【摘要】：Y染色體鑲嵌丟失(mosaic loss of chromosome Y,mLOY)是指男性體內(nèi)部分細(xì)胞中有Y染色體丟失,而在其他細(xì)胞中仍保留有正常的Y染色體,簡(jiǎn)稱Y染色體丟失。近年來(lái),mLOY被認(rèn)為是一種新穎的染色體損傷標(biāo)志,并被報(bào)道與多種癌癥、阿爾茨海默綜合征、心血管疾病和免疫系統(tǒng)疾病等慢性疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。因此,發(fā)現(xiàn)能夠?qū)е履行詍LOY的危險(xiǎn)因素對(duì)上述慢性疾病的早期預(yù)防有著重要意義。過(guò)去人們認(rèn)為mLOY是伴隨男性衰老而出現(xiàn)的特征,但是近來(lái)研究發(fā)現(xiàn)環(huán)境因素和遺傳因素也能影響男性mLOY的進(jìn)程。與戒煙和從不吸煙的人相比,目前吸煙的人有著更高水平的mLOY。隨著空氣中粒徑≤10μm的可吸入顆粒物(particulate matter≤10μm,PM10)濃度的增加,mLOY的程度也明顯提高。全基因組關(guān)聯(lián)研究(genome-wide association study,GWAS)還發(fā)現(xiàn)了一些與mLOY有顯著關(guān)聯(lián)性的單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism,SNP)位點(diǎn)。但是目前尚缺乏環(huán)境因素與遺傳因素對(duì)mLOY的交互或聯(lián)合作用的研究。作為吸煙和空氣污染共同的毒性組分,多環(huán)芳烴(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)暴露能夠增加人群癌癥和心血管疾病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。煉焦作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的焦?fàn)t逸散物中含有大量的PAHs,焦?fàn)t作業(yè)工人是PAHs暴露的典型職業(yè)人群。進(jìn)入人體的PAHs可活化代謝生成大量的活性氧自由基或直接與DNA形成加合物,從而造成氧化應(yīng)激和染色體損傷。因此,我們推測(cè)PAHs暴露可能通過(guò)影響mLOY的水平來(lái)參與上述疾病過(guò)程�；谝陨涎芯勘尘�,本研究以1005名男性焦?fàn)t工人為研究對(duì)象,檢測(cè)了該人群尿中10種PAHs代謝物和血漿反式二氫二醇環(huán)氧苯并[a]芘-白蛋白(anti-7,8,-dihydrodiol-9,10-epoxide benzo[a]pyrene-albumin adducts,BPDE-Alb)加合物,作為評(píng)價(jià)個(gè)體PAHs內(nèi)暴露水平的生物標(biāo)志物;采用Illumina全基因組SNP芯片對(duì)該人群進(jìn)行基因分型,利用該芯片的結(jié)果評(píng)價(jià)該男性人群外周血白細(xì)胞mLOY程度,并選擇以往GWAS研究報(bào)道與mLOY相關(guān)SNPs位點(diǎn)的分型結(jié)果,在闡明PAHs暴露水平與mLOY程度關(guān)聯(lián)性的基礎(chǔ)上,并進(jìn)一步探討PAHs與mLOY相關(guān)因素(年齡、吸煙和基因多態(tài)性等)對(duì)mLOY影響的交互和聯(lián)合作用。目的:探討男性焦?fàn)t工人PAHs暴露水平與mLOY的劑量-效應(yīng)關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上評(píng)價(jià)年齡、吸煙和基因多態(tài)性與PAHs暴露對(duì)mLOY影響的交互和聯(lián)合作用,為mLOY危險(xiǎn)因素的識(shí)別和相關(guān)疾病的早期預(yù)防提供線索。方法:采用橫斷面研究,選擇2010年10月在武漢某焦化廠招募的1005名男性作業(yè)工人為研究對(duì)象。采用問(wèn)卷調(diào)查的方式收集每個(gè)工人的人口學(xué)基本特征(年齡、性別等)、生活方式(吸煙、飲酒、鍛煉等)、疾病史、工作史,測(cè)量個(gè)體的身高、體重,并收集其清晨空腹血、尿等生物樣本。采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè)研究對(duì)象尿中10種PAHs代謝物的濃度;采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)測(cè)量血漿中BPDE-Alb加合物的濃度。采用Illumina公司Global Screening Array-24 Multi-Disease BeadChip Array(GSA-MD),芯片對(duì)研究人群進(jìn)行全基因SNP分型,挑選已報(bào)道與mLOY相關(guān)的14個(gè)SNPs(包括rs2736609、rs4754301、rs9805742、rs10151519、rs1122138、rs12448368、rs11082396、rs13088318、rs6802910、rs56084922、rs13191948、rs381500、rs4721217和rs6468341)的分型結(jié)果,計(jì)算Y染色體上(ChrY:2655180-59034049,hg19/GRCH37)所有SNPs位點(diǎn)的熒光強(qiáng)度R與對(duì)照熒光強(qiáng)度R比值的對(duì)數(shù)(Log_2-R Ratio,LRR),選取這些SNPs位點(diǎn)LRR值的中位數(shù)(median LRR of Chromosome Y,mLRR-Y)作為估計(jì)mLOY的指標(biāo)(mLRR-Y值越低,Y染色體丟失越嚴(yán)重)。應(yīng)用多元線性回歸模型,校正年齡、吸煙包年數(shù)、BMI、鍛煉情況、飲酒狀態(tài)和實(shí)驗(yàn)批次,評(píng)估PAHs內(nèi)暴露水平與mLOY的劑量-效應(yīng)關(guān)系。由于年齡、吸煙和遺傳多態(tài)性是mLOY重要的影響因素,我們進(jìn)一步探討了年齡、吸煙狀態(tài)和上述SNPs位點(diǎn)與PAHs暴露水平對(duì)男性mLOY影響的交互和聯(lián)合作用。結(jié)果:年齡和吸煙包年數(shù)與男性外周血白細(xì)胞mLRR-Y水平呈顯著負(fù)相關(guān)[β及其95%置信區(qū)間(confidence interval,CI)分別為-0.0004(-0.0007,-0.0001)和-0.0002(-0.0004,-0.000),P值分別為0.020和0.042]。將每種PAH內(nèi)暴露標(biāo)志物單獨(dú)納入多元線性回歸模型后發(fā)現(xiàn),隨著尿中PAHs代謝物1-羥基萘(1-hydroxynaphthalene,1-OHNa)、1-羥基菲(1-hydroxyphenanthrene,1-OHPh)、2-羥基菲(2-hydroxyphenanthrene,2-OHPh)、1-羥基芘(1-hydroxypyrene,1-OHP)、總PAHs代謝物(sum of 10 monohydroxy polycyclic aromatic hydrocarbons,ΣOH-PAHs)和血漿中BPDE-Alb加合物水平的增高,男性外周血白細(xì)胞中mLRR-Y值顯著降低,且上述PAHs暴露標(biāo)志物水平每增加到原來(lái)的10倍,mLRR-Y值分別降低0.011、0.008、0.007、0.010、0.013和0.015(P值均0.05)。但是,我們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)尿中2-羥基萘(2-hydroxynaphthalene,2-OHNa)、2-羥基芴(2-hydroxyphenanthrene,2-OHFlu)、9-羥基芴(9-hydroxyfluprene,9-OHFlu)、3-羥基菲(3-hydroxyphenanthrene,3-OHPh)、4-羥基菲(4-hydroxyphenanthrene,4-OHPh)、9-羥基菲(9-hydroxyphenanthrene,9-OHPh)的水平與mLRR-Y的關(guān)聯(lián)性具有顯著意義。在排除自報(bào)患有心血管疾病、良性腫瘤和糖尿病病史研究對(duì)象(共79例)的敏感性分析中發(fā)現(xiàn),除尿2-OHPh與男性mLRR-Y水平的關(guān)聯(lián)性呈現(xiàn)臨界效應(yīng)外(P=0.079),其余PAHs暴露標(biāo)志物與mLRR-Y的關(guān)聯(lián)性均無(wú)明顯改變。分別按照各PAH內(nèi)暴露標(biāo)志物水平的四分位數(shù)將研究對(duì)象分為4個(gè)亞組(Q1、Q2、Q3和Q4)后發(fā)現(xiàn),與Q1組人群相比,研究對(duì)象在1-OHNa、2-OHFlu、1-OHPh、2-OHPh、9-OHPh和ΣOH-PAHs的Q4組mLRR-Y值分別降低了0.011、0.010、0.011、0.010、0.010和0.012(P均0.05),盡管2-OHNa、9-OHFlu、3-OHPh、4-OHPh、1-OHP和BPDE-Alb加合物Q4組的人群中mLRR-Y有下降但是差異性并不顯著(P值均0.05)。另外,隨著尿1-OHNa、2-OHFlu、1-OHPh、2-OHPh、4-OHPh、9-OHPh、1-OHP和ΣOH-PAHs濃度的上升(從Q1組至Q4組),男性mLRR-Y呈現(xiàn)下降趨勢(shì)(P_(trend)均0.05);隨著血漿BPDE-Alb加合物水平的升高,mLRR-Y的降低呈現(xiàn)臨界統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P_(trend)=0.051);隨著2-OHNa、9-OHFlu和3-OHPh水平的升高,mLRR-Y并無(wú)下降趨勢(shì)(P_(trend)分別為0.122、0.227和0.076)。將人群按照年齡(≤45歲、45歲)和吸煙狀態(tài)(從不吸煙、曾經(jīng)吸煙)進(jìn)行分層分析,在≤45歲的人群中發(fā)現(xiàn),1-OHNa和1-OHPh的暴露水平與mLRR-Y均有著明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系,β(95%CI)分別為-0.012(-0.021,-0.002)和-0.010(-0.018,-0.002),P值分別為0.019和0.014;而其他PAHs內(nèi)暴露標(biāo)志物與mLRR-Y之間均無(wú)顯著性關(guān)聯(lián)(P值均0.05)。在45歲的人群中發(fā)現(xiàn),2-OHFlu、1-OHP和ΣOH-PAHs暴露水平的升高能顯著降低男性外周血白細(xì)胞mLRR-Y,β(95%CI)分別為-0.014(-0.026,-0.003)、-0.018(-0.030,-0.006)和-0.020(-0.036,-0.005),P值分別為0.011、0.004和0.011;而其他PAHs暴露標(biāo)志物與mLRR-Y之間均無(wú)顯著關(guān)聯(lián)性(P值均0.05)。在從不吸煙人群中,所有暴露標(biāo)志物與mLRR-Y之間均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)聯(lián)(P值均0.05)。在吸煙人群中,1-OHNa、1-OHPh、2-OHPh、1-OHP和ΣOH-PAHs暴露水平和mLRR-Y存在明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系,且上述PAHs內(nèi)暴露標(biāo)志物水平增加到原來(lái)的10倍,可分別引起mLRR-Y降低0.011、0.010、0.009、0.013和0.015,P值均0.05;但2-OHNa、2-OHFlu、9-OHFlu、3-OHPh、4-OHPh、9-OHPh、BPDE-Alb加合物與mLRR-Y之間并無(wú)顯著關(guān)聯(lián)性(P值均0.05)。交互作用分析發(fā)現(xiàn),年齡與尿1-OHP在影響mLRR-Y上具有臨界的交互作用(P_(interaction)=0.052),但未發(fā)現(xiàn)年齡與其他PAHs內(nèi)暴露標(biāo)志物的顯著交互效應(yīng),也未發(fā)現(xiàn)吸煙與各PAHs暴露對(duì)mLOY的交互作用(P_(interaction)均0.05)。在分析本研究入選的14個(gè)SNPs位點(diǎn)與mLOY的關(guān)聯(lián)性時(shí),我們采用多元線性回歸模型,校正年齡、吸煙包年數(shù)、BMI、鍛煉情況、飲酒狀態(tài)、尿中ΣOH-PAHs、血漿BPDE-Alb加合物水平和實(shí)驗(yàn)批次。研究結(jié)果驗(yàn)證了TCL1A基因上rs1122138C/A位點(diǎn)與mLRR-Y之間的關(guān)聯(lián)性,即每增加一個(gè)rs1122138A等位基因,mLRR-Y水平升高0.007(P=0.037)。但并未發(fā)現(xiàn)其余13個(gè)SNPs位點(diǎn)與mLRR-Y水平的關(guān)聯(lián)性具有顯著性意義(P值均0.05)。我們進(jìn)一步從基因芯片結(jié)果中提取了TCL1A基因上下游10kb區(qū)域共57個(gè)SNPs位點(diǎn),發(fā)現(xiàn)有9個(gè)SNPs位點(diǎn)與mLOY顯著相關(guān)(P值均0.05),分別是rs2296312,、rs7359033、rs2296311、rs2887399、rs1957937、rs1123245、rs1984968、rs1984967和rs8012195;這些位點(diǎn)均與rs1122138呈現(xiàn)高度連鎖不平衡(除rs7359033與rs1122138的r~2為0.703外,其余D’和r~2均=1),且這9個(gè)SNPs位點(diǎn)對(duì)mLOY的效應(yīng)與rs1122138相一致,均是隨著次要等位基因數(shù)目的增加,mLRR-Y水平逐漸增加(P值均0.05)。進(jìn)一步根據(jù)rs1122138基因型(CC、CA+AA)將研究人群進(jìn)行分層分析后發(fā)現(xiàn),在攜帶rs1122138CA+AA基因型的人群中,2-OHFlu水平與mLRR-Y之間存在劑量-效應(yīng)關(guān)系,β(95%CI)為-0.012(-0.022,-0.002),但未發(fā)現(xiàn)其他PAHs與mLRR-Y間存在關(guān)聯(lián)性(P值均0.05)。在攜帶rs1122138CC基因型的人群中,隨著1-OHNa、1-OHPh、1-OHP、ΣOH-PAHs和BPDE-Alb加合物水平的升高,mLRR-Y值明顯降低(全部P值0.05),而其他標(biāo)志物對(duì)mLRR-Y降低的影響沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(全部P值0.05)。本研究未發(fā)現(xiàn)rs1122138與各PAH內(nèi)暴露標(biāo)志物水平對(duì)mLOY存在交互作用(P_(interaction)均0.05)。我們進(jìn)一步分析了年齡、吸煙、TCL1A rs1122138位點(diǎn)與PAHs暴露水平對(duì)mLRR-Y水平影響的聯(lián)合作用。以尿中ΣOH-PAHs水平的75%分位數(shù)(19.39μg/mmol肌酐)將人群分為低PAHs暴露人群(19.39μg/mmol肌酐)和高PAHs暴露人群(≥19.39μg/mmol肌酐)。與≤45歲的低PAHs暴露人群相比,45歲的高PAHs暴露人群的mLRR-Y值顯著降低[β(95%CI)=-0.017(-0.027,-0.007),P=0.001];與不吸煙的低PAHs暴露人群相比,曾經(jīng)吸煙的高PAHs暴露人群mLRR-Y的降低呈臨界顯著性[β(95%CI)=-0.008(-0.017,0.001),P=0.073];與攜帶rs1122138CA+AA基因型的低PAHs暴露人群相比,攜帶rs1122138CC基因型的高PAHs暴露人群的mLRR-Y顯著下降[β(95%CI)=-0.014(-0.023,-0.005),P=0.004]。與不攜帶上述危險(xiǎn)因素(45歲、抽煙、rs1122138CC基因型和PAHs暴露)的人群相比,同時(shí)攜帶三種或四種危險(xiǎn)因素的人群有著更低的mLRR-Y值,β(95%CI)分別為[-0.019(-0.034,-0.003)]和[-0.027(-0.045,-0.009)],P值分別為0.020和0.003。結(jié)論:本研究首次發(fā)現(xiàn)了PAHs暴露水平和男性外周血白細(xì)胞中mLOY程度的劑量-效應(yīng)關(guān)系,在中國(guó)人群中驗(yàn)證了年齡、吸煙、以及TCL1A基因遺傳變異與男性mLOY的關(guān)聯(lián)性,并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了PAHs暴露與年齡、吸煙和TCL1A基因遺傳變異對(duì)男性mLOY具有聯(lián)合作用。上述研究發(fā)現(xiàn)還需要更大的人群研究進(jìn)行驗(yàn)證,并需要進(jìn)一步的功能研究來(lái)探究其生物學(xué)機(jī)制。該發(fā)現(xiàn)為mLOY的影響因素研究提供了流行病學(xué)證據(jù),可為預(yù)防m(xù)LOY相關(guān)慢性疾病的發(fā)生提供線索。本研究結(jié)果上需要在更大的人群隊(duì)列研究進(jìn)行驗(yàn)證,其潛在的生物學(xué)機(jī)制也需要在功能學(xué)研究中進(jìn)一步來(lái)探討。
【圖文】：

圖 1. 研究對(duì)象 mLRR-Y 值分布情況研究人群尿中 10 種羥基多環(huán)芳烴之和（ΣOH-PAHs）和血漿 BPDE-Alb度的中位數(shù)分別為 12.22 μg/mmol 肌酐和 4.25 ng/mg 白蛋白。與納入研 人相比，未納入研究的 400 人的 BMI 較低，目前飲酒者的比例較高，a 水平較低。而吸煙狀態(tài)、年齡、鍛煉情況以及其他 PAHs 內(nèi)暴露標(biāo)志物兩組間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（表 2）。

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文(-0.0004, -0.0000)，P 值分別為 0.020 和 0.042]。與從不吸煙者相比，已戒煙者與目前吸煙者都有著更低的 mLRR-Y 水平，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[β (95%CI)分別為 -0.0093 (-0.0234, 0.0048)和-0.0016 (-0.0079, 0.0046)，P 值分別為 0.198 和 0.611]。此外，我們也沒(méi)有發(fā)現(xiàn) BMI、飲酒狀態(tài)、鍛煉情況與 mLRR-Y 水平之間具有明顯的關(guān)聯(lián)性（所有的 P>0.05，表 3）。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R135

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本文編號(hào)：2675314