KIAA0319基因与汉族儿童阅读障碍的关联性研究.pdf

临床研究浙江省衢州市科技计划项目(K )衢州职业技术学院医学院(衢州 );石河子大学医学院作者简介:赵华,女,浙江人,讲师,主要研究方向为儿童遗传学.通讯作者:左彭湘(E m a i l:z u o_p e n g x i a n g s i n a c o m)K I A A 基因与汉族儿童阅读障碍的关联性研究赵华刘瑞芳姚水洪左彭湘【摘要】目的研究K I A A 基因与汉族儿童发展性阅读障碍的关系,为疾病的筛查和干预提供依据.方法采用病例对照研究方法,选取汉族阅读障碍儿童 例,控制混杂因素后选择健康对照儿童 例,一次性口腔黏膜拭子采集D NA,利用多重S N P分型试剂盒对K I A A 基因的个S N P s位点(r s 、r s 、r s 、r s )进行遗传多态性研究.结果K I A A 基因位点r s 、r s 、r s 的等位基因频率和基因型频率在阅读障碍组和健康对照组之间的差异有统计学意义(P );经B o n f e r r i o n校正检验后,位点r s 的等位基因频率(P )、r s 的等位基因(P )和基因型频率(P )仍有显著差异;多个位点间的连锁分析形成个单倍域,其中“C C C”和“T T T”单倍体与阅读障碍儿童具有显著关联(P ).结论K I A A 基因是汉族儿童阅读障碍的遗传易感因素.【关键词】汉族;阅读障碍;K I A A 基因;多态性D O I:/j i s s n 网络出版时间:/:网络出版地址:h t t p s:/l i n k c n k i n e t/u r l i d/r 【中图分类号】R 【文献标识码】A【文章编号】()K I A A G e n eP o l y m o r p h i s m sa r eA s s o c i a t e dw i t hD e v e l o p m e n t a lD y s l e x i a i nH a nC h i l d r e nZ h a oH u a,L i uR u i f a n g,Y a oS h u i h o n g,Z u oP e n g x i a n g(M e d i c a lS c h o o l,Q u z h o uC o l l e g eo fT e c h n o l o g y,Q u z h o u,C h i n a)【A b s t r a c t】O b j e c t i v e T o i n v e s t i g a t e t h e a s s o c i a t i o no fK I A A p o l y m o r p h i s m s a n dd e v e l o p m e n t a l d y s l e x i ai n i n d i v i d u a l so fH a nd e s c e n t,a n dp r o v i d eas t r o n gb a s i s f o rp r e v e n t i o na n d i n t e r v e n t i o no fd y s l e x i ad i s e a s e M e t h o d sAc a s e c o n t r o ls t u d yw a sc o n d u c t e d A f t e rc o n t r o l l i n gf o rc o n f o u n d i n gf a c t o r s,at o t a lo f H a nd y s l e x i ac h i l d r e na n d h e a l t h yc h i l d r e nw e r es e l e c t e d D NA w a sc o l l e c t e du s i n gad i s p o s a b l eo r a lm u c o s a l s w a b,t h e nam u l t i p l eS N Ps c a nk i tw a su s e dt og e n o t y p es i n g l e n u c l e o t i d ep o l y m o r p h i s m so fK I A A ,s u c ha sr s ,r s ,r s a n dr s R e s u l t sI ns i n g l ea n a l y s i so fa l l e l ea n dg e n o t y p ef r e q u e n c i e s,t h r e eS N P s(r s ,r s ,r s )w e r e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n t b e t w e e nc h i l d r e n i nd y s l e x i ag r o u pa n dc o n t r o l g r o u p A f t e rB o n f e r r i o nc a l i b r a t i o n,t h ea l l e l ef r e q u e n c yo fr s (P ),a l l e l ef r e q u e n c yo fr s (P )a n dg e n o t y p e f r e q u e n c yo f r s (P )w e r e s i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n t T h e l i n k a g ed i s e q u i l i b r i u ma n a l y s i ss h o w e do n eb l o c kw i t h i ng e n eK I A A ,o n l yt w o(C C Ca n dT T T)h a p l o t y p e i nb l o c kw a ss i g n i f i c a n t l ym o r ec o mm o n i nd y s l e x i ac h i l d r e nt h a n i nc o n t r o l s C o n c l u s i o n T h i ss t u d y i n d i c a t e s t h a tg e n e t i cp o l y m o r p h i s m so fK I A A a r ea s s o c i a t e dw i t ha n i n c r e a s e dr i s ko fd e v e l o p m e n t a l d y s l e x i a i nt h eH a np o p u l a t i o n【K e yw o r d s】H a nn a t i o n a l i t y;D y s l e x i a;K I A A ;P o l y m o r p h i c学龄前期和学龄期是儿童语言发育和认知发展的关键时期,而阅读能力是此期儿童必须具备的能力.儿童发展性阅读障碍(d e v e l o p m e n t a l d y s l e x i a,D D)是一种先天性神经发育障碍,这类儿童具有正常的智力和完好的感知力,享有均等的教育机会和相同的社会文化背景,同时在听觉、视觉和神经系统方面无明显的器质损伤,但阅读成绩明显落后于同龄儿童水平,处于困难状态.不同的语系和人 群背景,D D的阳性筛查 率并 不 一致,从 到 不等,.阅读能力丧失会直接影响儿童对知识的获取,严重影响其自尊心、听力学及言语疾病杂志 年第 卷第期J o u r n a l o fA u d i o l o g ya n dS p e e c hP a t h o l o g y V o l N o 同伴关系和师生关系.现代医学认为D D是一种病因复杂的多基因遗传性疾病,遗传因素是导致D D的重要因素,大量研究 指出位于号染色体上的K I A A 是D D的候选基因,但不同的研究结果差异较大.鉴于此,本研究聚焦基因K I A A 中 被 反 复 提 及 的 单 核 苷 酸 多 态 性 位 点(s i n g l e n u c l e o t i d ep o l y m o r p h i s m s,S N P s),以浙江省衢州 市 的 汉 语D D儿 童 为 研 究 对 象,明 确K I A A 基因多态性和儿童D D的关联性,为高风险儿童的基因筛查和干预提供理论依据.资料与方法 研究对象及分组采用整群抽样的方法,抽取浙江省衢州市 年级学生 名进行调查,其中男生 名(),女生 名().所有参与调查的儿童均有监护人签署知情同意书,本研究得到学校伦理委员会审批.D D儿童的纳入标准为:儿童学习障碍筛查量表总分低于 分;学习成绩排在班级后 ;儿童汉语阅读障碍量表得分高于平均分个标准差以上;中国韦氏儿童智力量表智力测验得分 分;无视觉、听觉、知觉障碍和神经系统病变.本研究共筛选出D D儿童 名,阳性率为 (/).其中男 例,女 例,年龄 岁,平均 岁.从研究群体中选取 名无阅读障碍的儿童作为对照组,D D组和对照组儿童在性别、年级、年龄、智商等方面差异无统计学意义(P )(表).表两组儿童临床资料组别例数(例)性别(例,)年级(例,)男女二年级三年级四年级五年级六年级年龄a(岁)智力测验a(分)病例组 ()()()()()()()对照组 ()()()()()()()/t值 P值 注:a年龄和智力测验得分用xs表示,用t检验进行单因素分析 研究方法 S N P s选择基于本课题 组前期进行 的M e t a分析及在其他群体中的相关研究,本研究共 纳 入 基 因K I A A 的个S N P s位 点:r s 、r s 、r s 、r s .在H a p M a p中的基因变异资料,个位点在汉族群体中最小等位 基因频率MA F ,r(h t t p s:/www n c b i n l m n i h g o v/).样本采集获得儿童及其监护人的知情同意,用一次性口腔黏膜拭子采集口腔黏膜脱落细胞:采集前清水漱口次;用采样拭子在儿童口腔两侧的颊黏膜处轻刮次;将采集到脱落细胞的拭子头端浸入到盛有保存液的E P管中;分门别类保存备用.D NA提取从脱落细胞中提取基因 组D NA:在P C R管中加入 L的细胞裂解液,并将口腔 黏 膜 拭 子 一 并 加 入P C R管 中;水 浴,m i n后,加 入 蛋 白 酶,混 匀 后 继 续 水 浴,h;加入蛋白沉淀剂涡旋振荡 s,继续 下冰浴m i n;多次高速离心后,弃掉上清液,加入 LD NA水解酶,室温下轻微震荡 h,短暂离心后转移至储存管.并用紫外分光光度计检测D NA的纯度和浓度.基因分型本试验按前期研究中方法采用多重S N P分型试剂盒进行S N P分型,根据选择的个S N P合成特异引物并优化连接反应体系后组装而成.为控制质量,对随机选择的 D N A质量高的样本进行重复分析,每个S N P的存活率均在 以上.统计学方法使用S P S S 软件包进行统计学分析,借助H a p l o v i e w分析软件应用拟和优度检验对每个S N P位点进行H a r d y W e i n b e r g平衡(h a r d y w e i n b e r ge q u i l i b r i u m,HWE)检验和连锁不平衡(l i n k a g ed i s e q u i l i b r i u m,L D)分析.计量资料用xs描述,用t检验进行分析;计数资料用频数进行描述,用检验进行分析.两组之间的等位基因频率和基因型频率差异采用L o g i s t i c分析,通过计算比值比(o d d sr a t i o s,O R)和 的可信区间(c o n f i d e n c e i n t e r v a l s,C I)评估基因S N P s与阅读障碍风险的关联强度,并进行B o n f e r r o n i校正检验.所有统计均为双侧检验,以P 表示差异有统计学意义.结果 S N P s基本信息基因K I A A 的个S N P s位点的基本信息见表(h t t p s:/r e g u l o m e s t a n f o r d e d u/r e g u l o m e s e a r c h),位点r s 和r s 的R e g u l o m e D B得 分 为分,位 点r s 和r s 的R e g u l o m eD B得分为分,具有较高的研究价值.所有位点的基因型在对照组儿童中的分布均符合HWE(P ),说明该研究选取样本具有群体代表性.单个位点的等位基因频率与阅读障碍发生风险分析对纳入研究的个S N P s位点进行等位基因频率分析,显示位点r s (O R ,C I:,P )、位点r s (O R听力学及言语疾病杂志 年第 卷第期J o u r n a l o fA u d i o l o g ya n dS p e e c hP a t h o l o g y V o l N o ,C I:,P )、位点r s (O R ,C I:,P )在病例组和对照组之间的差异有统计学意义.对个S N P s位点的等位基因频率进行B o n f e r r o n i校正检验,显示位点r s (P )和位点r s (P )与阅读障碍仍有显著关联(表).单个位点的基因型频率与阅读障碍发生风险分析对纳入研究的个S N P s位点进行基因型频率分析,结果显示与位点r s 的基因型T T相比,此位点的基因型C C可显著增加阅读障碍的发病风险(O R ,C I:,P );与位点r s 的基因型T T相比,此位点的基因型C C可显著降低阅读障碍的发病风险(O R ,C I:,P );与位点r s 的基因型C C相比,r s 的基因型T T可显著提升阅读障碍的发病风险(O R ,C I:,P ).对个S N P s位点进行B o n f e r r o n i校正检验,显示r s 与阅读障碍仍有显著关联(P )(表).表K I A A 基因S N P s基本信息位点染色体位置R e g u l o m eD B得分a等位基因MA FbHWEc值HWEcP值r s c h r:E x o nC/T r s c h r:I n t r o nC/T r s c h r:UT RC/T r s c h r:P r o m o t e rT/C 注:a R e g u l o m eD B得分:分值范围分,分值范围越高表明影响转录因子结合的证据越少;bMA F为最小等位基因频率;c HWE:H a r d y W e i n b e r g平衡定律表单个位点等位基因频率与阅读障碍的关联性分析位点等位基因病例组对照组n 占比()n 占比()O R(C I)P值B o n f P值r s C ()T (r e f e r e n c e)r s C ()T (r e f e r e n c e)r s C ()T (r e f e r e n c e)r s T ()C (r e f e r e n c e)表单个位点基因型频率与阅读障碍的关联性分析位点基因型病例组对照组n 占比()n 占比()O R(C I)P值B o n f P值r s C/C ()C/T ()T/T (r e f e r e n c e)r s C/C ()C/T ()T/T (r e f e r e n t)r s C/C ()C/T ()T/T (r e f e r e n t)r s T/T ()T/C ()C/C (r e f e r e n t)单倍体关联性分析对基因K I A A 的r s 、r s 、r s 、r s 四 个位点进行L D分析,结果显示四个位点的|D|均(表).使用H a p l o v i e w软件进行基因单倍型分析,四个位点形成个单倍域,即B l o c k(T h r e e S N P sH a p l o t y p e:r s r s r s ),共有种单倍体,频率均大于 ,其中单倍体C C C在所有单倍体中频率最高,占全部样本的 ,见图.用检验进一步分析各单倍体与阅读障碍的关联性,显示单倍体C C C和T T T在两组之间的差异有统计学意义(P ),见表.讨论C o p e等 对号 染 色 体 进 行 研 究,发 现 了r s 与D D的相关性,证实了K I A A 是D D的易感候选基因.此后相关研究层出不穷,但主要是集中在欧洲等英语语系的研究,有学者,专注汉语D D的研究,有学者,在新疆维吾尔族儿童中也进行维语语系的相关研究.大听力学及言语疾病杂志 年第 卷第期J o u r n a l o fA u d i o l o g ya n dS p e e c hP a t h o l o g y V o l N o 表K I A A 基因S N P s的连锁不平衡分析结果位点r s r s r s r s r s r s r s r s 注:表灰色底色部分为D,蓝色底色部分为r,两者均为L D(连锁不平衡)的基本单位,描述观察到的单倍型频率与平衡状态下期望频率的偏差表K I A A 基因S N P s组成的单倍体与D D的关系单倍体频率病例组对照组n 占比()n 占比()值P值C C C T T T C C T C T T 图K I A A 基因S N P s连锁不平衡的单倍域图|D|值量研究均证实D D是遗传因素、环境因素和其他相关因素共同作用的结果,并且遗传因素占据主导作用.但由于研究样本大小不一致、研究语系的差异、研究方法的区别,关于D D候选基因K I A A 的多态性研究结论并不一致,在维语语系和英语语系的研究结论并不一定适用于汉语语系.本研究纳入的K I A A 基因的个S N P s位点选择主要依据M e t a分析及在其他群体中的相关研究.Z o u等 对欧洲人群的项独立研究实施M e t a分析,发现位点r s 与D D的发生存在关联.S h a o等 纳入 项研究,进行候选基因K I A A 与D D关联性分层M e t a分析,揭示位点r s 在欧洲群体和亚洲群体中的作用正好相反.此外,D e n g等 纳入 项研究进行系统评价,指出r s 、r s 、r s 个位点与 阅 读 障 碍 相 关.而r s 在 位 置 上 与r s 、r s 位 点 接 近,有 研 究证 实r s 是中国维吾尔族儿童D D障碍的易感位点,且与上述两个位点构成的单倍域也与D D的发生密切相关.本研究对K I A A 基因的个S N P s位点进行 遗 传 多 态 性 研 究,发 现K I A A 基 因r s 、r s 、r s 位点与D D存在相关性.r s 位点位于基因K I A A 末端上游区域,H a r o l d等 对英国牛津的 个家系样本进行研究,发现r s 与阅读障碍中的表型正字法的选择存在高度相关性,后续研究 证实r s 的突变基因可以改变基因的表达,进而导 致 阅 读 障 碍.r s 位 点 位 于 基 因K I A A 的内含子上,研究者 推断r s 可以调节基因的表达,编码的异常蛋白会导致左侧大脑颞顶区域的白质合成减少,降低儿童的阅读能力.r s 位点位于基因K I A A 的 非翻译区,不直接改变基因的表达,但对基因表达的调控作用会影响脑皮质发育过程中神经元的迁移及轴突的生长,导致不同脑区之间的错误连接.本研究使用H a p l o v i e w软件进行基因单倍型分析,显示四个位点的|D|均,为连锁不平衡.且r s 、r s 、r s 三个位点形成个单倍域,进一步分析发现单倍体C C C和T T T与阅读障碍的发生密切相关.L D是衡量等位基因在不同位点间相关性的指标,是多位点关联检验的媒介,一般认为,同一基因内的多个位点联合分析比单一位点分析结果更精确;但也有研究 指出如果构成单倍域的位点突变过多,会产生错误的遗传效应.实际上,构成单倍域的位点组合有多种形式,而携带风险位点更多的单倍体更容易导致阅读障碍.通过发现风险位点和单倍体,本研究证实K I A A 是汉族儿童阅读障碍的遗传易感基因,揭示了D D的分子机制,为儿童D D早期预测、早期识别提供了实验依据,并为其他类似多基因遗传性疾病的研究提供思路.但本研究只限于若干有争议的位点,具有相对局限性,后续会进一步扩大基因和位点的选择,争取为阅读障碍的研究提供更强有力证据.此外,本研究团队会继续探讨基因和基因的交互作用,以及基因和环境之间的交互作用与D D的关联性,并且会在机制研究的基础上,实施D D的干预和治疗分析.参考文献 赵华,刘瑞芳,史红娟,等衢州市阅读障碍儿童家庭环境影响因素分析J中国学校卫生,():A d l o fS M,H o g a nT P U n d e r s t a n d i n gd y s l e x i a i n t h e c o n t e x to fd e v e l o p m e n t a l l a n g u a g ed i s o r d e r sJL a n gS p e e c h H e a rS e r vS c h,():H u a n gM,L i a n gC,L i S,e t a l T w oa u t i s m/d y s l e x i a l i n k e dv a r i a t i o n so fD O C Kd i s r u p t t h eg e n e f u n c t i o no nR a c/R a p a c t i v a t i o n,n e u r i t eo u t g r o w t h,a n ds y n a p s ed e v e l o p m e n tJF r o n tC e l lN e u r o s c i,():G o s t i cM,M a r t i n e l l iA,T u c k e rC,e ta l T h ed y s l e x i as u s c e p t i b i l i t yK I A A g e n es h o w sas p e c i f i ce x p r e s s i o np a t 听力学及言语疾病杂志 年第 卷第期J o u r n a l o fA u d i o l o g ya n dS p e e c hP a t h o l o g y V o l N o t e r nd u r i n gz e b r a f i s hd e v e l o p m e n ts u p p o r t i n gar o l eb e y o n dn e u r o n a lm i g r a t i o nJJC o m p N e u r o l,():Z h a oH,C h e nY,Z h a n gB P,e ta l K I A A g e n ep o l y m o r p h i s m sa r ea s s o c i a t e dw i t hd e v e l o p m e n t a l d y s l e x i a i nC h i n e s eU y g h u r c h i l d r e nJ JH u mG e n e t,():S u nY,G a oY,Z h o uY,e t a l A s s o c i a t i o ns t u d yo f d e v e l o p m e n t a ld y s l e x i ac a n d i d a t eg e n e sD C D Ca n dK I A A i nC h i n e s ep o p u l a t i o nJAmJM e dG e n e tB N e u r o p s y c h i a t rG e n e t,B():王忠,静进,艾素英,等学习障碍儿童筛查量表区域性实施的信度与效度分析J中国预防医学杂志,():侯芳,宋然然文献快报:儿童汉语阅读障碍量表信效度评价J中国学校卫生,():厚粲韦氏儿童智力量表第四版(W I S C I V)中文版的修订J心理科学,():Z o uL,C h e n W,S h a oS,e ta l G e n e t i cv a r i a n ti nK I A A ,b u tn o t i nD Y XC,i sa s s o c i a t e dw i t hr i s ko fd y s l e x i a:a ni n t e g r a t e d m e t a a n a l y s i sJAmJ M e dG e n e tBN e u r o p s y c h i a t rG e n e t,B():S h a oS,N i uY,Z h a n gX,e ta l O p p o s i t ea s s o c i a t i o n sb e t w e e n i n d i v i d u a lK I A A p o l y m o r p h i s m sa n dd e v e l o p m e n t a l d y s l e x i ar i s ka c r o s sp o p u l a t i o n s:as t r a t i f i e dm e t a a n a l y s i sb yt h es t u d yp o p u l a t i o nJ S c iR e p,():D e n g K G,Z h a o H,Z u o P XA s s o c i a t i o n b e t w e e nK I A A S N P sa n dr i s ko fd y s l e x i a:a m e t a a n a l y s i sJJG e n e t,():C o p eN,H a r o l dD,H i l lG,e ta l S t r o n ge v i d e n c et h a tK I A A ,o nc h r o m o s o m e p i s a s u s c e p t i b i l i t yg e n e f o r d e v e l o p m e n t a l d y s l e x i aJ AmJH u mG e n e t,():S o t i r o p o u l o sA,H a n l e yJ R D e v e l o p m e n t a l s u r f a c ea n dp h o n o l o g i c a l d y s l e x i a i nb o t hG r e e ka n dE n g l i s hJ C o g n i t i o n,():I j a l b aE,B u s t o s A,R o m e r oS P h o n o l o g i c a l o r t h o g r a p h i cd e f i c i t s i nd e v e l o p m e n t a l d y s l e x i a i n t h r e eS p a n i s h E n g l i s hb i l i n g u a l s t u d e n t sJAmJS p e e c hL a n gP a t h o l,():L i uL,G uH,H o uF,e ta l D y s l e x i aa s s o c i a t e df u n c t i o n a lv a r i a n t s i nE u r o p e a n s a r en o t a s s o c i a t e dw i t hd y s l e x i a i nC h i n e s eJAmJM e dG e n e tB N e u r o p s y c h i a t rG e n e t,():S u r u s h k i n aS Y,Y a k o v e n k oE A,C h u t k oL S,e ta l D i s l e k s i y ak a km n o g o f a k t o r n o e r a s s t r o i s t v oD y s l e x i a a s am u l t i d e f i c i td i s o r d e r JZ h N e v r o lP s i k h i a t rI m SS K o r s a k o v a,():H a r o l dD,P a r a c c h i n iS,S c e r r iT,e ta l F u r t h e re v i d e n c et h a tt h eK I A A g e n ec o n f e r ss u s c e p t i b i l i t yt od e v e l o p m e n t a l d y s l e x i aJM o lP s y c h i a t r,():D e n n i sMY,P a r a c c h i n iS,S c e r r iT S,e t a l Ac o mm o nv a r i a n ta s s o c i a t e d w i t hd y s l e x i ar e d u c e se x p r e s s i o no ft h eK I A A g e n eJ P L o SG e n e t,():e D a r k i F,P e y r a r dJ M,M a t s s o nH,e t a l T h r e ed y s l e x i a s u s c e p t i b i l i t yg e n e s,D Y XC,D C D C,a n dK I A A ,a f f e c tt e m p o r o p a r i e t a lw h i t em a t t e r s t r u c t u r eJ B i o lP s y c h i a t r y,():O s o e g a w aK,M a c kS J,P r e s t e g a a r d M,e ta l T o o l sf o rb u i l d i n g,a n a l y z i n g a n d e v a l u a t i n g HL A h a p l o t y p e sf r o mf a m i l i e sJH u mI mm u n o l,():(收稿)(本文编辑曹永茂)听力学及言语疾病杂志 年第 卷第期J o u r n a l o fA u d i o l o g ya n dS p e e c hP a t h o l o g y V o l N o