【佳学基因检测】多囊卵巢综合征女性维生素D受体和结合蛋白多态性的基因检测

多囊卵巢综合征基因检测及其精准治疗导读

背景

多囊卵巢综合征（多囊卵巢综合征）是育龄妇女最常见的内分泌疾病，以雄激素过多症、月经稀发、多囊卵巢形态和胰岛素抵抗为特征。维生素 D 缺乏和维生素 D 受体 (VDR)/维生素 D 结合蛋白 (VDBP) 基因变异可能在 多囊卵巢综合征 易感性中起重要作用，并导致代谢紊乱和月经功能障碍。我们旨在研究 VDR 基因和 VDBP 基因多态性与 多囊卵巢综合征 易感性的关联，并阐明这些多态性对 多囊卵巢综合征 激素和代谢参数的影响。

方法

我们招募了 432 名患有 多囊卵巢综合征 的女性和 927 名对照组。对 VDR 基因（VDR Fok-I、Cdx2、Apa-I 和 Bsm-I）和 VDBP 基因（VDBP rs4588、rs7041 和 rs22822679）中的多态性进行了基因分型。进行了 75 克口服葡萄糖耐量试验。

结果

VDR 和 VDBP 基因中基因型和等位基因频率的分布在 多囊卵巢综合征 和对照之间没有差异。在患有 多囊卵巢综合征 的女性中，与 VDR Fok-I GG 基因型相比，VDR Fok-I AG 基因型与总睾酮水平升高显着相关（β = 5.537，P  = 0.005）。与 VDR Cdx2 AC 基因型相比，VDR Cdx2 CC 基因型与 多囊卵巢综合征 女性的空腹胰岛素和 HOMA-IR 水平升高相关，但相关性无统计学意义。

结论

这一发现表明，VDR 和 VDBP 的遗传变异与 多囊卵巢综合征 风险增加无关。相比之下，VDR Fok-I 多态性与睾酮水平相关，而 Cdx2 多态性与 多囊卵巢综合征 中的胰岛素敏感性相关。然而，在多元线性回归后，Cdx2 多态性与 多囊卵巢综合征 女性胰岛素和胰岛素敏感性增加没有显着相关性。

关键词： 维生素D受体，维生素D结合蛋白，多囊卵巢综合征，高雄激素血症，胰岛素抵抗

背景

多囊卵巢综合征 (多囊卵巢综合征) 是育龄女性最常见的内分泌疾病，具有三个基本标准：临床和/或生化雄激素过多症、少/闭经和多囊卵巢形态，其中疑似 多囊卵巢综合征 的女性需要提出两项这三个诊断 多囊卵巢综合征 的标准，以及胰岛素抵抗 (IR) 和代偿性高胰岛素血症 。尽管已知多种遗传和环境因素会导致 多囊卵巢综合征 的发生，但 多囊卵巢综合征 的发病机制尚不清楚 。先前的研究表明，低水平的维生素D与 多囊卵巢综合征 女性的代谢综合征和 IR 特征有关。事实上，维生素 D 与代谢影响之间的因果关系尚未建立，并且尚未进行纵向研究来评估维生素 D 缺乏对 多囊卵巢综合征 女性的代谢影响。血清维生素 D 水平也与 多囊卵巢综合征 女性的肥胖有关，因为肥胖 多囊卵巢综合征 女性的血清维生素 D 水平显着低于非肥胖 多囊卵巢综合征 女性 。维生素 D 的脂肪储存能力可能是这些关联的潜在原因。

维生素 D 与维生素 D 受体 (VDR) 结合，导致维生素 D 相关基因的转录 。已知 VDR 多态性与 多囊卵巢综合征 的代谢和内分泌参数有关，包括 IR 和高雄激素血症 。先前的研究表明，VDR 基因变异也与 多囊卵巢综合征  的易感性和 多囊卵巢综合征 表型的严重性  相关。然而，VDR 基因变异在 多囊卵巢综合征 发展中的作用并不一致，结果因人群而异 ，因为 VDR 基因具有多态性，并且基因型/等位基因频率在不同种族之间存在差异 。

维生素 D 结合蛋白 (VDBP) 在维生素 D 代谢中也起着关键作用，是参与维生素 D 转运的主要蛋白质 。最近，VDBP 基因多态性与印度 多囊卵巢综合征 女性的维生素 D 状态有关 。此外，之前的一项研究表明，VDBP 基因变异与 多囊卵巢综合征 女性的代谢综合征有关 。然而，很少有研究检查 VDBP 基因变异与 多囊卵巢综合征 易感性和 多囊卵巢综合征 表型的关联。此外，尚未在韩国进行关于 VDR 基因变异的关联及其在 多囊卵巢综合征 易感性中的作用的研究。本研究的目的是调查 VDR 基因和 VDBP 基因多态性与 多囊卵巢综合征 易感性的关联，并阐明这些多态性对韩国 多囊卵巢综合征 激素和代谢参数的影响。

方法

科目

本研究使用来自梨花女子大学医院内分泌诊所的“多囊卵巢综合征 女性生物样本收集和不孕症控制研究”项目的数据进行，以评估 40 岁以下韩国女性的月经健康，正如我们之前报道的那样 。志愿者在 2008 年 12 月至 2010 年 10 月期间通过报纸和在线广告招募。经过培训的护士通过电话与候选人联系，以确定他们是否能够并愿意参与这项研究。志愿者在经过至少 8 小时的过夜禁食后，于月经期第三天早上到我院就诊。如果参与者有闭经，则随机抽取一天的血样。最后，招募了 432 名 多囊卵巢综合征 女性（24 ± 5 岁）和 927 名非 多囊卵巢综合征 对照女性，她们有规律的月经周期（27 ± 5 岁）。

多囊卵巢综合征 的诊断基于美国国立卫生研究院的以下标准：(1) 闭经或月经稀发（每年月经周期少于 10 个）和 (2) 临床或生化雄激素过多症 。临床雄激素过多症被定义为存在多毛症，改良的 Ferriman-Gallwey 评分≥ 3 。生化高雄激素血症定义为基于月经规律的健康女性的睾酮水平，总睾酮水平或游离睾酮水平高于 95%（总睾酮 > 67 ng/dl 或游离睾酮 > 0.84 ng/dl）。具有相似临床表现的参与者被排除在外，例如先天性肾上腺增生、雄激素分泌肿瘤和库欣综合征。对照组没有排卵功能障碍或雄激素过多症。如果受试者在过去 3 个月内服用过药物（例如，类固醇、口服避孕药、二甲双胍或噻嗪类利尿剂），则他们被排除在外 。所有参与者在访问医院时都获得了书面知情同意书，梨花女子大学木洞医院的机构审查委员会批准了这项研究。

测量

我们测量了所有受试者的身高和体重，体重指数（BMI）计算为体重（kg）/身高（m）2。我们在下肋缘和髂嵴之间的中点处测量腰围。血压计算为参与者坐姿时两次手动血压计读数的平均值。

我们使用市售试剂盒（Siemens，NY，USA；平均测定间和测定内 CV 分别为 4.4% 和 6.2%）通过化学发光免疫测定法测量总睾酮水平，这与串联质谱法相比非常不精确。性激素结合球蛋白 (SHBG) 水平使用市售试剂盒（DPC，Los Angeles，CA，USA；平均批间和批内 CV 分别为 7.9% 和 5.3%）通过免疫放射测定法测量。我们使用国际老年男性研究协会网站上提供的公式计算了游离睾酮水平，该公式基于每个受试者单个样本中的总睾酮、SHBG 和白蛋白水平 。游离雄激素指数计算为睾酮（纳摩尔/升）/SHBG（纳摩尔/升）×100。

我们在隔夜禁食后的早晨进行了 75 克口服葡萄糖耐量试验 (OGTT)。在基线和给予 75 g 葡萄糖负荷后 120 分钟抽取静脉血样。通过葡萄糖氧化酶法（Beckman Model Glucose Analyzer 2，CA，USA）测量血浆葡萄糖水平，并使用市售试剂盒（BioSource，Nivelles，Belgium）通过放射免疫测定法测量胰岛素水平。胰岛素抵抗的稳态模型评估 (HOMA-IR) 计算为空腹胰岛素水平 (mIU/L) 和空腹血糖水平 (mmol/L) 除以 22.5  的乘积。

我们对 VDR 基因（VDR Fok-I (rs10735810)、Cdx2 (rs10875695)、Apa-I (rs7967152) 和 Bsm-I (rs1544410)）和 VDBP 基因（VDBP rs4588、rs7041 和 rs22822679）多态性进行了基因分型。 Human Omni1-Quad v1 阵列。我们从储存的血液中手动提取基因组 DNA。基因分型成功率超过98%，与Hardy-Weinberg平衡无偏差（P  > 0.05）。

统计分析

使用适用于 Windows 的 SPSS 23.0 软件包（IBM Corporation，Chicago，IL，USA）进行统计分析。Kolmogorov-Smirnov 统计量用于分析连续变量的正态性。空腹胰岛素、后负荷 2 小时胰岛素和 HOMA-IR 的水平显示出偏斜，经过对数变换以达到正态分布。定量变量作为平均值±标准偏差提供，显示偏斜偏差的变量提供中位数和四分位间距。酌情使用学生非配对 t 检验和 χ2 检验评估组间差异。我们进行了方差分析，然后进行了 Bonferroni 检验进行事后分析，以评估具有不同 VDR 基因变体的受试者之间代谢和内分泌参数的差异。调整年龄和 BMI 以进行协方差分析。使用针对年龄和 BMI 进行校正的多元线性回归分析分析了总睾酮、空腹胰岛素和 HOMA-IR 与 多囊卵巢综合征 女性 VDR 基因多态性的关联。P值<0.05被认为是显着的。

结果

桌子 1代表受试者的临床和生化特征。多囊卵巢综合征 女性比对照组年轻（P  < 0.05）。多囊卵巢综合征 女性的体重、腰围、收缩压和舒张压均高于对照组（所有Ps  < 0.05）。多囊卵巢综合征 女性的总睾酮、游离睾酮、游离雄激素指数、空腹血糖、后负荷 2 小时葡萄糖、空腹胰岛素、后负荷 2 小时胰岛素和 HOMA-IR 水平高于对照组（所有Ps  < 0.05） . 多囊卵巢综合征 女性的 SHBG 和胰岛素敏感性指数水平低于对照组（所有Ps < 0.05)。高雄激素状态和代谢综合征的某些方面通常与较低的 SHBG 水平相关，这可能有助于解释 多囊卵巢综合征 中较低的 SHBG。

表格1：受试者的临床和生化特征

值表示为平均值 ± SD 或中位数（四分位距）

多囊卵巢综合征多囊卵巢综合征，胰岛素抵抗的HOMA-IR稳态模型评估

表 2和​​​

和3

3显示 多囊卵巢综合征 女性和对照组中 VDR 和 VDBP 基因多态性的基因型分布。VDR 基因（Fok-I (rs10735810)、VDR Cdx2 (rs10875695)、Apa-I (rs7967152) 和 Bsm-I (rs1544410)）和 VDBP 基因（VDBP rs4588、rs7041 和rs22822679）在患有 多囊卵巢综合征 的女性和对照组之间明显相似。

表 2：维生素D受体多态性基因型频率分布

多囊卵巢综合征多囊卵巢综合征

表3

维生素D结合蛋白多态性基因型频率分布

多囊卵巢综合征多囊卵巢综合征

VDR基因多态性的基因型与多囊卵巢综合征的激素/代谢参数的关联见表 4和​​​

和5. 桌子 4根据年龄和 BMI 调整后的 VDR 基因多态性的组和基因型，显示了总睾酮、空腹胰岛素和 HOMA-IR 的调整平均值。在调整年龄和 BMI 后，多囊卵巢综合征 女性和对照组的 VDR Fok-I 基因型与总睾酮的关联是不同的（交互作用的P值 = 0.043）。在 多囊卵巢综合征 女性中，与 VDR Fok-I GG 基因型相比，在多元线性回归分析中调整年龄和 BMI 后，VDR Fok-I AG 基因型与总睾酮水平升高显着相关（β = 5.537，P  = 0.005 ， 桌子 5）。

表 4：根据组和维生素 D 受体基因多态性的基因型，总睾酮、空腹胰岛素和胰岛素抵抗的稳态模型评估

根据年龄和体重指数调整

VDR维生素 D 受体、CI置信区间、TT总睾酮、多囊卵巢综合征多囊卵巢综合征、HOMA-IR稳态模型评估胰岛素抵抗

a对数变换用于分析，调整后的平均值是年龄和体重指数调整后的几何平均值

表 5：维生素 D 受体多态性的基因型与总睾酮、空腹胰岛素和使用多元线性回归分析的多囊卵巢综合征女性胰岛素抵抗的稳态模型评估的关联

根据年龄和体重指数调整

VDR维生素 D 受体、CI置信区间、HOMA-IR稳态模型评估胰岛素抵抗

a应用了对数变换

VDR Cdx2 基因型与空腹胰岛素或 HOMA-IR 的关联在 多囊卵巢综合征 女性和对照组之间存在差异（交互作用的P值分别 = 0.011 和 0.009，表​​​

表 4）。

4）。与 VDR Cdx2 AC 基因型相比，VDR Cdx2 CC 基因型与 多囊卵巢综合征 女性的空腹胰岛素和 HOMA-IR 水平升高相关，然而，在多元线性回归分析中，相关性无统计学意义（P  = 0.081 和 0.085，分别，表​​​

表 5）。对照组的 AA 多态性与较高的空腹胰岛素和 HOMA-IR 相关，而这种特定基因型与 多囊卵巢综合征 的相同差异无关。这意味着在 多囊卵巢综合征 存在下未发现与对照中 AA 多态性相关的较高胰岛素和 HOMA-IR。

讨论

这些发现表明，VDR 和 VDBP 的遗传变异与我们组 多囊卵巢综合征 风险的增加无关。相比之下，VDR Fok-I 多态性与睾酮水平相关，而 Cdx2 多态性与 多囊卵巢综合征 女性的胰岛素敏感性相关。

已知维生素 D 在与 多囊卵巢综合征 相关的代谢和内分泌途径中发挥重要作用，例如胰岛素信号通路  和性激素产生 。几项研究表明，维生素 D 缺乏可能与 IR 相关，至少在 多囊卵巢综合征 中是这样 。此外，据报道补充维生素 D 对 多囊卵巢综合征 女性的葡萄糖代谢产生有利影响 。维生素 D 和 IR 之间关系的确切机制尚不清楚。已知维生素 D 会影响胰岛素受体  的表达并维持钙稳态，这对于 β 细胞分泌胰岛素很重要 ]。此外，已建议维生素 D 对与 IR 相关的免疫系统有影响 。

维生素 D 激素 1,25 二羟基维生素 D 通过与 VDR 结合发挥其功能。VDR 是一种 DNA 结合转录因子，在整个组织中广泛表达。当维生素 D 与 VDR 结合时，启动了维生素 D 调节基因的转录。VDR 调节维生素 D 水平和钙代谢 。此外，据报道 VDR 基因与 IR 和胰岛素分泌能力有关 。此外，已知 VDR 基因参与雌激素生物合成和芳香酶基因表达的调节，从而影响卵巢功能 。IR 和卵巢雄激素过多症是 多囊卵巢综合征 的关键特征，因此，VDR 基因变异可能影响 多囊卵巢综合征 的易感性或表型。

然而，在我们组中，VDR 基因变异与 多囊卵巢综合征 风险增加无关。基因变异不太可能影响 多囊卵巢综合征 的发生，因为 多囊卵巢综合征 和非 多囊卵巢综合征 女性之间的变异分布相似。与我们的研究结果一致，在伊朗的 46 名 多囊卵巢综合征 女性和 46 名对照组之间，VDR Fok-I 和 Bsm-I 的基因型/等位基因频率差异不显着 。此外，在 VDR 基因多态性 rs757343  方面，181 名患有 多囊卵巢综合征 的伊朗女性和 181 名对照者的基因型和等位基因频率没有显着差异。VDR Taq-I 基因多态性的 CC 基因型和 C 等位基因在 150 名患有 多囊卵巢综合征 的埃及女性中比在 150 名对照中更为常见 。在伊朗进行的另一项研究中，涉及 260 名 多囊卵巢综合征 女性和 221 名对照组，VDR 基因变异的基因型和等位基因的分布在 多囊卵巢综合征 女性和对照组之间没有差异。然而，rs757343 VDR 基因多态性的“A”等位基因与严重 多囊卵巢综合征 表型发展的风险增加有关 。不同的样本量、膳食摄入量（包括钙和维生素 D）的差异以及种族和环境因素的差异可能会影响研究之间这些结果的差异。多囊卵巢综合征 女性较高的 BMI 可能会影响某些基因多态性的活性。

在我们的研究中，VDR Cdx2 多态性与胰岛素敏感性相关，而 Fok-I 多态性与 多囊卵巢综合征 女性的睾酮水平相关，即 VDR 基因变异与 多囊卵巢综合征 的代谢和内分泌特征相关。此前，据报道，在 545 名患有 多囊卵巢综合征 的奥地利女性和 145 名对照组中，VDR Cdx2“AA”基因型与较低的空腹胰岛素和 HOMA-IR 相关，这与我们的研究结果不一致 。此外，在对 162 名伊朗 多囊卵巢综合征 女性和 162 名对照者的研究中，Fok-I 基因型“FF”与 多囊卵巢综合征 女性血清胰岛素水平和 IR 异常的风险增加有关 。此外，有几项研究表明 VDR 基因变异与性激素水平相关，这与我们的研究结果相似。VDR Taq-I“CC”基因型与 LH 水平升高相关，VDR Bsm-I“GG”基因型与 56 名患有 多囊卵巢综合征 的伊朗女性的 SHBG 水平降低显着相关 。在涉及奥地利女性的研究中，VDR Apa-I “AA”基因型与较低的睾酮水平相关 。Cdx2 多态性的“AA”基因型与印度 多囊卵巢综合征 女性和对照组的睾酮水平升高有关 。VDR Apa-I 多态性的“CC”基因型与印度多囊卵巢综合征女性较低的雄烯二酮水平显着相关。。由于 IR 和高雄激素血症是 多囊卵巢综合征 的关键特征，VDR 基因变异可能有助于 多囊卵巢综合征 的发病机制。

VDBP 是参与维生素 D 加工及其代谢物运输的主要蛋白质。高达 90% 的循环 25-羟基维生素 D（主要循环维生素 D 代谢物）与 VDBP  结合。据报道，VDBP 基因多态性 rs4588 和 rs7041 与 741 名绝经前妇女的低水平 25-羟基维生素 D 密切相关 。在一项涉及来自巴西南部的 191 名 多囊卵巢综合征 女性和 100 名对照者的研究中，多囊卵巢综合征 与 VDBP 基因多态性 rs2282679、rs4588 和 rs7041 之间没有关联 。这一结果与我们的研究结果一致，其中 VDBP rs4588、rs7041 和 rs22822679 多态性的基因型分布和等位基因频率在 多囊卵巢综合征 女性和对照组之间没有差异。然而，与我们的研究结果相反，VDBP 多态性 rs7041 的 TT 基因型与巴西多囊卵巢综合征女性的代谢综合征相关 。尽管一些研究表明，VDBP 基因多态性与非糖尿病人群的口服葡萄糖耐量或空腹血糖差异有关 ，但关于 VDBP 基因多态性与糖尿病发展之间的关联存在争议 ]。需要进一步的研究来证明 VDBP 基因多态性与不同人群 多囊卵巢综合征 表型之间的关系。

这是第一项评估参与维生素 D 代谢的基因变异对韩国 多囊卵巢综合征 易感性和 多囊卵巢综合征 表型影响的研究。然而，我们研究中需要考虑的几个限制是缺乏有关维生素 D 状态的信息，例如膳食维生素 D 摄入量或每日阳光照射。因为我们没有测量维生素 D 水平，所以我们无法比较各组之间的维生素 D 水平。血清维生素 D 水平的缺乏是一个重要的限制，因为 VDBP 水平及其活性水平可能很大程度上取决于它们与维生素 D 的结合状态，并且不同的基因型可能与与维生素 D 的结合强度相关，这最终会导致代谢模式的差异。此外，VDR 基因表达也间接取决于维生素 D 状态，这可能会损害这些基因变异的后果。此外，我们没有使用液相色谱质谱法测量总睾酮，内分泌学会立场声明已将其作为优选的测定方法。我们的研究可能还没有显示一些代谢异常，因为我们研究的对象比其他研究的对象年轻。即使更年轻，患有 多囊卵巢综合征 的女性的代谢特征也比对照组差。如果各组之间的年龄相似，这些差异可能会更加突出。需要在不同年龄组进行进一步的研究以概括结果。在一个青春期的女孩中，多囊卵巢综合征 的诊断建议基于在持续性月经稀发的情况下是否存在雄激素过多症，因为在生殖成熟的正常阶段可能会出现无排卵症状和多囊卵巢形态。根据鹿特丹标准，下丘脑性闭经有可能被归类为 多囊卵巢综合征，尽管这种情况并不常见。因此，我们使用了未被广泛接受的 NIH 标准来诊断 多囊卵巢综合征。多囊卵巢综合征诊断标准的不同可能会影响VDR基因和VDBP基因多态性与多囊卵巢综合征易感性相关性结果的差异。最后，当前研究的功效未达到 80%，这是确定组间 VDR 或 VDBP 基因多态性频率差异的最小值。

结论

总之，VDR 基因变异可能通过其对高雄激素血症和 IR 的影响参与 多囊卵巢综合征 的发病机制。在多元线性回归分析后，空腹胰岛素或 HOMA-IR 之间没有根据基因型保持显着差异。需要进一步的研究来评估 VDR 基因的基因分型是否可能对 多囊卵巢综合征 的年轻女性有用，以预测大量人群中的 IR。

Vitamin D receptor and binding protein polymorphisms in women with polycystic ovary syndrome: a case control study.

Song DK, Lee H, Hong YS, Sung YA.

BMC Endocr Disord. 2019 Dec 23;19(1):145. doi: 10.1186/s12902-019-0477-x.

PMID: 31870342