基因-环境交互作用对动脉僵硬度影响的家系研究

目的:利用北京房山家系队列研究的基线调查数据,探索基因-环境交互作用对动脉僵硬度的影响。方法:选取来自北京市房山区9个乡镇的先证者及其亲属作为研究对象,以吸烟、饮酒、体重指数(body mass index,BMI)、膳食评分和体力活动作为行为生活方式因素,以肱-踝脉搏波传导速度(brachial-ankle pulse wave velocity,baPWV)和踝肱指数(ankle-brachial index,ABI)作为动脉僵硬度评价指标,采用方差组分模型估计动脉僵硬度的遗传度,利用极大似然法进行基因型-环境交互作用分析。基于基因型-环境交互作用分析识别的阳性环境因素,进一步选取糖脂代谢通路上的45个基因位点作为候选基因位点,利用广义估计方程模型,探索基因位点与生活方式间的交互作用对动脉僵硬度的影响。结果:共纳入了来自3225个家系的6302名研究对象,研究对象的平均年龄为56.9岁,男性占比45.1%。估计得到baPWV和ABI的遗传度分别为0.360(95%CI:0.302~0.418)和0.243(95%CI:0.175~0.311)。基因型-环境交互作用结果显示,总体加性遗传效应与年龄、性别、膳食评分和BMI间存在交互作用,分别影响baPWV和ABI水平。以baPWV作为结局评价指标时,ADAMTS9-AS2基因上和CDH13基因上的2个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)位点均与膳食评分存在交互作用。高遗传风险的个体遵循健康的生活方式能够降低其动脉僵硬程度。以ABI作为研究终点时,CDKAL1、ATP8B2和SLC30A8基因上的3个SNP位点与BMI存在交互作用,影响动脉僵硬度水平。对于高遗传风险的个体,保持健康的BMI水平能够有效降低动脉僵硬度水平。结论:本研究利用家系关系观察了基因型-健康膳食模式和基因型-BMI交互作用影响动脉僵硬度水平,发现5个SNP位点与二者存在交互作用;维持健康的生活方式和健康的BMI水平能够降低遗传因素对动脉僵硬度的影响,为识别动脉僵硬度的环境危险因素、制定人群精准预防控制策略提供了一定的研究基础和思路。

基因-环境相互作用与人类疾病的关系

分子生物学技术的飞速发展通过对人类基因的鉴别和诊断,使人们对疾病的发生与发展有了更深刻的认识。现代科学观点认为个体差异的产生不能归结为完全的遗传因素或完全的环境因素,事实上,绝大多数人类疾病是遗传易感性和环境因子相互作用的结果。基因-环境交互作用可以理解为遗传因素对环境因素易感性的影响。本文从环境污染物对基因的影响、环境应答基因对疾病易感性的影响及基因-环境相互作用与环境基因组计划三方面对基因-环境相互作用与人类疾病的关系加以阐述。

基因-环境交互作用理论模型及其检验方法

素质-压力模型、不同易感性模型和优势敏感性模型是当前有关基因-环境交互作用的三种代表性理论模型。素质-压力模型认为"近墨者黑"或"出淤泥而不染",优势反应敏感性模型认为"近朱者赤",而不同易感性模型则兼收并蓄,认为某些个体近墨则黑,近朱则赤。检验上述模型的现实有效性是当前基因-环境交互作用研究领域的热点问题之一。概观而言,分组回归和分层回归是常用的传统检验方法,显著性区域分析法和新参数回归模型法则是新近兴起的。未来研究需要进一步探索三种模型的领域特殊性、种族差异等问题,检验这些模型的方法也有待改善。

基因-环境交互作用与非综合征性唇腭裂关系的研究进展

唇腭裂是人类最常见的先天性出生缺陷之一,也是主要的颅面发育畸形之一,代表了一类普遍的具有复杂病因和遗传异质性的出生缺陷。在世界不同地区、不同种族,唇腭裂发病率有较大差异,平均发生率为0.80‰-2.00‰。

TOMM40基因多态性及基因-环境交互作用对血管性痴呆的影响

目的探讨TOMM40基因多态性与环境因素及基因-环境的交互作用对黑龙江地区的血管性痴呆患者的影响,为未来防治血管性痴呆的发生发展提供研究方向。方法选取2020年6月—2021年6月门诊及住院治疗的100例血管性痴呆患者为病例组,同时选取无认知功能障碍的健康老年人100名作为随机对照组。采用流行病学进行问卷调查,以环境因素为变量,通过统计学分析环境因素对于血管性痴呆发病情况的作用;使用PCR实验方法数据分析血管性痴呆患者和TOMM40基因多态性的相关性。结果以标准化回归系数判断自变量对因变量的影响,经过分析发现生活饮食、气温气候是血管性痴呆患者的影响因素(t=4.100、-2.230,P<0.05);TOMM40的rs2075650位点基因型分布与血管性痴呆发病风险相关(OR=0.687,P<0.05),提示以上位点可能改变基因功能,并最终影响血管性痴呆的发生与发展。结论血管性痴呆患者发病因素和TOMM40基因位点的多态性呈密切相关;血管性痴呆患者的患病和黑龙江省内地区环境气候因素呈密切相关;因此基因-环境两因素的发生引发的交互作用与血管性痴呆患者患病的发生发展中起到十分重要的作用。

安徽麦区软质小麦主要品质性状的基因型-环境互作分析

为了深入研究安徽麦区软质小麦主要品质性状的基因型效应与不同种植区域环境效应的互作关系及稳定性,本研究利用AMMI双标图对种植于7个生态试点的12个软质小麦品种的蛋白质含量、湿面筋含量、面团稳定时间及吸水率4个品质指标进行综合评价。AMMI双标图分析结果表明,濉溪和新马桥生态试点能够较好地分辨品种湿面筋含量,区分品种面团稳定时间的最佳地点是太和生态试点,阜阳生态试点能够很好地区分不同品种的吸水率,能较好地区分蛋白质含量的生态试点是新马桥。吸水率和面团稳定时间表现好的品种是瑞华麦516、天益科麦5号;湿面筋含量中较稳定的品种是华成863和瑞华麦516;天益科麦5号是蛋白质含量平均值较高且较稳定的品种。相对而言,天益科麦5号具有广适、稳定且品质性状优良的基因型。

安徽麦区软质小麦面粉溶剂保持力的基因型与环境互作

为了深入了解安徽麦区软质小麦溶剂保持力(SRC)性状的基因型效应与不同种植区域环境效应的互作关系及稳定性,利用GGE双标图对种植于7个生态试点的12个大田推广软质小麦品种的蔗糖SRC、乳酸SRC、碳酸钠SRC和水SRC 4个性状进行了综合评价。GGE结果表明,供试材料的4个SRC性状的GGE变异值均大于50%,环境-基因型互作效应复杂。能较好区分蔗糖SRC和乳酸SRC的试点是濉溪,能较好区分碳酸钠SRC且具有强代表性的生态点是新马桥,能区分水SRC的生态点是阜阳。生态适应性和稳定性分析表明:蔗糖SRC值表现较稳定的品种包括华成863、龙科1109、荃麦725和涡麦99;乳酸SRC值稳定的品种有徽研912和瑞华麦516,碳酸钠SRC值稳定的品种包括徽研912和瑞华麦516,水SRC值表现较稳定的品种是华成863。

血管内皮生长因子-2578C／A基因-环境因素交互作用与抑郁症关联研究

目的探讨血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）基因多态性与抑郁症的关联及其与环境交互作用在抑郁症发病中的作用。方法提取274名汉族单相抑郁症患者（病例组）和273名汉族健康人（对照组）的全基因组DNA，应用单碱基延伸SNP分型技术（SNaP—shot）方法检测病例组和对照组VEGF．2578G／A位点的基因型和等位基因频率，应用二项Logsitic回归模型进一步分析VEGF-2578C／A基因和负性生活事件的交互作用与抑郁症的关联。结果病例组和对照组VEGF-2578C／A基因型A／A、A／C、C／C频率分布为4．0％、37．6％、58．4％和6．6％、35．5％、57．9％；等位基因A、C频率分布为22．8％、77．2％和24．4％、75．6％，两组间均差异无统计学意义（χ^2=1．880，P=0．391；χ^2=0．364，P=0．546）。VEGF-2578C／A多态性和负性生活事件交互作用与单相抑郁症的关联无统计学意义（P=0．716）。结论VEGF-2578C／A基因多态性及其与环境因素交互作用与抑郁症不存在关联。

银屑病基因-环境、基因-基因交互作用研究进展

目前认为银屑病主要由环境因素和遗传因素等共同作用所致.环境因素如吸烟、饮酒、外伤等可诱发或加重银屑病病情.遗传学研究发现,PSORS 1-9、HLA-Cw＊0602、IL12B、IL23R、ERAP1等位点或基因与银屑病的易感性相关联.近年来,研究者利用多种方法开展银屑病基因-环境、基因-基因交互作用方面的研究,阐明其在银屑病发病机制中的作用,取得了进展.

如何从基因-环境的交互作用研究偏颇体质易发疾病的发病机制

现代医学认为,许多疾病是基因-环境交互作用的结果。偏颇体质易发疾病的发病机制可以从基因-环境交互作用的角度进行阐释。为了便于体质研究者进行此方向的研究,笔者从研究方法的选择、研究对象的选择、暴露因素的定义与测量、样本含量的估算以及统计分析等方面进行了方法学介绍。

不完全病例对照研究中对照组部分基因信息缺失基因-环境交互作用的估计

目的探讨不完全病例对照研究中对照组基因信息部分缺失时基因-环境交互作用的估计。方法在Stata 9.0软件上采用Monte Carlo方法模拟不同基因信息缺失比例数据,对缺失数据采用hot deck多重填补程序后分析和删除缺失值分析结果进行比较。结果缺失数据<50%时,hot deck多重填补后分析和删除缺失值分析对环境主效应、基因主效应以及基因-环境交互作用的估计系数接近完全数据的系数,随缺失比例的增加,两种方法的估计方差均增加,但hot deck多重填补估计方差小于删除缺失值分析。结论不完全病例对照研究中,对照组基因信息缺失比例<50%时,可以用hot deck填补方法充分利用已有的信息估计基因-环境的交互作用,提高估计精度。

五羟色胺2A受体基因-环境交互作用与抑郁伴自杀关联研究

目的 探讨五羟色胺2A受体（5-hydroxytrytamine receptor 2A,5-HTR2A）基因多态性、负性生活事件交互作用与抑郁伴自杀的关系.方法 提取中国北方地区130名抑郁伴自杀者（病例组）和118名抑郁无自杀者（对照组）基因组DNA,采用Snapshot技术分别扩增rs6311和rs6313位点的基因组DNA片段,将PCR产物直接测序检测病例组和对照组的基因型,应用二分类Logistic回归模型分析rs6311、rs6313与负性生活事件的交互作用.结果 病例组与对照组rs6311位点的基因型（x2=0.012）和等位基因频率（x2 =0.062）比较均差异无统计学意义（P＞0.05）.两组rs6313位点的基因型比较,差异无统计学意义（x2=1.035,P＞0.05）,但等位基因频率比较差异有统计学意义（等位基因A：73.1％ vs 50.4％;等位基因G：26.9％vs 49.6％;x2=27.029,P＜0.05）.rs6311和负性生活事件交互作用差异有统计学意义（OR=6.155,95％ CI=1.372～27.612,P＜0.05）.rs6313和负性生活事件交互作用差异无统计学意义（OR=0.772,95％ CI=0.231～2.579,P＞0.05）.结论 rs6311与负性生活事件的交互作用在抑郁伴自杀的发病机制中具有重要意义.

基因-环境交互作用与疾病风险预测模型研究进展

慢性非传染性疾病,如肿瘤、心血管疾病、阿兹海默症等,是由遗传因素和环境因素共同作用导致的。在对这类复杂疾病进行风险预测时,若单纯考虑遗传因素或环境因素的贡献往往是不够的,基因-环境的交互作用在其中发挥了重要的作用。针对基因-环境交互作用的研究,需要考虑到多个方面的因素,本文简要介绍这类研究的设计、方法以及经典案例,为未来研究者开展此类研究提供借鉴和帮助。

人类基因-环境交互作用实验研究述评

现有关于基因-环境交互作用问题的研究主要采用相关设计,若能在此基础上进一步采用实验设计进行检验,则能够极大提升研究结果的可信度和科学性。目前的实验研究主要分为实验室研究和自然干预研究两大类。实验室研究主要集中在行为、认知和神经机制三个领域。自然干预研究大多对影响个体发展的外部环境(父母教养、家庭环境等)进行干预,也有部分研究直接对个体进行干预。目前实验研究涉及领域还较少,大多采取单基因-环境设计,实验前未考虑被试的基因型分布情况,且关于基因-环境交互作用神经机制的研究十分匮乏。未来研究可采取多基因-环境设计,通过均衡不同实验条件下携带不同基因型个体的分布情况,进一步深入探究"基因-环境交互作用"的相关脑区与神经通路及其作用机制。

基因-环境交互作用

基因-环境交互作用(gene—environment interaction)一般可以从统计学交互作用和生物学交互作用两个角度来理解。统计学基因一环境交互作用指的是对于含有不同基因型的个体，环境因素与健康效应间的统计学关联的程度或方向不同，或者对于处于不同环境暴露条件下的个体，基因型与健康效应间的统计学关联的程度或方向不同。生物学基因一环境交互作用指的是基因和环境因素彼此依赖的影响一个生物学表型，缺少其中任何一个因素，疾病均不会发生，一般不要求必须具有统计学交互作用。

食管癌“环境-遗传-基因互作”组学研究:核黄素、核黄素转运基因2和NOTCH1-P53-Rb互作关系

本研究组利用全基因组关联分析和全基因组外显子测序技术发现核黄素转运基因2（riboflavin transporter gene 2,RFT2;又称C20orf54、SLC52A2、RFVT3）是食管鳞状细胞癌（简称鳞癌）重要易感基因^（[1]）,NOTCH1基因突变是食管癌变的重要分子事件^（[2]）。这些发现引发学者对RFT2和NOTCH1与肿瘤发生和发展的关系进行深入研究。

广义多因素降维法在心脑血管病基因-基因/环境交互作用分析及风险预测中的应用

心脑血管疾病是由易感基因和环境因素共同作用引起的复杂性遗传疾病。在影响心脑血管疾病发病的因素中,基因与基因之间、基因与环境之间均存在着交互作用。近年来,随着被发现的易感基因和环境因素越来越多,单独使用Logistic回归模型等方法处理交互作用存在"维度灾难"等局限性,导致研究结果假阳性率增加。广义多因素降维法引入计分统计量的原理,能够列举所有基因型和环境因素的组合情况,分析端粒长度等连续型结局变量,且能够纳入协变量,校正年龄、性别等影响心脑血管疾病发病的混杂因素,从而控制混杂因素引起的结果偏移乃至错误。广义多因素降维法将高维数据降为一维模型后,结合Logistic回归模型能够更好地预测心脑血管疾病的发病风险,对阐明心脑血管疾病的发病机制具有重要意义。

As3MT、N6AMT1基因-环境交互作用对砷暴露所致皮肤损伤影响

目的探讨砷甲基转移酶(As3MT)和N-6-腺嘌呤特异性DNA甲基转移酶1(N6AMT1)基因多态性及基因-环境交互作用与砷暴露所致皮肤损伤(AISL)的关联性。方法于2010年9月到2011年12月在内蒙古五原县入选饮水型砷暴露人群335人,65例被确诊患有AISL。应用MassARRAY^(?)分子量阵列平台检测基因型,高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用法测定尿砷代谢物,砷暴露时间由其高砷水饮用时间确定,多因子降维法与岭回归模型分析基因型、环境因素的单独效应及基因-环境的交互作用。结果 As3MT基因rs3740400位点CA/AA基因型、N6AMT1基因rs 1006903位点GC/CC基因型和尿二甲基胂酸(DMA)升高为AISL的独立危险因素(P<0.05)。rs3740400位点基因型-尿无机砷(iAs)-单甲基胂酸(MMA)的交互作用与AISL发生风险间存在显著的统计学关联(OR=0.62, 95%CI=0.41～0.94,P=0.024),模型的验证样本准确率为0.577 6,交叉验证一致性为9/10。结论 As3MT、N6AMT1基因多态性及尿砷化合物水平均与AISL独立相关,rs3740400位点基因型、尿iAs和MMA的交互作用在慢性砷中毒的发生发展中具有重要作用。

“环境-遗传-基因互作”模式中磷脂酶Cε1对食管癌易感性的影响

随着全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)和后GWAS研究的深入,越来越多的疾病相关单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)被发现。近年的研究[1-3]提示,部分疾病相关SNP可导致其所在基因以及相关基因转录和蛋白表达水平发生变化,进一步影响肿瘤的发生和发展,甚至影响肿瘤的转归(预后),这些发现极大丰富了“环境-遗传-基因互作”模式对肿瘤发生、发展和转归影响的新理论;这些SNP可分为增加疾病易感性的SNP和致病性SNP两大类。推测致病性SNP不但影响相关基因的转录和蛋白表达,并且也可能影响驱动基因突变。