复旦学报（医学版）
2021Jan.，48（1）
1 Fudan Univ J Med Sci
精神分裂症并发2型糖尿病与五羟胺2C受体
基因多态性的关联性
郭向晴1赵静2△易正辉2介勇1吕钦谕2黄欣欣2朱光1
徐阿红1杨隽渊1李君3汪晓晖4
（1上海市虹口区精神卫生中心上海200083；2上海市精神卫生中心上海200030；
3上海市徐汇区精神卫生中心上海200232；4上海市青浦区精神卫生中心上海201721）
【摘要】目的探讨在中国汉族人中精神分裂症（schizophrenia，SCZ）患者中并发2型糖尿病（type2diabetes mellitus，T2DM）与五羟胺2C受体（serotonin2C receptor，5-HTR2C）基因多态性（rs2192371、rs5988072）的关联性。方法纳入服用氯氮平伴有T2DM（共病组257例）或不伴有T2DM
（单纯SCZ组288例）的长期住院SCZ患者，单纯T2DM患者（单纯T2DM组264例）以及正常人（对照组625例）为研究对象，采用Taqman基因分型技术对5-HTR2C基因的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）位点（rs2192371、rs5988072）进行基因分型，比较各研究组的等位基因、基因型及单体型分布频率有无差异。结果（1）单位点分析显示：共病组与对照组比较，rs2192371（χ2=19.799，df=2，P<0.001；χ2=7.437，df=1，P=0.006）和rs5988072（χ2=28.682，df=2，P<0.001；
χ2=24.127，df=1，P<0.001）基因型频率和等位基因频率分布差异均有统计学意义；单纯T2DM与对照组比较，rs2192371基因型频率分布差异有统计学意义（χ2=13.715，df=2，P=0.001），而等位基因频率分布差异无统计学意义，rs5988072等位基因和基因型频率分布差异均有统计学意义（χ2=11.378，df=2，P=0.003；χ2=7.142，df=1，P=
0.007）。单纯SCZ组与对照组相比，rs2192371基因型频率及等位基因频率分布差异均无统计学意义（P>0.05），
rs5988072基因型频率分布差异为边缘性（χ2=6.026，df=2，P=0.049），而等位基因频率分布虽然有差异（χ2=4.964，df= 1，P=0.025），但经过Bonforrnie校正后无差异。而在SCZ患者中，共病组与单纯SCZ组相比，rs2192371（χ2=
11.279，df=2，P=0.003；χ2=8.061，df=1，P=0.004）和rs5988072（χ2=7.013，df=2，P=0.030；χ2=5.931，df=1，P=0.014）
基因型频率和等位基因频率分布差异均有统计学意义。（2）单体型分析显示：共病组和单纯SCZ组比较，由rs2192371-rs5988072组成的单体型AC（OR=1.351，χ2=5.841，P=0.015）和GT（OR=0.692，χ2=7.592，P=0.004）差异有统计学意义，单体型AT差异无统计学意义。共病组和单纯T2DM组比较，两组间单体型AC、GT和AT差异均无统计学意义。结论在中国汉族人中，SCZ并发T2DM与5-HTR2C基因多态性（rs2192371、rs5988072）存在关联，其可能是SCZ患者伴发T2DM的易感基因。
【关键词】精神分裂症（SCZ）；2型糖尿病（T2DM）；5-HTR2C基因；多态性；中国汉族人
【中图分类号】R749.3【文献标志码】A doi：10.3969/j.issn.1672-8467.2021.01.001
Association between5-HTR2C gene polymorphisms and
schizophrenia with comorbid type2diabetes mellitus
GUO Xiang-qing1，ZHAO Jing2△，YI Zheng-hui2，JIE Yong1，LYU Qin-yu2，HUANG Xin-xin2，ZHU Guang1，XU A-hong1，YANG Juan-yuan1，LI Jun3，WANG Xiao-hui4（1Hongkou District Me
ntal Health Center of Shanghai，Shanghai200083，China；2Shanghai Mental Health Center，Shanghai200030，China；3Xuhui District Mental Health Center of Shanghai，Shanghai200232，China；
4Qingpu District Mental Health Center of Shanghai，Shanghai201721，China）
上海市虹口区卫计委医学科研课题（虹卫1703-31）；国家自然科学基金（81671326，81171272）；上海市青浦区科技发展项目（青科发2014-19）；上海市虹口区“国医强优”三年行动计划（2018-2020）（HGY-ZXYJH-2018-01）
△Corresponding author E-mail：******************
网络首发时间：2021-01-0416∶19∶53网络首发地址：https：//knski/kcms/detail/31.1885.R.20201231.1330.002.html
复旦学报（医学版）2021年1月，48（1）
【Abstract】Objective To investigate the association between schizophrenia（SCZ）with type2 diabetes mellitus（T2DM）and serotonin2C receptor（5-HTR2C）gene polymorphism（rs2192371，rs5988072）in Chinese Han population.Methods Long-term hospitalized SCZ patients taking clozapin
e with T2DM（comorbidity group，n=257），SCZ patients without T2DM（SCZ group，n=288），T2DM patients（T2DM group，n=264）and healthy control group（HC group，n=625）were enrolled.The single nucleotide polymorphism（SNP）loci（rs2192371，rs5988072）of5-HTR2C gene were genotyped by Taqman genotyping technique.The allele，genotype and haplotype distribution frequency of each group were compared.Results（1）Single-locus analysis showed that there were significant differences in genotype and allele frequency between the comorbidity group and HC group in rs2192371（χ2=19.799，df= 2，P<0.001；χ2=7.437，df=1，P=0.006）and rs5988072（χ2=28.682，df=2，P<0.001；χ2=24.127，df=1，P< 0.001）.There was significant difference in the frequency distribution of rs2192371genotypes between
T2DM and HC group（χ2=13.715，df=2，P=0.001），but there was no significant difference in the distribution of allele frequency.There were significant differences in the distribution of rs5988072allele and genotype frequency（χ2=11.378，df=2，P=0.003；χ2=7.142，df=1，P=0.007）.There was no significant difference in the distribution of rs2192371genotype frequency and allele frequency between SCZ and HC group，while the difference of genotype frequency distribution of rs5988072was marginal（χ2=6.026，df=2，P=0.049）.Although there was significant difference in allele frequency distribution（χ2=4.964，df=1，P= 0.025），there was no significant difference after Bonforrnie correc
tion.In patients with schizophrenia，there were significant differences in the distribution of genotype and allele frequencies of rs2192371（χ2=11.279，df=2，P=0.003；χ2=8.061，df=1，P=0.004）and rs5988072（χ2=7.013，df=2，P=0.030；χ2=5.931，df=1，P= 0.014）between the comorbidity group and the SCZ group.（2）haplotype analysis showed that there was significant difference in haplotype AC（OR=1.351，χ2=5.841；P=0.015）and GT（OR=0.692，χ2=7.592，P= 0.004）between comorbidity group and SCZ group，but there was no significant difference in haplotype AT. There was no significant difference in haplotype AC，GT and AT between comorbidity group and T2DM group.Conclusion The comorbidity of type2diabetes mellitus in schizophrenia is associated with5-HTR2C gene polymorphism（rs2192371，rs5988072）in Chinese Han population，which may be the susceptibility gene of schizophrenia with type2diabetes mellitus.
【Key words】s chizophrenia（SCZ）；type2diabetes mellitus（T2DM）；5-HTR2C gene；polymorphisms；Chinese Han population
*This work was supported by the Medical Research Project of Health and Family Planning Commission of Shanghai Hongkou District (HH1703-31),the National Natural Science Foundation of China(81671326,81171272),the Science and Technology Development Fund
of Shanghai Qingpu District(STDQ2014-19)and“National Medicine Strong and Excellent”Three-Year-Action Plan of Shanghai Hongkou District(2018-2020)(HGY-ZXYJH-2018-01).
精神分裂症（schizophrenia，SCZ）是一种重度精神疾病，发病率约为1%，与普通人相比，其伴发躯体疾病的风险更高，预期寿命大大减少［1］。有证据表明，SCZ患者并发2型糖尿病（type2diabetes mellitus，T2DM）的遗传风险增加，即使没有使用抗精神病药物，SCZ患者并发T2DM的患病率也比普通人高2~3倍［2］。缺乏身体锻炼、不良饮食习惯、遗传因素和抗精神病药物等是SCZ并发糖尿病的相关因素［3］。而且，SCZ患者出现糖尿病并发症的风险高于单纯糖尿病患者［4］，是增加SCZ死亡率的重要躯体疾病因素［5］。
五羟胺2C受体（serotonin2C receptor，5-HTR2C）属于G蛋白偶联受体家族，主要分布于中枢神经系统［6］。5-HTR2C是SCZ的新靶点，越来越多的研究表明，5-HTR2C与第二代抗精神病药物所致的体重增加有关［7］，动物实验表明敲除5-HT2C基因，小鼠表现出摄食增多和体质量增加［8］；遗传药理学研究提示，5-HTR2C基因是抗精神病药
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郭向晴，等.精神分裂症并发2型糖尿病与五羟胺2C受体基因多态性的关联性
物导致体重增加的易感基因，且发现其单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）位点-759C/T和-697G/C与体重增加有关［9］。因此，5-HTR2C可能是抗精神病药物导致的T2DM的易感基因。目前国内外关于5-HTR2C基因多态性的研究主要针对抗精神病药物所致的糖尿病或代谢综合征的遗传易感性，未见5-HTR2C基因多态性与SCZ和糖尿病的关联分析。本课题组前期曾开展相关研究，初步发现rs498177位点多态性与SCZ患者并发T2DM相关［10-11］，本研究进一步选取5-HTR2C基因有阳性报道的［12］SNP位点rs2192371和rs5988072，通过病例对照研究探讨5-HTR2C基因多态性与SCZ患者并发T2DM的关联性。选择长期住院的服用氯氮平的慢性SCZ患者为研究对象，不同分组患者饮食习惯和康复锻炼基本相仿，服用氯氮平可在一定程度上排除药物的干扰，分析遗传因素对SCZ和T2DM的影响。
资料和方法
研究对象
共病组即SCZ伴发T2DM组，来自2014—2015年上海市精神卫生中心的慢性住院患者。入组标准：（1）年龄为18~65岁的中国汉族人；（2）符合DSM-Ⅳ（美国精神障碍诊断与统计手册第4版）中精神分裂症的诊断标准；（3）总病程大于5年；氯氮平使用时间大于2年；（4）符合2013版美国糖尿病协会（American Diabetes Association，ADA）T2DM的临床诊断标准。
单纯SCZ组即SCZ不伴发T2DM组，来自2014—2015年上海市精神卫生中心、虹口区精神卫生中心、徐汇区精神卫生中心、青浦区精神卫生中心的慢性住院患者。入组标准：（1）年龄为18~65岁的中国汉族人；（2）符合DSM-Ⅳ精神分裂症的诊断标准；（3）总病程大于5年；氯氮平使用时间大于2年；（4）排除符合2013版ADA中T2DM的临床诊断者。
单纯T2DM组即不伴发精神疾病的T2DM 组，来自2014—2015年上海市青浦区中心医院内分泌科的患者。入组标准：（1）年龄为18~65岁的中国汉族人，男女不限；（2）符合2013版ADA中2型糖尿病的临床诊断标准；（3）患者本人对该研究
知情同意且签署知情同意书。排除标准：符合DSM-Ⅳ诊断的有神经系统疾病病史或其他重大躯体疾病病史者，以及精神疾病或精神疾病家族史者。
对照组来自2014—2015年上海市青浦区中心医院和2017—2018年虹口区中心医院体检的正常人。入组标准：年龄为18~65岁的中国汉族人；男女不限。排除标准：（1）符合DSM-Ⅳ精神疾病的临床诊断标准者；（2）符合2013版ADA2型糖尿病的临床诊断标准者；（3）有神经系统疾病病史及其他重大躯体疾病病史者。
本研究获上海市精神卫生中心伦理审查委员会批准（SHMC-IRB）。入组对象或其监护人均对本研究知情同意，且签署书面知情同意书。
研究方法
一般人口学资料收集共病组及单纯SCZ组的性别、年龄、总病程、总住院时间及氯氮平服用的时间和剂量等信息。
SNP位点的选择根据HapMap数据库（release #20c.1，）中的CHB（中国北京汉族人，Chinese Han origin in Beijing）数据进行选择，针对5-HTR2C基因及其上游的10kb序列，通过连锁不平衡系数>0.8，微小等位基因频率> 20%，并结合现有文献的阳性结果进行挑选，最后挑选出2个SNP位点，即rs2192371和rs5988072。
DNA提取采集4组研究对象静脉血各2mL，2%乙二胺四乙酸（2%EDTA）抗凝，分离白细胞，用血液基因组DNA提取试剂盒提取DNA保存于-80℃的冰箱备用。
基因分型检测采用Taqman探针SNP基因分型技术对rs2192371和rs5988072位点进行分型。实验所需SNP Genotyping Product试剂盒（包括探针和引物）和TaqMan SNP Genotyping MasterMix 试剂盒（含有AmpliTaq Gold DNA聚合酶、dNTP 和PCR缓冲液）均购自美国ABI公司。PCR反应体系为5μL，包括模板DNA20ng，40×SNP Assay （包括引物和FAM/VIC探针）0.05μL，TaqMan PCR Master mix2.0μL。PCR反应条件为：95℃10min预变性；92℃15s，60℃1.5min，40个循环，25℃保存。PCR反应及荧光信号读取均在7900实时定量荧光PCR仪（美国ABI公司）上进行。使用序列检测系统（SDS
2.2）图像分析软件Allelic
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复旦学报（医学版）2021年1月，48（1）
Discrimination程序进行基因型分析。通过检测不同等位基因所带的报告荧光VIC和淬灭荧光FAM 荧光强度，判断各待测样本为纯合子或杂合子。如果只有VIC或FAM荧光增强的样本，其SNP分型为纯合子；如果VIC和FAM同时增强，则为杂合子。
统计学处理采取SPSS12.0统计学软件进行统计学处理，验证数据符合正态分布及方差齐性后，计数资料应用χ2检验；年龄等计量资料采用t检验。P<0.05为差异有统计学意义。本研究运用SHEsis（http：//analysis.bio-x/myAnalysis.php）统计软件对SNP位点（rs2192371、rs5988072）的等位基因和基因型及单体型数据进行统计分析，通过计算比值比（odds ratio，OR）与95%置信区间（95%CI）以了解等位基因和疾病的关联强度（OR 值>1表示该因素是一个危险因素；OR值<1表示该因素是一个保护因素），并对各组间基因型频率分布进行Hardy-Weinberg平衡吻合度检验。
使用Quanto软件进行样本量统计效能检验，两个SNPs当中rs2192371的最小等位基因频率（MAF= 0.358）最小，假设OR=1.5、加性模式、疾病一般人
患病率为1%，计算得出统计效能为0.99。
结果
一般人口学资料及临床特征的比较共病组257例，其中男性130例，女性127例；平均年龄（55.01±7.41）岁；平均病程（23.01±4.31）年。单纯SCZ组288例，其中男性143例，女性145例；平均年龄（54.22±8.39）岁；平均病程（22.71±5.12）年。单纯T2DM组264例，其中男性133例，女性131例；平均年龄（52.53±11.59）岁。正常对照组625例，其中男性318人，女性307人；平均年龄（39.82±12.18）岁。共病组（t=-24.80，P<0.001）、单纯SCZ组（t= -21.33，P<0.001）、单纯T2DM组（t=-14.42，P< 0.001）与对照组比较，年龄差异均有统计学意义；共病组与单纯SCZ组比较，年龄差异有统计学意义（t =4.18，P<0.001）。4组研究对象之间性别差异无统计学意义。共病组和单纯SCZ组中患者的总病程、总住院时间、氯氮平使用时间以及服用氯氮平剂量之间的差异均无统计学意义（表1）。
Hardy-Weinberg平衡吻合度检验共病组、单纯T2DM组、单纯SCZ组及对照组的基因型分布均符合Hardy-Weinberg平衡（P>0.05）。
Rs2192371位点、rs5988072位点基因型、等位基因分布比较共病组与对照组比较，rs2192371（χ2= 19.799，df=2，P<0.001；χ2=7.437，df=1，P=0.006）和rs5988072（χ2=28.682，df=2，P<0.001；χ
2=24.127，df= 1，P<0.001）基因型频率和等位基因频率分布差异均有统计学意义；单纯T2DM组与对照组比较，rs2192371基因型频率分布差异有统计学意义（χ2=
13.715，df=2，P=0.001），而等位基因频率分布差异无统计学意义（χ2=0.774，df=1，P=0.379），rs5988072等位基因和基因型频率分布差异均有统计学意义（χ2=11.378，df=2，P=0.003；χ2=7.142，df=1，P= 0.007）。单纯SCZ组与对照组相比，rs2192371基因型频率及等位基因频率分布差异均无统计学意义（χ2=1.881，df=2，P=0.39；χ2=0.313，df=1，P=0.575），rs5988072组间基因型频率分布差异为边缘性（χ2= 6.026，df=2，P=0.049），而等位基因频率分布虽然有差异（χ2=4.964，df=1，P=0.025），但经过Bonforrnie
表14组研究对象的一般人口学资料及临床特征
多态性与虚函数
x SCZ：Schizophrenia；T2DM：Type2diabetes mellitus.（1）vs.Healthy control group，P<0.001；（2）vs.SCZ group，P<0.001.
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郭向晴，等.精神分裂症并发2型糖尿病与五羟胺2C 受体基因多态性的关联性校正后无差异。在SCZ 患者中，共病组与单纯SCZ 组相比rs 2192371（χ2=11.279，df =2，P =0.003；χ2=8.061，df =1，P =0.004）和rs 5988072（χ2=7.013，df =2，
P =0.030；χ2=5.931，df =1，P =0.014）基因型频率和等位基因频率分布差异均有统计学意义（表2）。
连锁不平衡分析及单体型遗传关联分析为了解5-HTR 2C 基因2个遗传标记位点间的连锁不平衡情况，我们运用Haploview 软件对2个SNP 位点（rs 2192371、rs 5988072）进行连锁不平衡（linkage disequilibrium ，LD ）分析。用D ’值或r 2值来度量各位点间连锁不平衡的程度。结果显示：在共病组、单纯SCZ 组、单纯T 2DM 组有2个位点显示强连锁不平衡，考虑形成单体型。单体型分析显示：共病
组和单纯SCZ 组之间，由rs 2192371-rs 5988072组成的单体型AC （OR =1.351，χ2=5.841，P =0.015）和GT （OR =0.692，χ2=7.592，P =0.004）差异有统计学意义，单体型AT 差异无统计学意义
（OR =1.111，χ2=0.237，P =0.626）。共病组和单纯T 2DM 组比较，两组间单体型AC （OR =1.281，χ2=3.8，P =0.051）、GT （OR =0.808，χ2=2.497，P =0.114）和AT （OR =0.854，χ2=0.568，P =0.451）差异均无统计学意义（表3）。
表2
4组研究对象间的单个位点多态性分析
1：A or C ；2：G or T.a ：Compared the normal control group with the other three groups ；b
：Compared the comorbidity group with SCZ group.
表3
3组患者间的单体型分析
Tab 3
Haplotype analysis among the three groups
a
：Compared the comorbidity group with the SCZ group ；b
：Compared the comorbidity group with T 2DM group.
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