7]；体育锻炼指参与体育活动或娱乐性活动时间 ≥ 2小时/周[8]；饮食规律为自行判断一日三餐是否规律[9]。
1.2.2 体格检查由统一培训的体检人员进行身高、体重、腰围、臀围、血糖等指标的测定，并计算体质指数（body mass index，BMI） = 体重（kg）/身高2（m2）和腰臀比（waist-hip ratio，WHR） = 腰围（cm）/臀围（cm）。其中，血糖的测定采用罗氏活力血糖仪（爱尔兰罗氏公司）进行空腹血糖的测定。根据1999年WHO糖尿病的诊断标准，空腹血糖（fasting plasma glucose，FPG） ≥ 7.0 mmol/L可诊断为糖尿病[10]。按《中国成年人超重和肥胖症预防控制指南》[11]，BMI < 18.5 kg/m 2为体重过轻，18.5～23.9 kg/m2为体重正常，≥ 24.0 kg/m2为超重；男性WHR ≥ 0.90、女性WHR ≥ 0.85为腹型肥胖。
1.2.3 AGTR1基因甲基化检测抽取其中福清市3个社区205名常住居民，按性别、年龄、文化程度、婚姻状况进行1 : 4病例对照匹配（病例组糖尿病者41例，对照组非糖尿病者164人）。由经过统一培训的社区护士采用唾液DNA样本采集管收集调查对象唾液2 mL，送福建医科大学公共卫生学院环境与健康重点实验室进行AGTR1基因甲基化检测。要求在提取唾液样本前30 min禁止进食、饮水、吸烟或嚼口香糖。并在采集唾液前放松脸颊，轻揉30 s以产生唾液。AGTR1基因甲基化检测采用异丙醇萃取法提取唾液DNA，经重亚硫酸盐转化后，采用Lightcycler 480实时荧光定量聚合酶链反应系统（美国罗氏公司）高分辨率熔解曲线（high-resolution melting，HRM）进行DNA甲基化水平检测。甲基化水平不同的样本可表现为不同熔解温度（melting temperature，TM）的熔解曲线，由此可区分不同甲基化水平的DNA样本。AGTR1基因引物由长沙英杰生命科技有限公司合成。上游：3′-GGAGGAGGGAATGTAAAATAGAGTT-5′，下游：3′-CTACCTAAAATCCTAACTATCAAAC-5′。
1.3 统计分析采用Epi Data 3.0软件建立数据库，应用SPSS 24.0软件进行一般描述性分析、χ2检验、t检验、单因素和多因素logistic回归分析。并采用受试者工作曲线（receiver operating characteristic curve，ROC）界定高、低甲基化水平的TM值，采用叉生分析表结合logistic回归模型与Delta法分析AGTR1基因甲基化水平与环境因素的联合及交互作用，计算其相对超危险度比（relative excess risk of interaction，RERI）、归因比（attributable proportion，AP）和交互作用指数（the synergy index S，S）[12]，检验水准为双侧检验α = 0.05。
2 结 果 2.1 一般情况本次调查的福建省福清市、长乐市和南安市8 371名常住居民中，男性4 304人（51.4 %），女性4 067人（48.6 %）；年龄 < 45岁5 419人（64.7 %），45～59岁1 594人（19.1 %），≥ 60岁1 358人（16.2 %）；文化程度小学及以下2 462人（29.4 %），初中2 371人（28.3 %），高中及以上3 538人（42.3 %）；婚姻状况未婚1 885人（22.5 %），已婚6 016人（71.9 %），离异/丧偶470人（5.6 %）；非吸烟者6 288人（75.1 %），吸烟者2 083人（24.9 %）；非饮酒者7 818人（93.4 %），饮酒者54人（0.6 %）；不参加体育锻炼者4 191人（50.1 %），参加体育锻炼者4 180人（49.9 %）；饮食不规律者802人（9.6 %），饮食规律者7 569人（90.4 %）。
2.2 居民糖尿病患病情况（表1）福建省福清市、长乐市和南安市8 371名常住居民中，患糖尿病者705例，糖尿病患病率为8.42 %。不同特征居民糖尿病患病情况比较，不同年龄、文化程度、婚姻状况、BMI和是否腹型肥胖的居民糖尿病患病率不同，差异均有统计学意义（均P < 0.001）。
|
表 1 不同特征居民糖尿病患病情况比较（n = 8 371） |
2.3 超重、腹型肥胖对糖尿病患病影响（表2）
单因素非条件logistic回归分析结果显示，超重者患糖尿病的风险为正常体重者的2.851倍，腹型肥胖者患糖尿病的风险为非腹型肥胖者的2.785倍；经性别、年龄、文化程度、婚姻状况、吸烟情况、饮酒情况、参加体育锻炼情况、规律饮食情况等混杂因素调整后，多因素非条件logistic回归分析结果显示，超重者患糖尿病的风险为正常体重者的1.999倍，腹型肥胖者患糖尿病的风险为非腹型肥胖者的1.272倍。
|
|
表 2 超重、腹型肥胖对糖尿病患病影响的logistic回归分析 |
2.4 AGTR1基因甲基化水平及其对糖尿病患病的影响（表3）
病例组糖尿病者和对照组非糖尿病者AGTR1基因甲基化水平（TM值）分别为（71.708 ± 0.219）和（71.987 ± 0.189）℃，差异有统计学意义（t = 2.653, P < 0.01）。采用ROC曲线分析，根据约登指数最大，定义TM值 ≤ 71.755 ℃为低甲基化，TM值 > 71.755 ℃为高甲基化。单因素条件logistic回归分析结果显示，AGTR1基因低甲基化者患糖尿病的风险为高甲基化者的2.270倍；经吸烟情况、饮酒情况、参加体育锻炼情况、规律饮食情况、BMI、WHR等混杂因素调整后，多因素条件logistic回归分析结果显示，AGTR1基因低甲基化者患糖尿病的风险为高甲基化者的2.222倍。
|
|
表 3 AGTR1基因甲基化水平对糖尿病患病影响的logistic回归分析 |
2.5 AGTR1甲基化水平与超重、腹型肥胖联合作用对糖尿病患病影响（表4）
联合作用分析结果显示，超重且AGTR1基因低甲基化者患糖尿病的风险为非超重且AGTR1基因非低甲基化者的3.584倍；腹型肥胖且AGTR1基因低甲基化者患糖尿病的风险为非腹型肥胖且AGTR1基因非低甲基化者的4.141倍。
|
|
表 4 AGTR1甲基化水平与超重、腹型肥胖联合作用对糖尿病患病影响 |
2.6 AGTR1甲基化水平与超重、腹型肥胖对糖尿病患病的交互作用
交互作用分析结果显示，超重与AGTR1基因低甲基化均不存在相乘和相加交互作用（均P > 0.05），RERI = 0.611（95 % CI = 0.095～1.127）、AP = 2.189（95 % CI = – 1.386～5.762）、S =0.541（95 % CI = 0.377～0.778）；腹型肥胖与AGTR1基因低甲基化均不存在相乘和相加交互作用（均P > 0.05），RERI = 0.568（95 % CI = – 0.058～1.194）、AP = 2.353（95 % CI = – 2.784～7.489）、S = 0.572（95 % CI = 0.572～0.835）。
3 讨 论根据2010年中国慢性病调查数据，中国成人糖尿病患病率为9.70 %[13]，而本研究中福建省福清市、长乐市和南安市常住居民的糖尿病患病率为8.42 %，患病率稍低于全国水平，可能存在一些潜在未诊断的糖尿病患者，需进一步加强当地基本医疗服务以提高糖尿病患者的检出率。其中，年龄 ≥ 60岁居民的糖尿病患病率最高，为29.01 %，提示老年人群仍是当地糖尿病防控工作的重点。
本研究结果显示，超重及腹型肥胖均为糖尿病患病的危险因素。有研究表明，BMI与WHR是体内脂肪分布的重要反映指标，能较好的预测糖尿病的发病风险[14 – 15]。肥胖者常发生体脂的重新分布，即内脏脂肪增加与脂肪异位沉积，这些变化也是糖尿病发生的关键因素[16]，故应鼓励当地居民积极参加体育锻炼，避免超重及肥胖，从而预防糖尿病的发生[17]。
糖尿病属多因素遗传性疾病，是遗传因素与环境因素相互作用引起的复杂的遗传紊乱。糖尿病发病的主要机制主要为胰岛B细胞功能障碍，但仅用经典遗传学研究不能完全解释胰岛B细胞受损的原因[18]，而表观遗传学则反映了环境与基因的联系，是环境因素与遗传因素相互作用的“桥梁”。表观遗传在糖尿病的发生发展过程中发挥着重要的作用，其通过DNA甲基化、组蛋白修饰等改变参与葡萄糖代谢方面的基因表达，如：葡萄糖不耐受、胰岛素抵抗、B细胞功能障碍等，最终导致糖尿病的发生[19 – 20]。Volkmar等[21]对人胰岛细胞全基因组甲基化水平检测，发现254个基因启动区域的276个CpG位点与糖尿病发病相关，提示DNA甲基化水平与糖尿病的发病密切相关，但目前对AGTR1基因甲基化水平的人群研究仍较缺乏。本研究结果显示，经吸烟情况、饮酒情况、参加体育锻炼情况、规律饮食情况、BMI、WHR等混杂因素调整后，多因素条件logistic回归分析结果显示，AGTR1基因低甲基化者患糖尿病的风险为高甲基化者的2.222倍（OR = 2.222，95 % CI = 1.093～4.518），提示AGTR1基因低甲基化是糖尿病患病的危险因素。
目前在糖尿病环境因素与遗传因素联合及交互作用的病因研究中，多数研究关注于易感基因多态性与环境因素的交互作用[22 – 23]。本研究从表观遗传学水平分析了AGTR1基因甲基化水平与超重、腹型肥胖的联合及交互作用，深入探讨其对糖尿病发病影响的可能机制。联合作用分析结果显示，超重且AGTR1基因低甲基化者患糖尿病的风险为非超重且AGTR1基因非低甲基化者的3.584倍（OR = 3.584，95 % CI = 1.175～10.928），腹型肥胖且AGTR1基因低甲基化者患糖尿病的风险为非腹型肥胖且AGTR1基因非低甲基化者的4.141倍（OR = 4.141，95 % CI = 1.138～15.075），提示超重、腹型肥胖可能与DNA甲基化水平存在一定程度的协同作用。但交互作用分析结果显示，超重和腹型肥胖与AGTR1基因低甲基化均不存在相乘和相加交互作用（均P > 0.05），这可能与本研究的样本量较少有关，在今后的研究将进一步进行验证。
| [1] | International Diabetes Federation. Diabetes atlas[M]. 7th ed. Brussels: International Diabetes Federation,2015. |
| [2] | 中华医学会糖尿病学分会. 中国2型糖尿病防治指南(2010年版)[J]. 中国实用乡村医生杂志, 2012, 20(6): 54–109. |
| [3] | 侯拉梅, 刘敏, 段畅, 等. 表观遗传修饰甲基化改变在糖尿病发病中的作用[J]. 实用医学杂志, 2016, 32(10): 1707–1709. DOI:10.3969/j.issn.1006-5725.2016.10.048 |
| [4] | de Mello VD, Pulkkinen L, Lalli M, et al. DNA methylation in obesity and type 2 diabetes[J]. Annals of Medicine, 2014, 46(3): 103–113. DOI:10.3109/07853890.2013.857259 |
| [5] | Kooptiwut S, Hanchang W, Semprasert N, et al. Testosterone reduces AGTR1 expression to prevent β-cell and islet apoptosis from glucotoxicity[J]. Journal of Endocrinology, 2015, 224(3): 215–224. |
| [6] | 刘鹏, 白亚娜, 胡晓斌, 等. 兰州市城市居民吸烟行为及其影响因素分析[J]. 中国公共卫生, 2013, 29(2): 272–274. |
| [7] | 黄江峰, 邱宇, 蔡琳, 等. 食用腌制食品、鱼肉、海鲜与口腔鳞状细胞癌关系的病例 – 对照研究[J]. 中华预防医学杂志, 2017, 51(8): 680–685. DOI:10.3760/cma.j.issn.0253-9624.2017.08.005 |
| [8] | 刘胜峰, 赖华娟, 何纳. 上海市社区老年人高尿酸血症发病率及其影响因素分析[J]. 中国公共卫生, 2017, 33(10): 1445–1449. DOI:10.11847/zgggws2017-33-10-07 |
| [9] | 王国文, 史秀欣, 马东平, 等. 山东省农村居民健康行为及影响因素分析[J]. 中国公共卫生, 2016, 32(3): 332–335. |
| [10] | Gavin JR 3rd, Alberti KGMM, Davidson MB, et al. Report of the Expert Committee on the Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus. Gestational diabetes mellitus[J]. Diabetes Care, 2002, 20(7): 1183–1197. |
| [11] | 中华人民共和国卫生部疾病控制司. 中国成人超重和肥胖症预防控制指南[M]. 北京:人民卫生出版社,2006. |
| [12] | Knol MJ, Vanderweele TJ. Recommendations for presenting analyses of effect modification and interaction[J]. International Journal of Epidemiology, 2012, 41(2): 514–520. DOI:10.1093/ije/dyr218 |
| [13] | Xu Y, Wang L, He J, et al. Prevalence and control of diabetes in Chinese adults[J]. JAMA, 2013, 310(9): 948–958. DOI:10.1001/jama.2013.168118 |
| [14] | 杨香玉, 张明, 罗新萍, 等. BMI、腰围和腰身比与2型糖尿病发病关系的队列研究[J]. 中华预防医学杂志, 2016, 50(4): 328–333. DOI:10.3760/cma.j.issn.0253-9624.2016.04.009 |
| [15] | Lee CM, Huxley RR, Wildman RP, et al. Indices of abdominal obesity are better discriminators of cardiovascular risk factors than BMI: a meta-analysis[J]. Journal of Clinical Epidemiology, 2008, 61(7): 646–653. DOI:10.1016/j.jclinepi.2007.08.012 |
| [16] | 陈颖, 夏明锋, 李小英. 体脂分布与糖尿病风险[J]. 中华糖尿病杂志, 2017, 9(4): 218–220. DOI:10.3760/cma.j.issn.1674-5809.2017.04.003 |
| [17] | 孙秀芹, 赵怡, 包炳楠, 等. 体质量指数对糖尿病发病率的影响[J]. 实用老年医学, 2017, 31(2): 161–163. |
| [18] | Dayeh T, Ling C. Does epigenetic dysregulation of pancreatic islets contribute to impaired insulin secretion and type 2 diabetes?[J]. Biochemistry and Cell Biology-biochimie Et Biologie Cellulaire, 2015, 93(5): 511–521. DOI:10.1139/bcb-2015-0057 |
| [19] | 王悦尧, 王永辉, 柴智, 等. DNA甲基化与2型糖尿病的研究进展[J]. 世界中西医结合杂志, 2015, 10(8): 1178–1181. |
| [20] | Alam F, Islam MA, Gan SH, et al. DNA methylation: an epigenetic insight into type 2 diabetes mellitus[J]. Current Pharmaceutical Design, 2016, 22(28): 4398–4419. DOI:10.2174/1381612822666160527111152 |
| [21] | Volkmar M, Dedeurwaerder S, Cunha DA, et al. DNA methylation profiling identifies epigenetic dysregulation in pancreatic islets from type 2 diabetic patients[J]. Embo Journal, 2012, 31(6): 1405–1426. DOI:10.1038/emboj.2011.503 |
| [22] | Liu L, Li Y, Tollefsbol TO. Gene-environment interactions and epigenetic basis of human diseases[J]. Current Issues in Molecular Biology, 2008, 10(12): 25–36. |
| [23] | Koochakpoor G, Hosseiniesfahani F, Daneshpour MS, et al. Effect of interactions of polymorphisms in the melanocortin-4 receptor gene with dietary factors on the risk of obesity and type 2 diabetes: a systematic review[J]. Diabetic Medicine A Journal of the British Diabetic Association, 2016, 33(8): 1026–1034. DOI:10.1111/dme.13052 |