
探讨精神分裂症断裂点基因1(DISC1)单核苷酸多态性(SNPs)与中国汉族儿童孤独症的关系。
采用Illumina HumanHap CNV370-Duo芯片对278个孤独症核心家系(患儿及其父母)、157例孤独症患儿和435例正常对照进行全基因组SNP分型。从中选取DISC1基因的分型数据,采用病例-对照关联分析及传递不平衡检验分析等位基因与孤独症的关系。
共有52个SNPs纳入本研究。1.病例-对照关联分析结果发现,6个位点(rs4658939,rs2793093,rs10495309,rs2492367,rs11122362,rs1073179)的等位基因频率,以及7个单体型(rs823163-rs823161-rs4658933-rs1417585-rs10864693-rs6541281构建的单体型AGAAAG,rs4658939-rs2793093-rs10495309构建的单体型GGG和AAA,rs2492367-rs12046794构建的单体型GG和AG,rs9432040-rs2356606-rs11122362构建的单体型GAA,rs9431714-rs1073179构建的单体型GG)的频率在孤独症组和对照组间的差异均有统计学意义(χ2=4.704、4.915、5.568、8.087、4.043、5.183、5.369、5.295、4.440、5.304、7.615、4.018、4.811,P=0.030、0.027、0.018、0.005、0.044、0.023、0.021、0.021、0.035、0.021、0.006、0.045、0.028)。2.传递不平衡检验分析表明,rs4658945位点的等位基因A和rs11122362位点的等位基因G,以及rs10495310-rs4658945构建的单体型AG和rs9432040-rs2356606-rs11122362构建的单体型GAA在亲代与受累子代间的传递差异有统计学意义(χ2=4.445、5.400、3.973、5.126,P=0.035、0.020、0.046、0.024)。
DISC1基因rs11122362位点及rs9432040-rs2356606-rs11122362构建的单体型GAA与孤独症存在关联,支持DISC1基因与中国汉族儿童孤独症的易感性相关。
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儿童孤独症是一种严重的神经发育障碍性疾病,多起病于3岁以前,该病以社会交往障碍、言语交流障碍以及固定刻板的行为模式和兴趣为核心症状。孤独症是一种遗传异质性疾病,病因及发病机制至今尚不清楚[1]。目前多项研究已发现了数百个孤独症的易感基因,证实孤独症是一种复杂的多基因遗传病[2]。精神分裂症断裂点基因1(disrupted in schizophrenia 1,DISC1)位于人类染色体1q42,不仅参与大脑发育过程中的神经元迁移、神经细胞增殖和轴突发育[3,4,5],还影响海马灰质厚度、白质完整性以及额叶前部的相关认知功能[6,7]。本研究目的是探讨DISC1基因多态性与中国汉族儿童孤独症的关系。现报告如下。
选择2006年10月至2009年8月在郑州市康达能力训练中心、青岛市以琳孤独症训练部、青岛市儿童医院、宜昌市博爱特殊教育学校、长沙市启航培智教育中心的儿童孤独症患儿,以及在此期间就诊于中南大学湘雅二医院精神卫生研究所儿童精神专科门诊的孤独症患儿及其健康父母。入组标准:(1)符合《美国精神障碍诊断与统计手册第四版修订版》(diagnostic and statistical manual of mental disorders,fourth revised edition,DSM-Ⅳ-TR)的孤独障碍诊断标准[8],由2名儿童精神科主任医师进行诊断;(2)孤独症行为评定量表(autism behavior checklist,ABC)评分≥67分。排除标准:(1)非汉族人群;(2)Asperger综合征、Rett综合征和其他广泛性发育障碍者;(3)脆性X综合征;(4)结节性硬化;(5)精神发育迟滞、选择性缄默、特定感受性语言障碍者;(6)染色体异常者;(7)严重躯体疾病患儿。共收集278个孤独症核心家系(患儿及其父母)834例成员和157例孤独症患儿。共435例患儿。其中男375例,女60例;年龄(60.9±20.1)个月。435例对照者来自中南大学医学遗传学国家重点实验室正常对照遗传资源数据库,均为中国汉族健康成年人,随机抽样选取男性375例及女性60例使对照组性别与孤独症组匹配,年龄(37.9±13.4)岁,无严重躯体疾病,无精神疾病史及神经精神疾病家族史。本研究得到中南大学湘雅二医院医学伦理委员会的批准,并获得研究对象或其监护人的知情同意。
抽取研究对象外周静脉血5~10 mL,肝素抗凝,用酚-氯仿抽提法提取DNA。检测DNA水平后将所有DNA样本稀释至终质量浓度0.05 g/L,置-20 ℃冰箱保存。
选用美国Illumina公司订制的HumanHap CNV370-Duo芯片包含约318 000个标签单核苷酸多态性(SNPs)(Tag SNPs),用于所有孤独症患者和父母的全基因组SNP分型。根据国际人类基因组单体型图计划(international HapMap Project)数据库,挑选64个位于DSC1基因内的SNP位点。
(1)分型结果符合基因分型重复一致率>99.9%;(2)符合Bead Stu-dio 3.3.7软件分析SNP检出率(Call rate)>99.0%的SNP;(3)进行数据分析时剔除最小等位基因频率(Minor allele frequency,MAF)<5%和Hardy-Weinberg平衡检验P<0.05的SNP。
数据采用Haploview 4.2软件进行统计分析。Hardy-Weinberg平衡分析,2组间等位基因频率比较及单个位点的传递不平衡检验采用χ2检验。采用Haploview 4.2软件计算SNP之间的连锁不平衡(linkage disequibrium,LD)D'值,构建单体型,进行单体型的病例-对照关联分析与传递不平衡检验的χ2检验。所有统计结果采用双侧检验,P<0.05为差异有统计学意义。
芯片基因分型重复一致率>99.9%,剔除基因型缺失率>1%、MAF<5%及Hardy-Weinberg平衡检验P<0.05的SNPs,共有52个SNPs进入本研究。
孤独症组与对照组间,rs4658939,rs2793093,rs10495309,rs2492367,rs11122362,rs1073179 6个位点的等位基因频率差异有统计学意义,见表1。

精神分裂症断裂点基因1中52个单核苷酸多态性单个位点的病例-对照关联分析和传递不平衡检验
Case-control association analysis and transmission disequilibrium test for 52 single nucleotide polymorphisms in disrupted in schizophreniu 1
精神分裂症断裂点基因1中52个单核苷酸多态性单个位点的病例-对照关联分析和传递不平衡检验
Case-control association analysis and transmission disequilibrium test for 52 single nucleotide polymorphisms in disrupted in schizophreniu 1
| 单核苷酸多态位点 | 等位基因 | 病例-对照关联分析 | 优势传递等位基因 | 传递不平衡检验 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 病例组(例) | 对照组(例) | χ2值 | P值 | ||||||
| 传递/未传递(例) | χ2值 | P值 | |||||||
| rs823163 | G/A | 702/168 | 690/180 | 0.517 | 0.472 | A | 96/80 | 1.455 | 0.228 |
| rs823161 | A/G | 701/169 | 689/181 | 0.515 | 0.473 | G | 98/80 | 1.820 | 0.177 |
| rs4658933 | G/A | 424/446 | 413/457 | 0.279 | 0.598 | A | 135/124 | 0.467 | 0.494 |
| rs1417585 | A/G | 717/153 | 723/145 | 0.237 | 0.626 | G | 89/70 | 2.270 | 0.132 |
| rs10864693 | A/C | 727/143 | 736/134 | 0.348 | 0.555 | C | 85/67 | 2.132 | 0.144 |
| rs6541281 | A/G | 143/719 | 130/734 | 0.772 | 0.380 | A | 85/66 | 2.391 | 0.122 |
| rs1417584 | A/G | 146/720 | 128/740 | 1.454 | 0.228 | A | 86/67 | 2.359 | 0.125 |
| rs12040259 | A/G | 347/523 | 341/529 | 0.087 | 0.769 | G | 130/128 | 0.016 | 0.901 |
| rs3738401 | A/G | 205/665 | 182/688 | 1.758 | 0.185 | G | 93/85 | 0.360 | 0.549 |
| rs2793102 | A/G | 401/469 | 373/497 | 1.825 | 0.177 | A | 142/139 | 0.032 | 0.858 |
| rs4658939 | A/G | 413/457 | 368/502 | 4.704 | 0.030 | A | 144/138 | 0.128 | 0.721 |
| rs2793093 | A/G | 414/456 | 368/502 | 4.915 | 0.027 | A | 145/138 | 0.173 | 0.677 |
| rs10495309 | A/G | 414/456 | 370/500 | 5.568 | 0.018 | A | 146/140 | 0.126 | 0.723 |
| rs2793091 | A/G | 455/415 | 422/448 | 2.504 | 0.114 | A | 148/138 | 0.350 | 0.554 |
| rs2492367 | A/G | 118/750 | 82/788 | 8.087 | 0.005 | G | 68/66 | 0.030 | 0.863 |
| rs12046794 | A/G | 120/750 | 115/755 | 0.123 | 0.726 | A | 63/57 | 0.300 | 0.584 |
| rs2812389 | G/A | 516/354 | 488/382 | 1.846 | 0.174 | A | 139/129 | 0.373 | 0.541 |
| rs10495310 | C/A | 196/674 | 191/679 | 0.083 | 0.773 | C | 110/88 | 2.444 | 0.118 |
| rs4658945 | A/G | 636/234 | 623/247 | 0.486 | 0.486 | A | 139/106 | 4.445 | 0.035 |
| rs11590192 | G/A | 345/525 | 344/526 | 0.002 | 0.961 | G | 143/136 | 0.176 | 0.675 |
| rs2255340 | G/A | 547/323 | 542/328 | 0.061 | 0.804 | G | 155/126 | 2.993 | 0.084 |
| rs9432010 | A/G | 645/225 | 641/229 | 0.048 | 0.827 | A | 135/105 | 3.750 | 0.053 |
| rs2738875 | C/A | 758/112 | 737/133 | 2.095 | 0.148 | A | 71/61 | 0.758 | 0.384 |
| rs967244 | G/A | 169/701 | 171/699 | 0.015 | 0.904 | G | 95/77 | 1.884 | 0.170 |
| rs2295959 | G/A | 584/286 | 576/294 | 0.166 | 0.684 | G | 132/116 | 1.032 | 0.310 |
| rs2759329 | G/A | 169/701 | 171/699 | 0.015 | 0.904 | G | 95/83 | 0.809 | 0.368 |
| rs1000731 | A/G | 380/490 | 370/500 | 0.234 | 0.628 | A | 135/131 | 0.060 | 0.806 |
| rs7551537 | A/G | 514/356 | 507/363 | 0.116 | 0.733 | A | 139/116 | 2.075 | 0.150 |
| rs11122348 | G/A | 743/127 | 732/138 | 0.539 | 0.463 | A | 76/69 | 0.338 | 0.561 |
| rs1079344 | G/A | 527/343 | 519/351 | 0.153 | 0.695 | A | 130/123 | 0.194 | 0.660 |
| rs734551 | A/G | 398/472 | 379/489 | 0.763 | 0.382 | G | 140/127 | 0.633 | 0.426 |
| rs9432040 | G/A | 411/459 | 397/473 | 0.453 | 0.501 | A | 149/131 | 1.157 | 0.282 |
| rs2356606 | A/G | 731/137 | 716/154 | 1.146 | 0.284 | G | 84/69 | 1.471 | 0.225 |
| rs11122362 | A/G | 270/600 | 232/638 | 4.043 | 0.044 | G | 138/102 | 5.400 | 0.020 |
| rs9431714 | A/G | 170/700 | 179/691 | 0.290 | 0.590 | A | 96/81 | 1.271 | 0.260 |
| rs1073179 | G/A | 121/749 | 90/780 | 5.183 | 0.023 | G | 74/54 | 3.125 | 0.077 |
| rs10864702 | A/G | 299/571 | 276/594 | 1.374 | 0.241 | A | 129/114 | 0.926 | 0.336 |
| rs2038636 | A/G | 206/664 | 191/679 | 0.734 | 0.392 | A | 106/100 | 0.175 | 0.676 |
| rs821717 | C/A | 76/794 | 70/800 | 0.269 | 0.604 | C | 43/35 | 0.821 | 0.365 |
| rs701158 | A/G | 186/684 | 167/703 | 1.283 | 0.257 | - | 99/99 | 0.000 | 1.000 |
| rs821581 | A/G | 239/629 | 230/640 | 0.266 | 0.606 | - | 114/114 | 0.000 | 1.000 |
| rs12137417 | G/A | 286/584 | 274/596 | 0.379 | 0.538 | A | 123/117 | 0.150 | 0.699 |
| rs2772122 | G/A | 359/511 | 335/535 | 1.381 | 0.240 | G | 142/126 | 0.955 | 0.328 |
| rs821592 | A/G | 144/726 | 138/732 | 0.152 | 0.696 | G | 81/78 | 0.057 | 0.812 |
| rs821596 | A/G | 144/726 | 138/732 | 0.152 | 0.696 | G | 81/78 | 0.057 | 0.812 |
| rs4658971 | G/A | 677/193 | 677/193 | 0.000 | 1.000 | - | 90/90 | 0.000 | 1.000 |
| rs821663 | G/A | 540/330 | 534/336 | 0.088 | 0.767 | G | 130/121 | 0.323 | 0.570 |
| rs821631 | G/A | 592/278 | 558/312 | 2.965 | 0.085 | A | 127/111 | 1.076 | 0.300 |
| rs821639 | G/A | 206/664 | 179/691 | 2.432 | 0.119 | G | 108/98 | 0.485 | 0.486 |
| rs16856189 | A/G | 146/724 | 135/735 | 0.514 | 0.474 | A | 81/76 | 0.159 | 0.690 |
| rs16856202 | A/C | 742/128 | 727/143 | 0.983 | 0.321 | - | 74/74 | 0.000 | 1.000 |
| rs9729194 | A/G | 155/711 | 155/715 | 0.002 | 0.964 | G | 82/78 | 0.100 | 0.752 |
rs4658945的等位基因A和rs11122362的等位基因G在亲代和子代间的传递差异有统计学意义,见表1。
连锁不平衡分析结果显示,52个SNPs共计形成16个完全连锁结构域,见图1。以这16个完全连锁结构域为基础构建单体型,进行单体型的病例-对照关联分析和传递不平衡检验,进入分析的单体型频率>1%。

Linkage disequilibrium analysis of 52 nucleotide polymorphisms in disrupted in schizophreniu 1

注:方框中数值为实际连锁不平衡D'值放大100倍后的结果,颜色越深,连锁程度越强 The values shown in the box are the actual linkage disequilibrium D' values magnified 100 times,the deeper the color,the stronger the degree of linkage
Linkage disequilibrium analysis of 52 nucleotide polymorphisms in disrupted in schizophreniu 1
rs823163-rs823161-rs4658933-rs1417585-rs10864693-rs6541281构建的单体型AGAAAG(χ2=5.369,P=0.021),rs4658939-rs2793093-rs10495309构建的单体型GGG(χ2=5.295,P=0.021)和AAA(χ2=4.440,P=0.035),rs2492367-rs12046794构建的单体型GG(χ2=5.304,P=0.021)和AG(χ2=7.615,P=0.006),rs9432040-rs2356606-rs11122362构建的单体型GAA(χ2=4.018,P=0.045),rs9431714-rs1073179构建的单体型GG(χ2=4.811,P=0.028),这7个单体型频率在孤独症组和对照组间的差异有统计学意义。
rs10495310-rs4658945构建的单体型AG(χ2=3.973,P=0.046)与rs9432040-rs2356606-rs11122362构建的单体型GAA(χ2=5.126,P=0.024)在亲代与受累子代间的传递差异有统计学意义。
本研究通过对DISC1基因52个Tag SNPs进行病例-对照关联分析和以核心家系为基础的传递不平衡检验发现,2种分析结果均支持rs11122362位点和rs9432040-rs2356606-rs11122362构建的单体型GAA与孤独症存在关联,这表明rs11122362的等位基因G和rs9432040-rs2356606-rs11122362构建的单体型GAA很可能是孤独症潜在的风险因子,提示DISC1基因可能与中国汉族儿童孤独症的致病相关。
孤独症是一种神经发育障碍性疾病,由遗传缺陷导致的神经发育异常在该病的发病中具有重要作用[9]。DISC1基因被认为与精神分裂症,双向情感障碍、抑郁症、Asperger综合征和孤独症等多种精神疾病相关[10]。功能方面,DISC1基因对神经发育、大脑结构和功能均具有重要作用[11],其参与神经发育的多个时期,包括神经前体物质的增殖、神经元迁移及神经元的整合和成熟。Osbun等[12]对胚胎鼠的胼胝体解剖发现,DISC1基因在胼胝体的特定形成时期高度表达,同时还在3例胼胝体发育不全的患者中发现了包括DISC1基因在内的5.8万个碱基对大小的缺失。胼胝体发育不全又与认知功能紊乱和社交行为障碍密切相关,而这些症状又都表现于孤独症患者中。
遗传学方面,也有很多研究支持DISC1基因与孤独症关联。Crepel等[13]在2例孤独症伴有轻度智力发育障碍的兄弟中发现了位于1q42.2的2.07 Mb大小的微重复,此重复区域包含DISC1基因。Williams等[14]在1例孤独症患者中发现了DISC1基因缺失。Kilpinen等[15]对芬兰97个孤独症家系和28个Asperger综合征家系进行了分析,确定了DISC1基因内的微卫星位点D1S2709与孤独症存在关联,同时发现rs1322784与Asperger综合征存在显著关联。虽然他们研究孤独症所用的遗传标记为微卫星位点,与本研究所用SNP遗传标记不同,但是得到的最终结论和本研究是一致的。Zheng等[16]在367个中国汉族儿童孤独症核心家系中对DISC1基因的7个SNPs(rs1322784、rs821616、rs10864698、rs872624、rs4366301、rs11585959、rs6668845)进行了家系内关联分析(FBAT),结果发现rs4366301、rs11585959、rs6668845及这3个位点构建的3个单体型与孤独症关联。本研究纳入了更多的SNPs位点,同时采用病例-对照和家系内传递不平衡研究策略,虽然并未包含这些阳性SNPs,但得到的最终结论是一致的。与本研究及上述研究结果相反。Lim等[17]收集195例孤独症患者,采用病例-对照关联分析方法,选取DISC1基因内的3个位点(rs3738401、rs3738402、rs821616),结果未发现此3个位点与韩国孤独症存在关联。本研究纳入的SNPs中包含了rs3738401,结果在该位点上也得到了阴性结果,但发现rs11122362与孤独症相关。推测造成这一矛盾结果的可能原因:研究样本的异质性;Lim等[17]在DISC1基因区域内仅选择3个SNPs,其结果所具有的代表性值得商榷;病例-对照研究中的样本分层问题,可使研究出现偏倚甚至假阳性。
虽然本研究提供了DISC1基因与孤独症相关联的证据,但是仍有一些值得探讨的地方:研究样本数量不够大;病例-对照研究结果与核心家系传递不平衡检验存在一些差异。推测这种差异可能是由于样本量较小及病例-对照研究的人群分层造成的。本研究同时使用了以核心家系为基础的传递不平衡检验,能够有效避免人群分层及混杂因素对结果的影响,最终2种检验结果均发现rs11122362及rs9432040-rs2356606-rs11122362构成的单体型GAA与孤独症存在关联。
综上所述,本研究为DISC1基因与中国汉族儿童孤独症的关联提供了证据支持。考虑到孤独症遗传模式的复杂性,还需要在更大样本量的人群中进行更为深入和广泛的研究与验证。另外,鉴于DISC1基因与多种精神疾病相关及对神经系统的广泛作用,更多关于DISC1基因的功能研究将会更好地帮助人们了解该基因在孤独症病理学机制中的作用。





















