摘要
目的： 了解浙江省台州市2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)家系人群的患病情况，探索T2DM的家族聚集性、遗传度及可能的遗传模式，并对PI3K/AKT/mTOR通路的遗传变异与T2DM开展关联研究，发现T2DM及代谢相关指标的关联位点和危险单倍型。 方法： 基于在社区人群中开展的家系研究，通过整群抽样选取台州市6个县(市、区)各2个乡镇(街道)的T2DM家系人群，包括罹患T2DM的先证者及其患T2DM或未患T2DM的各级具有亲缘关系的亲属及他们的配偶。于2021年5月-11月在各乡镇(街道)卫生院开展集中调查，包括问卷调查、体格检查和实验室检测。卫生院工作人员在统一接受培训后采用电子问卷星对研究对象开展一对一面访形式的问卷调查，包括家系成员独立调查和家系调查，内容涵盖人口学基本信息、环境暴露及行为习惯、疾病史、家庭成员基本信息以及患病情况等。采用标准的统一方法进行体格检测，测量血压、身高和体重。给每位研究对象额外抽取5ml静脉血，血标本分离血清和血凝块，置于-80℃的冰箱中保存。肝肾功能、空腹血糖和糖化血红蛋白等指标包含在实验室检测项目中。 Excel格式的电子数据库从问卷星后台导出并进行合并，采用R4.0软件对家系人群的T2DM及代谢相关指标进行统计分析。通过不同亲缘级数的T2DM患病率以及二项分布(a+b)n模型验证家族聚集性，采用Falconer阈值模型计算本研究人群中的T2DM遗传度，并通过分离分析探索T2DM可能的遗传模式。 基于家系人群开展的关联研究，在PI3K/AKT/mTOR通路的5个基因中筛选37个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP),对血凝块进行DNA提取并采用SNPscanTM多重分型技术进行基因分型。Hardy-Weinberg平衡检验在PLINK 1.9中进行，应用FBAT 2.0.3软件进行SNPs和T2DM及相关代谢指标的传递不平衡检验(transmission disequilibrium test,TDT)。进一步在 JAVA 环境下运行Haploview4.1软件，分析基因SNPs之间的连锁不平衡程度，构建单倍型并进行单倍型TDT分析。通过FBAT 2.0.3软件运行单倍型相对风险分析(haplotype relative risk,HRR),以探索不同模型下遗传变异与T2DM的关联。 结果： 根据纳入排除标准和研究对象的资料收集情况，本研究一共有363个T2DM家系共2 517人纳入分析。不同性别的家系人群T2DM患病率均有随年龄增高而增加的趋势(P＜0.001),此外，也发现了其他代谢相关指标包括TG偏高、HDL-C降低、FPG异常、HbA1c异常等指标异常比例呈现随亲缘级数增加而降低的趋势(P＜0.001)。在本家系人群中，T2DM患病率随亲缘级数增加而显著降低(P＜0.001)，各级亲属配偶的患病率(28.6％)在一级亲属(58.3％)和二级及以上亲属(25.3％)之间，二项分布模型拟合结果显示，T2DM分布没有呈现出机会均等的概率分布，认为存在家族聚集性。台州地区家系人群的T2DM遗传度为0.637±0.028,分离分析在本研究人群估算的遗传模式显示，对于N*N婚配类型，散发率为30.1％,分离比估计值为0.29,对于A*N婚配类型，散发率为31.4％，分离比估计值为0.18。 148个T2DM高发家系共计506名研究对象中，除rs 1770345位点以外的36个SNPs均符合Hardy-Weinberg平衡检验。TDT检验得到，显性模型下rs2494731位点的等位基因C和rs3001371位点的等位基因T与T2DM显示出关联性，为T2DM 的保护因素(Z=-1.987,P=0.046945;Z=-2.213,P=0.026883),隐性模型下rs2494731位点的等位基因G和rs3001371位点的等位基因C发生显著过度传递，为 T2DM 的危险因素(Z=1.987，P=0.046945;Z=2.213,P=0.026883)。对其他代谢相关指标的TDT分析显示，显性模型下rs2494731位点的等位基因C和rs3001371位点的等位基因T为HbA1c异常的保护因素(Z=-2.021，P=0.043308;Z=-2.263,P=0.023652)，隐性模型下 rs2494731 位点的等位基因 G 和 rs3001371位点的等位基因C为HbA1c异常的危险因素(Z=2.021，P=0.043308;Z=2.263,P=0.023652)。显性模型下rs12460555位点的等位基因C为FPG异常的危险因素(Z=2.086,P=0.037022),rs2494731 位点的等位基因 C 和 rs3001371 位点的等位基因 T 为 FPG 异常的保护因素(Z=-2.021，P=0.043308;Z=-2.263,P=0.023652)。隐性模型下rs 12460555位点的等位基因G为FPG异常的保护因素(Z=-2.086，P=0.037022),rs2494731位点的等位基因G和rs3001371位点的等位基因C为FPG 异常的危险因素(Z=2.021，P=0.043308;Z=2.263,P=0.023652)。研究未发现SNPs与TC升高相关，但得到了不同位点分别与LDL升高、TG升高、HDL降低、高血压和超重肥胖的关联。对于HbA1c和FPG的定量指标TDT分析发现，不同遗传模型下，rs2494731、rs2677760、rs3001371、rs3729674 和 rs9838117可能与HbA1c升高有关联，rs2494731、rs3001371和rs3729674可能与FPG升高相关。单倍型分析中，PIK3CA、PIK3R1、AKT1、AKT2和mTOR基因共构建了 8个单倍型区块，HRR分析显示，显性模型下AKT1基因的rs2494731C-rs3803304C-rs3001371T 单倍型为 T2DM 的保护因素(Z=-2.039，P=0.041436),隐性模型下rs2494731G-rs3803304C-rs3001371C单倍型为T2DM的危险因素(Z=2.643,P=0.008218)。 结论： 在浙江省台州市T2DM家系人群中，随着亲缘级数增加，T2DM患病率会降低，T2DM具有家庭聚集性，患者的亲属可能是T2DM的高危人群。本家系人群估算的T2DM遗传度为63.7％,遗传模式判断为常染色体隐性遗传或多基因遗传。多态性研究发现AKT1基因的rs2494731和rs3001371位点与T2DM相关，由 rs2494731-rs3803304-rs3001371 构建的 CCT和 GCC 单倍型与 T2DM 有关联。
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