候选基因多态性和肠道菌群及其交互作用与肥胖儿童NAFLD的关联

摘要

目的：肥胖儿童非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD）的患病率逐年上升，其发病机制涉及基因与肠道菌群共同作用，但其交互效应尚不清楚。本研究旨在探讨基因多态性、肠道菌群及其交互作用与肥胖儿童NAFLD的关联，为肥胖儿童NAFLD发病机制研究提供新线索。方法：采用病例对照研究，选择2020年1月至2021年9月在湖南省儿童医院就诊的87例肥胖儿童NAFLD患者为病例组，以同期就诊的50例肥胖儿童非NAFLD患者为对照组。利用多重聚合酶链反应和高通量测序检测52个候选基因的多态性，结合16S核糖体DNA（16S ribosomal DNA,16S rDNA）测序分析肠道菌群组成。采用Logistic回归分析候选基因多态性与肥胖儿童NAFLD的关联，并在多重比较时应用Benjamini-Hochberg法进行错误发现率（false discovery rate,FDR）校正（预期FDR=0.05）；运用线性判别分析效应量法（linear discriminant analysis effect size,LEfSe）分析、比较肠道菌群属水平上的相对丰度；运用Logistic回归模型、叉生分析和广义多因子降维法（generalized multifactor dimensionality reduction,GMDR）探究基因-菌群2因素间的交互作用，以及多因素间的高阶交互作用与肥胖儿童NAFLD患病风险的关联。结果：调整性别、年龄、体重指数后，PRKAB1 rs6490265及IL32 rs28372698与肥胖儿童NAFLD均有显著关联（均P<0.05），且IL32rs28372698在FDR校正后仍具有统计学意义(显性与加性模型均P_adj=0.035)，但PRKAB1 rs6490265在各模型中经FDR校正后的关联均无统计学意义。与对照组相比，埃希氏-志贺氏菌属（Escherichia-Shigella）、肠杆菌属（Enterobacter）、拟杆菌属（Bacteroides）、克雷伯杆菌属（Klebsiella）、小杆菌属（Dialister）、丹毒丝菌属UCG＿003（Erysipelotrichaceae＿UCG＿003）在NAFLD组均明显富集（均P<0.05）；与NAFLD组相比，肠源杆菌属（Intestinibacter）、粪球菌属（Coprococcus）、雷尔氏菌属（Ralstonia）、联合乳杆菌属（Ligilactobacillus）、梭状杆菌属（Fusicatenibacter）、八叠球菌属（Sarcina）、Eubacterium＿eligens＿group、假单胞菌属（Pseudomonas）在对照组均明显富集（均P<0.05）。相乘交互作用分析表明，PRKAB1 rs6490265与Bacteroides、Intestinibacter,IL32 rs28372698与Ligilactobacillus间的相乘交互作用项均具有统计学意义（均P<0.05）;GMDR高阶交互作用分析显示，IL32 rs28372698、Ligilactobacillus与Intestinibacter间的交互作用为最佳模型。结论：PRKAB1、IL32的基因多态性与肥胖儿童NAFLD患病风险存在潜在关联。PRKAB1 rs6490265与Bacteroides、Enterobacter丰度的拮抗交互效应，以及IL32 rs28372698与Ligilactobacillus丰度的协同交互效应，可能共同影响肥胖儿童的NAFLD患病风险。

关键词

肥胖儿童 / 非酒精性脂肪性肝病 / 基因多态性 / 肠道菌群 / 交互作用

基金资助

国家自然科学基金(82574120,82304171)