中国媒介生物学及控制杂志  2014, Vol. 25 Issue (5): 438-440

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李琦,韩旭,魏亚梅,韩占英,张艳波,齐顺祥,许永刚
LI Qi, HAN Xu, WEI Ya-mei, HAN Zhan-ying, ZHANG Yan-bo, QI Shun-xiang, XU Yong-gang
汉坦病毒感染者与非感染者HLA-B、DQ基因单核苷酸多态性研究
Study on single nucleotide polymorphisms in HLA-B gene and HLA-DQ gene among Hantavirus-infected and non-infected populations
中国媒介生物学及控制杂志, 2014, 25(5): 438-440
Chin J Vector Biol & Control, 2014, 25(5): 438-440
10.11853/j.issn.1003.4692.2014.05.014

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收稿日期:2014-02-25
汉坦病毒感染者与非感染者HLA-B、DQ基因单核苷酸多态性研究
李琦, 韩旭, 魏亚梅, 韩占英, 张艳波, 齐顺祥, 许永刚    
河北省疾病预防控制中心病毒病防治所,石家庄050021
摘要目的 分析肾综合征出血热(HFRS)患者和健康人群HLA-B及HLA-DQ基因区域的单核苷酸多态性(SNP)位点, 探讨人感染汉坦病毒与其遗传特性间的关联性。方法 采用等位基因特异性引物扩增(ASP-PCR)技术对HLA-B及HLA-DQ 区域上的5个SNP位点进行扩增,利用病例对照研究探讨SNP与人群汉坦病毒感染状态之间的关系。结果 筛选HFRS 患者阳性标本24份,同时采集与病例相匹配的健康人群标本51份。rs34933313位点患者组和对照组的CC基因型频率分 别为4.17%和29.41%,GG基因型为12.50%和15.69%,CG基因型为83.33%和54.90%,CC、GG基因型频率患者组低于对照 组,CG基因型频率患者组高于对照组,且二者之间差异有统计学意义(χ2=7.050,P=0.029)。其他4个位点两组间的差 异均无统计学意义。结论 rs34933313位点的基因多态性可能与人群汉坦病毒感染有关,可能会增加人群感染该病毒 的风险。HLA-B基因可能与人群感染汉坦病毒存在相关性。
关键词肾综合征出血热     汉坦病毒     单核苷酸多态性    
Study on single nucleotide polymorphisms in HLA-B gene and HLA-DQ gene among Hantavirus-infected and non-infected populations
LI Qi, HAN Xu, WEI Ya-mei, HAN Zhan-ying, ZHANG Yan-bo, QI Shun-xiang, XU Yong-gang     
Hebei Center for Disease Control and Prevention, Shijiazhuang 050021, Hebei Province, China
Abstract:Objective To analyze the single nucleotide polymorphisms (SNPs) in HLA - B gene and HLA - DQ gene in hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS) patients and healthy people and to study the relationship between Hantavirus infection and genetic characteristics of humans. Methods Five SNPs in HLA-B gene and HLA-DQ gene were amplified using allele-specific primer PCR (ASP-PCR). The association between SNPs and Hantavirus infection was investigated by case-control study. Results According to the result of the HFRS antibody diagnostic assay, 24 Hantavirus-positive whole blood samples were included. Negative samples were collected from 51 healthy people. The frequencies of CC genotype of rs34933313 in the case group and control group were 4.17% and 29.41%, respectively; the frequencies of GG genotype were 12.50% and 15.69%, respectively; the frequencies of CG genotype were 83.33% and 54.90%, respectively. The frequencies of CC and GG in the case group were significantly lower than those in the control group, and the frequency of CG genotype in the case group was significantly higher than that in the control group; significant difference in the genotype of rs34933313 was found between the two groups ( χ 2=7.050, P=0.029). No significant difference was found at any of the other four sites. Conclusion SNP at rs34933313 might be associated with Hantavirus infection and may increase the risk of Hantavirus infection in humans. HLA-B gene is probably related to Hantavirus infection in humans.
Key words: Hemorrhagic fever with renal syndrome     Hantavirus     Single nucleotide polymorphism    

我国是受肾综合征出血热(HFRS)危害最为严重 的国家,该病是由汉坦病毒(Hantavirus,HV)感染引起 的,每年报告发病数占全球总数90%以上[1,2]。河北省 是HFRS的高发省份,自1981年发现首例患者至今,每 年都有病例发生。HFRS的具体发病机制尚不完全明 确,除有HV的直接作用外,机体的免疫状态和对HV 的遗传易感性等因素也发挥着重要作用[3]

单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)是在基因组上单个核苷酸的变异,其发生率在人 群中>1%[4],并可导致机体对慢性损伤反应具有明显的 个体差异,影响人群对于疾病的易感性和疾病严重程 度。本研究从基因多态性入手,选取HLA-B及HLA-DQ 基因,应用等位基因特异性引物扩增(ASP-PCR)技术, 对河北省HFRS患者和健康人群HLA-B及HLA-DQ基 因上的5个SNP位点进行基因分型,探讨这些SNP位 点的基因多态性与HFRS发病的关联性,为疾病的易 感性提供遗传方面的证据,同时为该疾病预防及治疗 措施的研究和应用提供科学依据。 1 材料与方法 1.1 实验标本

筛选HFRS患者阳性全血标本24份, 同时选择与病例相匹配的未检测到HV的健康人群全 血51份为对照组。标本由河北省疾病预防控制中心 病毒所提供。 1.2 SNP位点的选取与引物合成

通过NCBI查找与 疾病相关的SNP位点。选择HLA-B基因的SNP位点 rs71543422、rs34933313、rs41557013和HLA-DQ基因的 rs12722040、rs1142324。设计特异性引物(表 1),并由 上海生工生物技术有限公司合成。

表 1 SNP位点及其引物 Table 1 SNPs and primers in this study
1.3 基因组DNA的提取

将全血标本使用天根生物 的试剂盒进行基因组DNA的提取,-20 ℃保存备用。 1.4 ASP-PCR扩增

ASP-PCR反应体系共20 μl,其中 5×buffer(含Mg2+)4 μl,上下游引物(10 μmol/L)各1 μl, dNTP(10 mmol/L)0.1 μl,Taq DNA 聚合酶2 U,模板 DNA 3.5 μl。反应条件:94 ℃预变性2 min,94 ℃变性 30 s,59 ℃复性30 s,72 ℃延伸30 s,循环35次扩增,循 环结束后72 ℃继续延伸7 min,扩增产物4 ℃保存。 1.5 电泳及结果判读

取8 μl PCR产物进行琼脂糖 凝胶电泳。根据电泳结果判读,若引物F1扩增出目的 片段,而引物F2没有,则此位点的等位基因型为M/M 型;如果引物F1和F2均扩增出目的片段,此位点的等 位基因型为W/M型;若引物F2扩增出目的片段,而引 物F1没有,此位点的等位基因型为W/W型。 1.6 数据分析

SNP位点的基因型频率采用直接计 数法获得,各位点基因频率的群体代表性使用哈-温 平衡法(Hardy-Weinberg equilibrium,HWE)。各SNP 位点基因型频率的差异性比较采用χ2检验(α=0.05)。 2 结果 2.1 SNP位点基因型鉴定

75份标本在5个SNP 位 点上均扩增出目的片段,各位点不同基因型的鉴定结 果如表 2所示。

表 2 各SNP位点的基因扩增结果 Table 2 The genotyping results at each SNP site
2.2 Hardy-Weinberg平衡检验

将5个SNP位点基因 型的观察人数利用哈-温平衡定律进行检验。经统计分 析,各SNP位点实际基因型频率与理论基因型频率差异 无统计学意义,其分布均符合哈-温平衡,标本的选择有 较好的群体代表性(表 3)。

表 3 哈-温平衡检验 Table 3 Hardy-Weinberg equilibrium test for each SNP site
2.3 各SNP位点基因型频率在患者组和对照组的分 布

患者组和对照组在rs34933313位点CC基因型频 率分别为4.17%和29.41%,CG 为83.33%和54.90%, GG为12.50%和15.69%。CC和GG基因型频率患者组 均低于对照组,CG基因型频率患者组高于对照组,患 者组与对照组基因型频率的差异有统计学意义(χ2= 7.050,P=0.029),可以认为该位点的基因多态性会增 加人群感染HV的风险(表 4)。

表 4 患者组与对照组rs34933313位点基因型频率分布 Table 4 Genotype frequency distribution of rs34933313 between the case group and control group

rs41557013位点患者组和对照组CC基因型频率分 别为29.17%和23.53%,TT为20.83%和9.80%,CT 为 50.00%和66.67%,患者组与对照组基因型频率的差异 无统计学意义,尚不能认为该位点的基因多态性与疾病 的发生存在关系(χ2=2.433,P=0.296);rs71543422位点 的CC 基因型频率分别为37.50%和17.65%,TT 为 16.67%和15.68%,CT为45.83%和66.67%,患者组与对 照组基因型频率的差异无统计学意义(χ2=3.871,P= 0.144),尚不能认为该位点的基因多态性与疾病的发 生存在关系;rs12722040位点的CC基因型频率分别为 12.50%和11.76%,TT为33.33%和31.37%,CT为54.17% 和56.87%,患者组与对照组基因型频率的差异无统计 学意义(χ2=0.048,P=0.976),尚不能认为该位点的基 因多态性与疾病的发生存在关系;rs1142324位点的 CC基因型频率分别为12.50%和37.25%,TT为25.00% 和17.65%,CT为62.50%和45.10%,患者组与对照组基 因型频率的差异无统计学意义(χ2=4.826,P=0.090), 尚不能认为该位点的基因多态性与疾病的发生存在 关系。

综合以上结果可以看出,rs34933313位点的基因多 态性可能与HV感染有关,可能会增加人群感染HV的风 险。其余4个位点尚未发现其基因多态性与疾病的发生 存在关系。HLA-B基因可能与人群感染HV存在相关性。 3 讨论

HLA系统是目前所知人体最复杂的多态系统,在 机体的免疫系统中发挥着重要作用。具有高度的多态 性,一些遗传性状与疾病有着密切的关系,是研究疾病 易感性最不可忽视的遗传因素。HLA-Ⅰ和HLA-Ⅱ 类基因在调控机体实施免疫应答中发挥着重要作用。 本研究所选取的HLA-B、HLA-DQ基因即分别来自上 述基因[5,6]。有报道显示HLA-B基因影响着人群对于 SARS的易感程度[7],但也有研究表示其基因多态性与 SARS的发生无关[8],可见HLA-B基因是否影响某些疾 病的发生还存在不确定性。

作为第3代遗传标记的SNP具有密度高、易分析 等优点。因此,该技术已经应用在复杂性疾病易患性 研究上,研究某个位点的基因频率与疾病之间的关联 性。目前已有阿尔茨海默病、乳腺癌、糖尿病、冠心病 等诸多复杂疾病完成了全基因组关联的分析研究[9]。 病例对照研究是相关性研究经常使用的实验方法,通 过比较病例组和对照组之间遗传标记的差别,确定研 究人群对疾病的易感性或拮抗性与该遗传标记的关联 性。迄今为止,一些疾病的易感和拮抗基因已被成功 确定,如HLA-DR2基因与结核病和麻风病[10]、SDF-1/ CCR/IL-10与艾滋病等[11]。可见利用SNP进行关联分 析在研究中应用广泛和灵活,已成为揭示疾病和等位 基因间关联性的最佳方法。

通过分析HFRS 患者组和对照组在HLA-B 及 HLA-DQ基因上的5个SNP位点基因多态性可知,位于 HLA-B基因上rs34933313位点的基因多态性可能与 HV感染有关,可能会增加人群感染HV的风险。HLA-B 基因上的其余2个位点和HLA-DQ基因上的位点在本 次实验中尚未发现与HV感染相关。本实验证实HLA-B 基因与人感染HV存在关联,该基因可能在HV的感染 机制上起着重要作用,对于关联的强度大小,要想获得 更加肯定的结论,还需进一步扩大样本进行研究。 HLA-DQ基因上的2个SNP位点均未发现与人感染HV 存在关联性,可能与位点的选择有关,HLA-DQ基因与 人感染HV是否相关,还有待进一步研究。

参考文献
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