文摘
急性暴露于臭氧已被广泛相关易感个体的健康影响。遗传因素可能会影响个人间臭氧反应的变化。当前作者共同多态性之间的关系进行了研究,两个基因参与氧化应激反应,即。谷胱甘肽年代转移酶M1 (GSTM1基因)和P1 (问题),呼吸道症状和肺功能对臭氧在儿童哮喘患者。
共有151名哮喘儿童,参与者在一个随机对照试验的抗氧化维生素补充在墨西哥城,进行了研究。孩子们使用PCR基因分型方法和遵循从1998年10月- 2000年4月。
增加儿童的呼吸困难与臭氧接触相关报道GSTM1基因零(8%,95%置信区间(CI) 1 - 15%,每20-ppb增加1小时最大程度上的每日平均超过7天)问题缬氨酸、缬氨酸(Val / Val)基因型(14%,95%置信区间CI 5 - 25%)。在儿童与GSTM1基因零和问题Val / Val基因型,呼吸困难的增加与20-ppb增加臭氧接触更大(21%,95%置信区间CI 5 - 39%)。问题与臭氧导致肺功能相关基因型没有显著变化。
总之,哮喘患儿谷胱甘肽年代零,谷胱甘肽转移酶M1年代转移酶P1缬氨酸、缬氨酸基因型出现更容易发展臭氧接触呼吸道症状相关。
臭氧是一种强氧化剂。抗氧化剂在肺的细胞内和细胞外空间与臭氧反应和其他氧化剂防止转化成毒性更强的物种1。尽管有这些抗氧化防御系统、臭氧与细胞膜上脂质反应产生二次氧化产品1。谷胱甘肽年代转移酶(消费税)共轭等内生的副产品与谷胱甘肽氧化应激,使他们快速消除对氧化剂,从而保护组织损伤2。
常见的基因多态性存在编码不同消费税包括谷胱甘肽年代转移酶M1 (GSTM1基因)和P1 (问题)。一个常见的删除GSTM1基因导致缺乏这种酶3。纯合子缺失的GSTM1基因基因,也称为零基因型,已经联系在一起:增加哮喘和哮喘儿童暴露于二手烟在子宫内4;儿童的肺功能下降的增长5;在吸烟者的肺功能迅速下降6。此外,多态GSTM1基因已被证明作为修饰符的肺反应臭氧吗7。问题是肺中高度表达,也是参与氧化应激反应8。共同多态性结果替换的缬氨酸(Val)异亮氨酸(Ile)密码子105年形成的活性部位的一部分疏水亲电试剂的绑定,并影响substrate-specific催化活性9。比如Val的等位基因已被证明是在一些研究降低哮喘的风险10,11,包括甲苯di-isocyanate引起的哮喘10与其他研究,但这一发现并不一致12。相比之下,问题密码子105 Val等位基因被报道与显著增加患癌症的风险13,14。
墨西哥城经历严重的空气污染水平较高的臭氧,经常超过墨西哥标准15。当前作者最近报道,哮喘儿童肺功能显著变化在受到臭氧接触调制的抗氧化维生素(维生素C和维生素E)16。同样,它也被发现GSTM1基因零的孩子有一个更大的减少迫使(FEF mid-expiratory流25 - 75%),肺功能的测量,对臭氧的反应17。鉴于抗氧化防御消费税的作用,本研究调查了多态性的影响GSTM1基因和问题呼吸道症状,哮喘严重程度和肺功能与臭氧接触哮喘儿童住在墨西哥城。
方法和材料
研究人群
儿童哮喘的诊断被招募的过敏诊所医院Infantil“费德里科•戈麦斯(墨西哥城,墨西哥)。哮喘的诊断是根据临床症状,对治疗的反应。使用哮喘分类方案的全球倡议,哮喘的严重程度分级为轻度(间歇性或持续性),中度和重度(国家健康研究所)18,19。
一直在前面描述的研究方法16。简单地说,160名儿童被招募和随访12周以上。父母被告知研究并签署同意书允许他们的孩子参加。在基线,父母采访和社会人口的信息提供,健康和哮喘的风险因素,和饮食摄入量(食物频率问卷)的孩子。儿童肺活量的测试执行和提供血液样本。孩子们随机接受补充(250毫克维生素C·的一天1和维生素E 50 mg·1双盲的方式)或安慰剂。所有的卫生人员在诊所还是病人都不知道随机状态。安慰剂和补品都提出了类似的药片(罗氏实验室,墨西哥城,墨西哥)。12周的随访期间,父母称孩子的日常呼吸道症状的日记了每周在诊所。此外,儿童在诊所每周两肺活量的测试执行。异位性决心使用皮测试13高空过敏症和九食物过敏原。对组胺被用作积极控制和甘油作为消极的控制。孩子们认为过敏性如果皮肤反应的直径至少有一个过敏原超过4毫米。测试被认为是有效的,如果对组胺反应是根据评分≥6毫米的皮肤戳破测试推荐Aas和贝林20.。
医院的机构审查委员会Infantil de墨西哥、西班牙de Salud Publica和国家环境健康科学研究所的这项研究批准。160年的孩子,两人失访,因为他们的母亲发现它太不方便来诊所,和七个孩子问题基因型不能确定。因此,当前的研究报告结果151名哮喘儿童来说,有完整的数据。139名儿童,平均84天的随访是可用的(范围81 - 92天);12个孩子只有61天的随访。
暴露评估
测量环境的臭氧、二氧化氮、二氧化硫、颗粒物的质量中值直径小于10μm (PM10)和日常气候变量(相对湿度和最小、最大和平均温度)从墨西哥政府获得的空气监测站。最近的监测站每个孩子的住所被分配到孩子。没有一个监测站是超过5公里从孩子的住所。二氧化硫的数据没有分析,因为这种污染物的低水平。
基因分型
DNA从全血中提取或淡黄色的外套使用标准GentraPuregene协议(Gentra系统,明尼阿波利斯,美国)。GSTM1基因基因型是由PCR方法如前所述21。该方法区分纯合缺失的主题GSTM1基因(零基因型)与一个或两个拷贝的基因(积极的基因型)21。Ile105Val三个基因型问题多态性(Ile / Ile = AA, Ile / Val = GA或Val / Val = GG)是由Taqman等位基因歧视的方法。多态网站放大使用600 nM从50 ng的基因组DNA的每个引物(正向引物5′-CCTGGTGGACATGGTGAATG-3′;反向引物5′-TGCTCACATAGTTGGTGTAGATGA-3′), 200海里的荧光探针(野生型探针、5′6 fam-tgcaaatacatctccct-3′;变体探针5′-VIC-CTGCAAATACGTCTCC-3′)和10μL Taqman®2 x PCR反应混合液(美国应用生物系统公司,培育城市,CA)。标准使用PCR循环条件,与最初的变性在95°C 10分钟,其次是35 92°C的周期为1分钟15秒和60°C。Allele-specific PCR在ABI 7700发现了产品(应用生物系统公司)和集群基因型使用序列检测系统®软件(应用生物系统公司)。模棱两可的样本手动集群并通过测序验证。样品与已知基因型,根据DNA测序验证,与每个板运行。
统计分析
水平之间的皮尔逊相关性测定空气污染物和各种气候变量22。臭氧的影响暴露在有呼吸道症状的概率分析了某一天使用广义估计方程(GEE)二进制纵向数据23。不同的平均臭氧、二氧化氮和点10暴露(最多1小时,24小时平均8小时移动平均)最初被使用,但这些污染物的最大的1小时最大曝光在最后分析因为不同的空气污染物之间的相关性高的水平。呼吸道症状和使用支气管扩张剂被归类为礼物或没有后续的每一天。以下为混杂变量进行评估:年龄;性;最低温度;哮喘严重程度;接触环境烟草烟雾;和时间时间。呼吸道症状的重要预测因子是保留在p < 0.10。臭氧接触之间的交互和补充组呼吸道症状的发生进行了测试。 These interaction terms were not significant; therefore, an indicator variable was used in the regression model to control for supplementation group. Interaction between ozone and GST polymorphisms (GSTM1基因和问题)还测试了,因为这些交互作用显著不同指标的臭氧接触;提出了结果分层多态性。最后一个模型来研究臭氧对呼吸道症状的影响包括:前一天最低温度(此后称为“温度”);接触环境烟草烟雾;哮喘严重程度;时间时间;和补充组。当前作者先前报道,GSTM1基因基因型修改这些哮喘儿童的肺活量的臭氧反应,抗氧化补充调制这种效果17。当前作者也进行了类似的分析来确定问题基因型影响哮喘的易感性的孩子的肺活量的影响空气污染物使用啊23调整以下变量:年龄;高度;使用支气管扩张剂;呼吸道症状当天测试;和时间时间。
问题Ile / Ile和Ile / Val被组合为他们提出了同样的反应模式对臭氧接触。评估的综合影响GSTM1基因和问题基因型、儿童与高风险的基因型(GSTM1基因零和问题Val / Val基因型)相比,儿童与低风险基因型(GSTM1基因积极和问题Ile / Ile和Ile / Val)。最后,基因型之间的交互方面的重要性,补充组和臭氧测试。
结果
哮喘严重程度的分布在151哮喘患者25.8% (n = 39)轻度间歇性,21.2% (n = 32)温和持久,49.0% (n = 74)温和,4.0% (n = 6)严重。的GSTM1基因零基因型出现在38.4%的儿童。为问题,20.5% (n = 31) Ile / Ile基因型,43.7% (n = 66) Ile / Val和35.8% (n = 54) Val /瓦尔。的GSTM1基因和问题基因型不相关(p = 0.70)。只有三个参与者nonatopic皮所评估测试。积极的皮肤测试观察dermatophagoides最频繁,猫和德国小蠊(Blatella蠊)。
主要研究人群的基线特征根据所示GSTM1基因和问题多态性在表1⇓。孩子们与GSTM1基因零基因更有可能患有严重哮喘(p = 0.036)GSTM1基因艾滋病的孩子。的孩子问题Ile / Ile基因型也更可能是严重哮喘比儿童(p = 0.009)问题Ile / Val或者Val / Val基因型。在随访期间,儿童更高频率的呼吸道症状与臭氧也经历了较大的衰减在肺功能(在一秒用力呼气量(FEV1)和FEF25 - 75%(p < 0.001)、用力肺活量(FVC);p = 0.032)肺功能和呼吸系统症状之间的联系)。
曝光数据
表2⇓提出了空气污染物的水平在研究期间(1998年10月1日- 4月30日,2000)。墨西哥标准超过了臭氧(110 1小时最大)41%的天,点10(150μg·m−324小时平均)只有1.5%的天。臭氧、点10和二氧化氮是高度相关的。之间的相关性是r = 0.57臭氧和二氧化氮,r = 0.45臭氧和点之间10二氧化氮和点之间和r = 0.5710对所有系数(p < 0.0001)。
呼吸道症状
表3⇓介绍了环境水平的臭氧对呼吸道症状的影响的遗传多态性GSTM1基因和问题。在调整了哮喘严重程度、温度、环境烟草烟雾,时间时间和补充组,儿童GSTM1基因零多态性呼吸困难比更有可能报告GSTM1基因艾滋病的孩子。孩子们与问题Val / Val基因型有一个更大的呼吸困难和支气管扩张剂与儿童使用问题Ile / Ile和Ile / Val基因型。这种模式是一致的对臭氧接触各种数量的天的滞后时间。儿童与GSTM1基因零基因型,增加了20磅1小时最大臭氧水平超过6天,呼吸困难事件的风险增加了8%(95%可信区间(CI) 1 - 15%;或1.08 95%可信区间1.01 - -1.15)。相比之下,没有显著增加呼吸道症状与观察臭氧与一个孩子GSTM1基因艾滋病患者的基因型。儿童与问题Val / Val基因型,增加了20磅1小时最大臭氧水平超过6天,呼吸困难增加了14% (95% CI 5 - 25%;或1.14 95%可信区间1.05 - -1.25),使用支气管扩张剂增加了5% (95% CI 1 - 10%;或1.05 95%可信区间1.01 - -1.11)。儿童与问题Ile / Ile和Ile / Val基因型,没有显著增加呼吸道症状观察臭氧。臭氧效果之间的差异问题Val / Val基因型和总和问题Ile / Ile和Ile / Val基因型是呼吸困难和支气管扩张剂都使用统计学意义(p < 0.05;表3⇓)。点10和二氧化氮环境水平与呼吸困难在任何基因型组;然而,显著增加支气管扩张剂使用儿童观察问题Val / Val基因型在线(见补充材料)。
联合基因型之间观察到显著相关GSTM1基因和问题和臭氧环境水平和增加呼吸困难的存在与此相关组合计算。孩子们都GSTM1基因零和问题Val / Val基因型的人更容易患有呼吸困难与臭氧比孩子们接触GSTM1基因积极和有问题Ile / Ile和Ile / Val基因型(表4所示⇓)。增加了20磅1小时最大臭氧平均6天与呼吸困难的存在增加了22% (95% CI 7 - 40%;或1.22 95%可信区间1.07 - -1.40)。在孩子们GSTM1基因积极和有问题Ile / Ile或Ile / Val基因型,没有显著增加的风险与臭氧接触呼吸困难。臭氧的影响的差异之间的呼吸困难的患儿GSTM1基因零和问题Val / Val基因型和儿童GSTM1基因艾滋病患者和问题Ile / Ile或Ile / Val基因型具有统计学意义(p < 0.05)。这些组合之间没有观察到显著差异的基因型咳嗽或使用支气管扩张剂。
是不可能彻底探索补充抗氧化剂对呼吸道症状的影响与基因型,因为小数量的事件一旦数据被补充组分层。
肺功能
臭氧浓度当天肺活量的测试前没有明显肺功能变化有关问题Val / Val或者问题Ile / Ile和Ile /瓦尔。类似的结果观察在不同滞后(表5所示⇓)。
讨论
目前的结果表明,GSTM1基因和问题基因型修改臭氧接触对哮喘儿童呼吸道症状的影响。的孩子GSTM1基因零和/或问题Val / Val基因更有可能体验呼吸道症状对臭氧的反应。的差异更加明显问题比GSTM1基因多态性:呼吸困难和支气管扩张剂使用显著不同问题基因型。在孩子有GSTM1基因零和问题Val / Val基因型呼吸困难的风险更大。当前作者曾报告说,儿童GSTM1基因零基因型在肺功能比更大的减少GSTM1基因艾滋病的孩子。在当前分析,臭氧浓度没有显著相关肺功能的变化问题Val / Val或者问题Ile / Ile和Ile / Val基因型。
这些结果支持新兴数据关于消费税在防止氧化应激的作用2。消费税催化谷胱甘肽结合的二次氧化脂类产品产生的接触环境臭氧等氧化剂2。此外,消费税也能影响氧化应激机制除了与谷胱甘肽共轭。例如,赵et al。24最近发现,GSTM1基因可能起着重要的作用在调节应激信号通过抑制细胞凋亡信号调节激酶1。最近发现,消费税,包括GSTM1基因接触后,诱导用脂质过氧化可能特别相关的产品对臭氧的反应25。问题是人类的肺中高度表达,而GSTM1基因一定程度上表达了吗26。
在当前的研究中,两个高度功能多态性检测。的GSTM1基因零基因型纯合缺失了GSTM1基因基因导致酶活性的损失3。为问题为异亮氨酸,缬氨酸的替换导致酶活性降低,也就是更明显,缬氨酸等位基因的两个副本27。目前作者将预测GSTM1基因空对象和携带问题Val等位基因可能是氧化应激的风险增加,因为这两个酶的低水平。当前研究的结果与预测相一致。
很少有研究调查多态性在异型生物质新陈代谢基因修饰符的影响肺部健康的污染物。在子宫内接触到母亲吸烟与哮喘和哮喘发生在孩子的GSTM1基因零基因型28。当前作者最近报道说GSTM1基因零基因型与易感性增加有关FEF臭氧的影响25 - 75%肺功能的测量17。
因此,它已被观察到问题Val / Val比如比儿童更容易受到臭氧的影响与Ile / Ile Ile / Val基因型。两个之前的研究,其中包括toluene-induced职业性哮喘,表明对象的问题Val / Val基因型相比降低哮喘的风险Ile / Ile科目29日,30.,Gillilandet al。28报道称,GSTM1基因零和问题Ile / Ile赋予增加易感性基因型柴油机排气微粒;19个受试者在过去的这个研究没有Val / Val基因型。在儿童健康研究中,GSTM1基因零基因型与赤字FVC的年度增长率。孩子们与问题Val / Val基因型肺功能增长放缓(FVC和FEV1比105年的孩子与一个或多个Ile)等位基因。哮喘儿童的观察更大的赤字5,这表明这些儿童可能更容易受到空气污染物对肺的影响经济增长。61年从台湾的一项研究哮喘的孩子31日,问题Ile / Ile基因型似乎增加哮喘的风险更高水平的空气污染暴露;然而,只有七个科目在这项研究问题Val / Val基因型,因此不能单独研究。相比之下,过敏性哮喘相关问题土耳其人口Val / Val基因型12。主题与问题Val / Val基因型也被证明是更容易患上肺癌与接触烟草有关32和环境烟草烟雾33。在当前的研究中,儿童问题Ile / Ile基因更有可能有严重的哮喘,尽管数字小的类别。然而,臭氧的影响暴露在孩子强问题Val / Val呼吸道症状的基因型。研究之间的差异可能反映了玩的机会或不同人群和种族团体。人口在当前的研究中,几乎所有的儿童过敏性和Val / Val基因型高的患病率(35.8%)。大量的臭氧浓度之间的联系和与肺功能的变化问题基因型没有观察到。这可能是由于样本量有限,因此当前研究的结果进行解释时应特别谨慎。
几个问题需要考虑的解释结果。臭氧接触的测量是基于环境监测站位于5公里的′年代家庭的孩子的接触可能导致误分类。然而,验证研究使用个人显示器和一个重要的协会之间的个人接触和观察周围的臭氧水平(p < 0.01)。呼吸道症状的评估是主观的,但目前的作者认为,呼吸道症状上提供的信息不太可能受到报告偏见,因为母亲不知道孩子的基因型和臭氧在几天前的水平。因此,谎报应该是随机的,低估了协会。
保护作用的抗氧化剂补充中臭氧接触呼吸道症状相关GSTM1基因零观察孩子们在最近的研究中,以类似的方式,以前观察肺功能变化17。相比之下,一个一致的保护作用的抗氧化剂补充呼吸道症状并不是目前观察到儿童与臭氧问题Val / Val基因型。
在任何远系人口,人口分层是可能的。墨西哥人主要是美洲印第安人与白人的种族34。然而,主要的发现是,基因型GSTM1基因和/或问题可能修改臭氧接触和肺反应之间的关系。人口分层创造了这个明显的效果修改GST基因型,必须假定一个很强的关联底层人口结构的修饰符是真正的影响。这种未知的易感性因素也需要几乎是完全相关的GSTM1基因和问题基因型产生明显的效果修改每一个基因。这种情况似乎不太可能。
总之,当前数据提供初步证据表明,哮喘患儿谷胱甘肽年代零,谷胱甘肽转移酶M1年代转移酶P1缬氨酸纯合基因型可能更容易暴露在臭氧的影响肺部。
确认
作者要感谢墨西哥城的监测网络提供数据型空气污染物和h·李。
脚注
可以从本文的补充材料www.www.qdcxjkg.com
- 收到了2005年10月31日。
- 接受2006年7月5日。
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