修回日期: 2008-01-04
接受日期: 2008-01-15
在线出版日期: 2008-03-18
目的: 探讨温州汉族人群中炎症性肠病(IBD)遗传易感性与N-乙酰基转移酶2(NAT2)基因型多态性的相关性.
方法: 采用聚合酶链反应-限制性片断长度多态性方法, 在119例IBD患者及120例健康对照者中, 检测NAT2野生型等位基因(NAT2 4)和3种突变型等位基因(NAT2 5B, 6A和7B)的频率.
结果: 在IBD组中, NAT2 4, NAT2 5B, NAT2 6A和NAT2 7B等位基因频率分别是55.9%, 6.7%, 23.5%和13.9%, 与正常对照组比较无显著差异. CD组和UC组中各等位基因频率与正常对照组比较无显著差异; 将NAT2基因型分为快型、中间型和慢型, 分别为35.3%, 41.2%和23.5%, 与正常对照组比较亦无显著差异; 对IBD各组进一步分层, 也无显著性差异.
结论: NAT2基因型多态性和炎症性肠病遗传易感性无显著性相关.
引文著录: 林李淼, 陈浩, 陈碧红, 张定亮, 王建嶂, 郑波, 林秀清. NAT2基因多态性与温州汉族人群炎症性肠病遗传易感性的相关性. 世界华人消化杂志 2008; 16(8): 869-873
Revised: January 4, 2008
Accepted: January 15, 2008
Published online: March 18, 2008
AIM: To investigate the correlation between N-acetyltransferase 2 (NAT2) gene polymorphisms and genetic susceptibility to inflammatory bowel disease (IBD).
METHODS: One hundred and nineteen patients with IBD and 120 controls were recruited in this study. The wild-type allele (NAT2 4) and three variant alleles (NAT2 5B, 6A and 7B) of NAT2 were determined with the polymerase chain reaction restriction fragment length polymorphism method.
RESULTS: In IBD cases, the frequency of NAT2 4, NAT2 5B, NAT2 6A, NAT2 7B was 55.9%, 6.7%, 23.5% and 13.9%, respectively. No statistically significant difference was found in the frequencies between the IBD patients and controls. The frequency of rapid genotype and intermediate genotype and slow genotype in IBD patients was 35.3%, 41.2% and 23.5%, respectively. No statistically significant difference was found between the IBD patients and controls.
CONCLUSION: There is no correlation between genetic polymorphisms of NAT2 and IBD.
- Citation: Lin LM, Chen H, Chen BH, Zhang DL, Wang JZ, Zheng B, Lin XQ. Correlation between N-acetyltransferase 2 gene polymorphisms and genetic susceptibility to inflammatory bowel disease. Shijie Huaren Xiaohua Zazhi 2008; 16(8): 869-873
- URL: https://www.wjgnet.com/1009-3079/full/v16/i8/869.htm
- DOI: https://dx.doi.org/10.11569/wcjd.v16.i8.869
N-乙酰基转移酶(NAT)是人体内重要的Ⅱ相代谢酶, 可催化芳香胺类和杂环胺类物质的乙酰化过程, 在一些药物代谢以及致癌物质的灭活或活化过程中起着重要的作用. NAT有NAT1和NAT2 2种同工酶, NAT2存在明显的遗传多态性. NAT2常见的有4种等位基因, 即野生型等位基因NAT2 4和3种突变型等位基因NAT2 5B, 6A, 7B, 在种族之间和地域分布上存在显著差异. 炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)是一组慢性肠道炎症性疾病, 主要包括溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)和克罗恩病(Crohn's disease, CD), 病因尚未明确, 遗传、环境因素对其发病有重要影响. 吸烟是CD的危险因素, 但却是UC的保护因素, 而NAT2是烟草的主要代谢酶, 因此, NAT2基因多态性可能与IBD的发病有关. 我们通过对温州汉族人群中IBD患者和健康体检者的NAT2基因多态性分布进行研究, 以探讨NAT2基因多态性与IBD的相关性, 并为IBD的流行病学调查提供重要的遗传学依据.
2000-03/2007-04在我院以及温州市其他大型综合性医院住院或门诊就医的IBD患者119例, 诊断标准参照2001年中华医学会关于"对炎症性肠病诊断治疗规范的建议"[1], 经临床、内镜及组织学、放射学、实验室综合性诊断筛选入组. 其中男性64例, 女性55例, 发病年龄23-81(平均38.7±1.22)岁; UC患者101例, CD患者18例. 在UC患者中: 初发型35例(34.7%), 慢性复发型47例(46.5%), 慢性持续型18例(17.8%), 暴发型1例(1.0%); 轻型38例(37.6%), 中型42例(41.6%), 重型21例(20.8%); 直肠炎32例(31.7%), 直肠乙状结肠炎27例(26.7%); 左半结肠炎25例(24.8%), 全结肠炎17例(16.8%); 活动期95例(94.1%), 缓解期6例(5.9%); 伴肠外表现者14例(13.9%), 不伴肠外表现者87例(86.1%). 在CD患者中, 小肠型10例(55.5%), 结肠型3例(16.7%), 回结肠型5例(27.8%); 轻度11例(61.1%), 中度4例(22.2%), 重度3例(16.7%); 伴肠外表现者2例(11.1%), 不伴肠外表现者16例(88.9%).
对照组共120例, 均来我院门诊健康体检者, 男68例, 女52例, 年龄25-77(平均43.82±6.73)岁. 全部研究对象均为无血缘关系的温州汉族人.
通过采用信函调查、电话询问、面谈以及向患者的经治医师咨询等方式, 随访患者的一般情况和治疗情况.
1.2.1 基因组DNA提取: 取外周静脉血5 mL, EDTA抗凝, 蛋白酶K消化, 酚/氯仿法抽提DNA.
1.2.2 NAT2基因多态性检测: 采用限制性片段长度PCR技术扩增NAT2目的基因. 引物参照文献[2]设计: 上游5'-GCCTCAGGTGCCTTGCATTT-3'; 下游5'-CGTGAGGGTAGAGAGGATAT-3'. PCR反应总体系50 μL, 其中含10×PCR缓冲液5 μL, 1.5 mmol/L Mg2+, 200 μmol/L dNTPs, 2种引物各2 pmol, DNA聚合酶1 U, 模板DNA30 ng. 反应条件: 95 ℃预变性5 min, 然后95 ℃ 50 s, 55 ℃ 50 s, 72 ℃ 50 s, 共30个循环, 最后72 ℃延伸5 min, 得到长度为535 bp片段. 将10 μL上述扩增产物分别与5 U的Kpn Ⅰ, BamH Ⅰ37 ℃水浴3 h, 5 U的TaqⅠ65 ℃水浴3 h, 进行酶切反应(限制性内切酶购自深圳晶美生物工程有限公司). 酶切产物用80 g/L的非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳, 1 g/L的硝酸银染色分析结果. 通过酶切片段的大小可直接判断是否存在NAT2 5B, 6A, 7B等NAT2突变型等位基因. 根据4种等位基因不同组合, 可将人群划分为3种类型: 快乙酰化基因型、中间乙酰化基因型以及慢乙酰化基因型(表1).
| 突变等位基因 | 突变位点 | 限制性内切酶 | 识别序列 | 野生型酶切片段/bp | 突变型酶切片段/bp |
| NAT2 5B | 481C→T | Kpn Ⅰ | G-GTAC'C | 483;53 | 535 |
| NAT2 6A | 590G→A | Taq Ⅰ | T'CG-A | 205;170;160 | 330;205 |
| NAT2 7B | 857G→A | BamH Ⅰ | G'GATCC | 428;107 | 535 |
统计学处理 采用χ2检验确认Hardy-Weinberg平衡, 检验研究样本的群体代表性. 采用χ2检验及Fisher精确检验比较各组等位基因、基因型频率分布的差异. 统计在SPSS10.0软件包中进行.
IBD组和UC组与对照组NAT2基因多态性比较, 各等位基因及基因型频率总体分布差异无统计学意义(表2). 对IBD组内再进行分层, 由于CD组数量少, 分层意义不大, 本研究主要根据疾病类型、轻重程度、部位、肠外表现对UC进行分层, 分别进行亚组的比较, 各亚组的等位基因及基因型频率分布差异也无统计学意义(表3).
| 分组 | n | 等位基因频率(%) | 乙酰化基因型频率(%) | |||||
| NAT2 4 | NAT2 5B | NAT2 6A | NAT2 7B | 快型 | 中间型 | 慢型 | ||
| 对照组 | 120 | 136(56.7) | 18(7.5) | 56(23.3) | 30(12.5) | 45(37.5) | 46(38.3) | 29(24.2) |
| IBD | 119 | 133(55.9) | 16(6.7) | 56(23.5) | 33(13.9) | 42(35.3) | 49(41.2) | 28(23.5) |
| UC | 101 | 112(55.4) | 13(6.4) | 48(23.8) | 29(14.4) | 35(34.7) | 42(41.6) | 24(23.7) |
| CD | 18 | 21(58.3) | 3(8.3) | 8(22.2) | 4(11.1) | 7(38.9) | 7(38.9) | 4(22.2) |
| 分组 | n | 等位基因频率(%) | 乙酰化基因型频率(%) | |||||
| NAT2 4 | NAT2 5B | NAT2 6A | NAT2 7B | 快型 | 中间型 | 慢型 | ||
| 初发型 | 35 | 39(55.7) | 5(7.1) | 15(21.4) | 11(15.7) | 13(37.1) | 13(37.1) | 9(26.8) |
| 慢性复发型 | 47 | 54(57.4) | 5(5.3) | 22(23.4) | 13(13.8) | 16(34.0) | 22(46.8) | 9(19.2) |
| 慢性持续型 | 18 | 19(52.8) | 2(5.6) | 10(27.8) | 5(13.8) | 6(33.3) | 7(38.9) | 5(27.8) |
| 暴发型 | 1 | 0(0) | 1(50) | 1(50) | 0(0) | 0(0) | 0(0) | 1(100) |
| 轻型 | 38 | 45(59.2) | 4(5.3) | 16(22.3) | 11(14.5) | 13(34.2) | 19(50.0) | 6(15.8) |
| 中型 | 42 | 47(60.0) | 6(7.1) | 20(23.8) | 11(13.1) | 15(35.7) | 17(40.5) | 10(23.8) |
| 重型 | 21 | 20(47.6) | 3(7.1) | 12(28.6) | 7(16.7) | 7(33.3) | 6(28.6) | 8(38.1) |
| 直肠炎 | 32 | 35(54.7) | 3(4.7) | 16(25.0) | 10(15.6) | 10(31.2) | 15(46.9) | 7(21.9) |
| 直肠乙状结肠炎 | 27 | 32(59.3) | 4(7.4) | 11(20.3) | 7(13.0) | 11(40.8) | 10(37.0) | 6(22.2) |
| 左半结肠炎 | 25 | 27(54.0) | 4(8.0) | 13(26.0) | 6(12.0) | 8(32.0) | 11(44.0) | 6(24.0) |
| 全结肠炎 | 17 | 18(52.9) | 2(5.9) | 8(23.5) | 6(17.7) | 6(35.3) | 6(35.3) | 5(29.4) |
| 伴肠外表现 | 14 | 13(46.4) | 2(7.2) | 7(25.0) | 6(21.4) | 5(35.7) | 3(21.4) | 6(42.9) |
| 不伴肠外表现 | 87 | 99(56.8) | 11(6.3) | 41(23.6) | 23(13.2) | 30(34.5) | 39(44.8) | 18(20.7) |
NAT2各等位基因分布存在明显的种族差异(表4).
NAT2各等位基因的分布存基本上类似, NAT2 4 均大于50%(表5).
N-乙酰基转移酶广泛分布于胃、小肠、结肠和肝脏中, 而NAT2主要分布在肝组织中, 是一种肝细胞胞质(非微粒体)代谢酶, 主要催化异烟肼、普鲁卡因胺、磺胺药等肼类化合物和具有致癌性的芳香胺或杂环胺类化合物在人体内的Ⅱ相代谢反应(氮位的乙酰化). NAT2基因位于人类染色体8p22, 编码区为870 bp, 编码290个氨基酸. 至今为止, 已有26个NAT2等位基因被证实[10]. 他主要存在7个位点的点突变, 其中有5个导致编码氨基酸的改变. 这7个突变的等位基因位点是191[G→A(Arg64→Glu)], 282[C→T(Tyr94)], 341[T→C(lle114→Thr)], 481[C→T(Leu161)], 590[G→A(Arg197→Gln)], 803[A→G(Lys268→Arg)]和857[G→A(Gly286→Glu)]. 目前所发现的NAT2的26种突变等位基因均是由这7个点突变组合而成的, 包括NAT2 4, 5A, 5B, 5C, 6A, 6B, 6C, 7A, 7B, 14A, 14B, 14C, 14D等. 研究证实NAT2基因突变能影响NAT2酶的表达、稳定性及催化活性, 除野生型NAT2 4和2种罕见的基因型(NAT2 12, NAT2 13)外, 均导致NAT2酶乙酰化能力的下降[10-11]. 在亚洲和高加索人群中, 常见突变型等位基因均为NAT2 5B(341, 481和803位点突变), 6A(282和590位点突变), 7B(282和857位点突变), 占全部突变的90%以上. 根据这4种等位基因可将人群划分为3种类型: 快乙酰化基因型(NAT2 4的纯合子)、中间乙酰化基因型(NAT2 4与各种突变型等位基因NAT2 5B, 6A, 7B的杂合子)和慢乙酰化基因型(各种突变型等位基因NAT2 5B, 6A, 7B的组合). 通过对NAT2 4等4种等位基因型的检测, 能预测个体的乙酰化表型[12], 快乙酰化基因型和中间乙酰化基因型表型一般为快型乙酰化, 慢乙酰化基因型表型为慢型乙酰化. NAT2基因的多态性具有显著的种族和地区差异, 东方亚洲人以快乙酰化基因型和中间乙酰化基因型为主(>70%), 而西方白种人以慢乙酰化基因型为主(>53%)[13]. 在北非, 慢乙酰化基因型可占90%, 欧美为40%-70%, 在日本, 则只有10%, 而在加拿大爱斯摩人, 慢乙酰化基因型仅占5%[14]. 本研究120例健康人, 频率最高的等位基因是NAT2 4(56.7%), 其次是NAT2 6A(23.3%)和NAT2 7B(12.5%), NAT2 5B(7.5%)为少见等位基因, 未检测到NAT2 14突变等位基因. 快乙酰化基因型、中间乙酰化基因型和慢型乙酰化基因者在本研究中所占的比例分别为37.5%, 38.3%和24.2%, 提示浙江汉族人群中以快型乙酰化者为主. 以上结果与其他相关资料比较, 野生型在中国人和日本人中频率最高, 但在高加索和非洲人群中出现频率不高; 突变型NAT2 5B在高加索和非洲人群中最常见, 但在亚洲人群中少见. 非洲人群NAT2 14等位基因频率较高, 而在其他种群中均十分罕见. 在中国汉族各地区人群之间的NAT2基因频率分布大致类似, NAT2 4均大于50%, 以快乙酰化基因型和中间乙酰化基因型为主, 慢乙酰化基因型比例低.
NAT2做为一种肝细胞胞质(非微粒体)药物代谢酶, 催化许多致癌性的芳香胺或杂环类化合物在人体内的Ⅱ相代谢反应, 慢性乙酰化代谢者对芳香胺或杂环类致癌物的解毒能力降低, 因此容易导致结肠癌、膀胱癌、肺癌和乳腺癌等多种肿瘤的发生[10]. 近来研究又发现NAT2基因多态性还与风湿性关节炎[15]、外源性支气管哮喘[16]、帕金森氏病[17]及系统性红斑狼疮[18]等一系列与外界环境因素相关的疾病有关. 慢性乙酰化代谢者对环境中的致病原的代谢能力降低, 就容易导致这些疾病的发生. 溃疡性结肠炎病因尚不明确, 目前认为是由多因素相互作用的结果, 包括环境因素、免疫因素及遗传因素等. 且目前认为大肠癌的癌前病变主要是大肠腺瘤和腺瘤病, 其次是溃疡性结肠炎. 吸烟对CD和UC有不同的影响, 而NAT2是烟草的主要代谢酶. 因此, 不同的NAT2基因频率分布和IBD的发病之间可能存在关系. 我们的研究显示: IBD的NAT2基因型和等位基因频率总体分布与对照组差异无统计学意义, 提示NAT2基因多态性在IBD的遗传发病机制中不起重要作用. 在本研究中的病例组和对照组的样本含量均不够大, 可能不足以发现两者间实际存在的差异, 另外也不能忽略个体间基因在体内表达水平不同, 即基因型和表型之间存在个体差异, 有待在以后的研究中进一步扩大样本量以证实.
N-乙酰基转移酶(NAT)是人体内重要的Ⅱ相代谢酶, NAT有NAT1和NAT2 2种同工酶, NAT2存在明显的遗传多态性.炎症性肠病是一组慢性肠道炎症性疾病, 病因尚未明确, 遗传、环境因素对其发病有重要影响. 有研究发现吸烟是克罗恩病的危险因素, 但却是溃疡性结肠炎的保护因素, 而NAT2是烟草的主要代谢酶, 因此, NAT2基因多态性可能与IBD的发病存在联系.
黄颖秋, 教授, 本溪钢铁(集团)有限责任公司总医院消化内科; 姜春萌, 教授, 大连医科大学附属第二医院消化科
慢性乙酰化基因型者对环境中致病原的代谢能力降低, 因此容易导致一系列与外界环境因素相关的疾病的发生. 目前的研究热点重点在于NAT2基因多态性和多种肿瘤的关系, 以及其他如炎症性肠病等与外界环境因素密切相关疾病的关系.
NAT2基因的多态性具有显著的种族和地区差异, 不同人群间其突变等位基因可能存在差异, 基因型亦有所不同. 有报道显示NAT2基因型和结肠癌、膀胱癌、肺癌和乳腺癌等多种肿瘤的发生有关, 还与风湿性关节炎、外源性支气管哮喘、帕金森氏病、系统性红斑狼疮、阿尔茨海默病和帕金森病等的遗传易患性有关, 值得进一步研究探讨.
本文研究了温州汉族人群的NAT2基因型分布, 并从溃疡性结肠炎是大肠癌的癌前病变入手, 联系吸烟对CD和UC有不同的影响, NAT2又是烟草的主要代谢酶, 考虑到不同的NAT2基因频率分布和IBD的发病之间可能存在关系, 从而就此进行深一步的研究. 本文的研究显示: IBD的NAT2基因型和等位基因频率总体分布与对照组差异无统计学意义, 提示NAT2基因多态性在IBD的遗传发病机制中不起重要作用.
本研究通过探讨NAT2基因多态性与IBD的相关性, 以求对IBD的发病机制研究有所贡献, 并为NAT2相关疾病的流行病学调查提供重要的遗传学依据.
本文内容较新, 书写规范, 具有一定的科学性和先进性, 但讨论部分对已有文献讨论过多, 对本文资料讨论略显不足.
编辑: 李军亮 电编: 郭海丽
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