文摘

这个病例对照研究旨在调查潜在的关系白介素(伊尔)基因多态性与发展中肢体创伤后的风险骨髓炎(PTOM)在中国汉族人群。总之,189 PTOM患者和200名健康对照组的基因分型IL-1α(rs17561 rs1800587),IL-1β(rs1143627 rs16944 rs1143634 rs2853550),IL-1RN(rs419598 rs4251961 rs315951),il - 4(rs2243248 rs2243250),il - 6(rs1800796 rs1800795 rs1800797),引发(rs2227306 rs4073 rs2227307),il - 10(rs3024496 rs3024491 rs1800871、rs1800872 rs1800896),IL-17A(rs2275913),IL-17F使用快照(rs763780)基因分型方法。统计的基因型分布差异观察rs16944 ( )和rs4251961 ( )在患者和健康对照组之间。此外,重大协会rs16944之间被发现和PTOM发展主导的风险( , ),纯合子( , ),和杂合的( , )模型和占主导地位的rs1143627 ( , )和纯合子( , )模型。此外,重要的链接也确定rs4251961和易感性之间PTOM主导( , )和杂合的( , )模型和占主导地位的rs1800796 ( , ),纯合子( , ),和杂合的( , )模型。目前的结果表明,rs16944、rs1143627 rs1800796与风险增加,而rs4251961链接到PTOM发展在中国汉族人口的风险下降。

1。介绍

创伤后骨髓炎(PTOM)指骨性感染或没有周围软组织创伤骨科手术后感染。据估计,PTOM介于0.4%和16.1%[的发病率1),1%到2%后关闭骨折,开放性骨折后30% (2率为55%(最高的),3]。目前,准确的诊断和成功治疗PTOM仍然具有挑战性的在医生面前,这主要归因于其“广泛”或“高异质性”特征。也就是说,不同患者之间的临床表现可能有所不同。此外,临床疗效和预后是受到多种因素的影响,例如骨位置,感染范围和持续时间,病原体类型和毒性和治疗策略。长期疾病和感染的高危复发(4)造成患者承受着巨大压力,不仅身体上和心理上5]还socioeconomically [6]。因此,如何降低发病率一样重要的主题如何提高治愈率。为了实现这一目标,必须全面理解PTOM病机、同事与环境和宿主因素。

最近,越来越多的证据表明,遗传素质作为一个重要的角色在PTOM的发病机理。王等人。7)报道,cyclooxygenase-2(cox - 2)基因多态性rs689466导致易感性升高PTOM中国人口与基因型GG一个风险因素。此外,阿尔维斯De Souza et al。8)表明,白介素(伊尔)基因多态性rs16944 rs2234663可能与增加发展中PTOM巴西的风险。这些结果表明,单核苷酸多态性(snp)参与PTOM发展。

众所周知,图书馆是一群细胞因子的产生和分泌主要由CD3 +, CD4 + T淋巴细胞。他们参与系统性炎症和先天和适应性免疫中起到至关重要的作用。先前的研究已经表明伊尔基因单核苷酸多态性与细菌和病毒相关炎症的发展障碍,如脓毒症(9,10],牙周炎[11,12),乙型肝炎(13]C [14病毒感染。然而,目前的研究仍然是有限的关于潜在的关系伊尔基因单核苷酸多态性和PTOM发展的风险,尤其是在中国人口。因此,本研究旨在评估潜在24最常发现之间的关系伊尔基因单核苷酸多态性与中国汉族人口PTOM的脆弱的感情。

2。材料和方法

2.1。病人

我们完全包括233名慢性OM患者2013年8月至2015年10月和189年作为PTOM。PTOM被定义为骨感染或没有周围软组织感染创伤和骨科手术后(15]。PTOM的诊断是基于下列三个确认标准,组织病理学检查表明感染,一个明确的窦或瘘直接连接骨头,或植入,至少两个网站的文化揭示同一病原体。年龄和性别匹配的对照组,病人组,包括147名男性和53岁女性,平均年龄为41年,四分位范围(差)(36.25,47)。所有的参与者或其法定监护人签署了知情同意,和本研究协议被医院医学伦理委员会批准。

2.2。测量伊尔基因多态性

两毫升的外周血的每个参与者都收集了乙二胺四乙酸(EDTA)管。基因组DNA提取白细胞用盐析法和存储在−80°C。24的标记snp伊尔基因的基因使用多路复用快照系统(美国应用生物系统公司,培养)。远期(F)、反向(R)和扩展引物用于聚合酶链反应(PCR)和扩展反应是列在表中S1。详细的协议是前面描述的16]。图像不同基因型的rs16944、rs1143627 rs4251961, rs1800796使用快照基因分型方法如图1。

2.3。结果参数

结果参数包括基因型分布,变异等位基因频率,和四个基因模型(显性、隐性纯合和杂合的)的24个snp PTOM患者和健康对照组。此外,血清il - 6水平和肿瘤坏死因子α(肿瘤坏死因子-α)手术前患者不同的单核苷酸多态性基因型与统计意义也有相关报道。

2.4。统计分析

统计产品与服务解决方案软件版本13.0(美国SPSS Inc .,芝加哥,IL)被用来进行统计分析。数据分布是评价Kolmogorov-Smirnov测试正常。提出了连续变量 (SD)或基于数据分布中值与差。对于正态分布数据,学生的测试或单向方差分析(方差分析)是用来比较两个不同组之间或在两组之间。否则,Mann-Whitney测试或克鲁斯卡尔-沃利斯测试应用。

健康对照组的基因型分布进行测试确认的哈迪温伯格平衡(HWE)使用卡方检验。卡方检验或Fisher精确检验被用于比较突变等位基因的基因型分布和频率之间的患者和健康对照组。二元逻辑回归分析性别、年龄、和基因型分布不被用来评估潜在的基因多态性和PTOM的风险之间的联系发展的四个基因模型(显性、隐性纯合,杂合的模型),与相应的优势比(ORs)和95%置信区间(CIs)。所有的报告价值观是双向的。一个值小于0.05被认为是统计学意义。

3所示。结果

3.1。PTOM患者的临床特点

交通事故(46%)是最常见的损伤类型,其次是钝挫伤(31%)和坠落伤(12%)。开放性骨折占三分之二的患者,与胫骨(51%)、股骨(30%),和跟骨前三名(7%)。的总阳性率为62%,术中标本的文化金黄色葡萄球菌(32%)是最常检测病原体。

3.2。HWE测试结果

所有的基因分型24伊尔基因单核苷酸多态性在HWE健康对照组( )(表S2)。

3.3。重要的联系伊尔基因单核苷酸多态性和PTOM脆弱的感情

3.3.1。IL-1β基因rs16944

有关的基因型分布差异显著rs16944患者和健康对照组( )。进一步比较显示,重大rs16944之间建立了联系和发展中PTOM主导的风险( ,95%可信区间1.118 - -3.073, ),纯合子( ,95%可信区间1.026 - -3.267, ),和杂合的( ,95%可信区间1.093 - -3.194, )模型,表明人口与GG基因型和AG)可能在更高的风险开发PTOM(表1)。

3.3.2。IL-1β基因rs1143627

重大协会观察rs1143627和易感性之间PTOM主导( ,95%可信区间1.050 - -2.868, )和纯合子( ,95%可信区间1.029 - -3.285, )模型,这意味着人口与TT基因型可能是PTOM发展风险升高(表1)。

3.3.3。IL-1RN基因rs4251961

显著差异被发现的基因型分布rs4251961之间的病人和控制( )。的频率突变等位基因C患者组明显低于对照组(6.6%比12%, ,95%可信区间0.313 - -0.816, )。此外,重要的相关性被发现rs4251961和易感性之间PTOM主导( ,95%可信区间0.254 - -0.781, )和杂合的( ,95%可信区间0.227 - -0.737, )模型,表明突变等位基因C对PTOM可能是保护性因素,用CT基因型可能减少和人口发展PTOM(表的风险1)。

3.3.4。il - 6基因rs1800796

之间的重要关系观察rs1800796和PTOM发展主导的风险( ,95%可信区间1.154 - -15.165, ),纯合子( ,95%可信区间1.197 - -16.007, ),和杂合的( ,95%可信区间1.024 - -14.347, )模型,证明了人口与CC基因型和CG PTOM发展(表可能有更高的风险1)。

3.3.5。未被确认的其他之间的联系伊尔基因单核苷酸多态性和PTOM脆弱的感情

基于此病例对照分析,之间没有明显的联系被确定IL-1α(rs17561 rs1800587),IL-1β(rs1143634 rs2853550),IL-1RN(rs419598 rs315951),il - 4(rs2243248 rs2243250),il - 6(rs1800795 rs1800797),引发(rs2227306 rs4073 rs2227307),il - 10(rs3024496 rs3024491 rs1800871、rs1800872 rs1800896),IL-17A(rs2275913),或IL-17F(rs763780)和药物敏感性PTOM在中国汉族人口(表S3)。

3.3.6。血清il - 6和TNF -α水平在不同基因型的rs16944、rs1143627 rs4251961, rs1800796在病人组

显著差异被确定在不同基因型间血清il - 6水平的中位数rs16944 ( )和rs1143627 ( )(表2)。具体而言,il - 6水平的中位数PTOM AG)患者( )和GG + AG) ( )基因型的rs16944显著高于AA基因型(图2)。同样,中位数il - 6水平的患者CT ( ),TT ( ),和CT + TT ( )基因型的rs1143627在统计学上高于CC基因型(图3)。

虽然没有发现显著差异对血清il - 6和TNF水平——中值αrs4251961不同基因型之间,患者CT基因型有il - 6和TNF -中值相对较低α水平比CC和TT基因型(数字4(一)和4 (b))。关于rs1800796,显著差异只是TNF -中值的确定α不同基因型之间的水平( )(表2)。除了统计TNF -中值高α水平比与CG基因型(CC基因型患者 )(图5),没有发现显著差异的对比另一个不同的基因型,无论是对il - 6和TNF -水平α的水平。

4所示。讨论

本研究的结果表明,在中国这个群体,il - 1βrs16944 rs1143627和基因il - 6基因rs1800796 PTOM与增加的脆弱的感情。rs16944 AG)和GG基因型的人,rs1143627 TT, CG和rs1800796 GG开发PTOM更高的风险。此外,IL-1RN基因rs4251961 PTOM发展风险较低有关,与CT基因型作为一个保护因素。此外,基因型患者rs16944和rs1143627更高的风险开发PTOM也有更高的血清il - 6水平。

如前所述,外部和宿主因素参与PTOM发病机理。外在因素,如损伤类型和程度,骨位置,软组织状况、病原菌种类和毒性,甚至早期治疗策略,直接影响PTOM的发病率。除了外部因素,内在因素也包括PTOM发展。大多数以前的研究调查潜在的宿主因素的角色从生活方式的角度(例如,肥胖,吸烟,酗酒),免疫状态(破坏免疫力或免疫缺陷),系统和局部并发症(如糖尿病、贫血、恶性疾病,静脉瘀血,和慢性淋巴水肿)(3,15,17- - - - - -19]。最近,越来越多的证据表明,遗传素质也参与PTOM发病机理,与单核苷酸多态性的一个重要方面。基于图书馆的角色在炎症反应以及已经建立了证据伊尔基因单核苷酸多态性与不同的炎症性疾病的发展,我们假设之间也可能存在潜在的联系伊尔基因单核苷酸多态性和PTOM发展。我们的研究结果可以概括以下四个方面。

首先,我们发现IL-1β基因rs16944 PTOM发展与风险增加有关,与AG)和GG基因型风险因素。目前的结果与先前的研究[分享两个相似点和不同点8,20.,21]。我们同意前面的结论rs16944 OM是一个风险因素,无论OM病因(创伤、血液播散)和人口(中国、沙特、巴西)。然而,不同基因型分布在不同的调查,这可能是受到OM病因、种族,以及样本的大小。虽然我们之前研究[20.)报道,rs16944 associates风险增加患慢性OM,我们招募患者不同引起的慢性OM(感染创伤和骨科手术后,血液播散,和糖尿病足)。因此,可能存在的风险的偏见。在这项研究中,我们只包括PTOM病人进行分析。我们发现,除了AG基因型,GG PTOM也可能是一个风险因素。非常类似于我们之前的研究中,中位数PTOM AG)患者血清il - 6水平和GG + AG基因型在当前研究中统计上也高于AA基因型。这意味着PTOM rs16944涉及的潜在机制可能部分通过il - 6水平的规定。

第二,我们发现IL-1β基因也rs1143627 associates PTOM易感性升高,TT基因型作为一个风险因素。虽然在前面的研究(20.),我们未能获得任何重要的两者之间的联系,这可能是因为包容的non-PTOM病人。虽然没有统计学差异确定了关于基因型分布,突变等位基因频率,或者两组之间的杂合的模型,他们的值接近0.05,这意味着T突变等位基因可能是一个风险因素和人口与CT基因型可能是开发PTOM风险更高。然而,研究与更大的样本量是保证实现更准确的结论。类似于rs16944,中位数的il - 6水平患者CT, TT,和CT + TT基因型rs1143627明显高于CC基因型,表明rs16944可能类似的机制。

第三,我们发现IL-1RN基因rs4251961与降低开发风险PTOM,用CT基因型作为一个保护因素。众所周知,IL-1RN编码il - 1受体拮抗剂(IL-1ra),一个抑制内源性免疫调节细胞因子il - 1的动作α和il - 1β。IL-1RN基因多态性影响IL-1ra水平,从而可能影响感染的风险。类似于我们的研究中,贝克et al。22)报道,rs4251961的小C等位基因是独立与降低卒中后感染的风险(除了肺炎)。在这里,血清学IL-1ra水平没有检测到,因此,关于IL-ra是否存在显著差异水平在不同rs4251961基因型仍不明朗。然而,我们比较血清il - 6和TNF -αrs4251961不同基因型之间的水平。虽然没有统计学差异,CT基因型患者il - 6和TNF水平相对较低α比CC和TT基因型。潜在机制应该进一步探讨。

第四,我们发现il - 6基因rs1800796 PTOM易感性增加有关,与CC基因型和CG作为风险因素。rs1143627相似,尽管没有基因型分布的统计差异被发现或突变等位基因频率在两组之间,他们的值接近0.05,表明突变等位基因C PTOM可能是一个风险因素。此外,无统计差异被发现不同基因型之间的il - 6水平,这可能是主要是因为太有限的样本大小的GG基因型(3例)。关于TNF -α不同基因型之间的显著差异水平,是PTOM rs1800796的病人。posthoc多重比较的结果显示,只有患者TNF - CC基因型有显著提高α水平比CG基因型。考虑到有限的样本大小GG基因型在这项研究中,对结果应采取谨慎的态度。

先前的研究[23,24)报道,IL-1α(rs1800587),il - 4(rs2243248 rs2243250)il - 6(rs1800795)单核苷酸多态性与药物敏感性OM增加。然而,我们的研究没有发现任何明显的四个单核苷酸多态性和PTOM的风险之间的联系发展,这可能与不同种族之间的不同的研究。此外,我们还没有找到任何明显的联系IL-1α(rs17561),IL-1β(rs1143634 rs2853550),IL-1RN(rs419598 rs315951),il - 6(rs1800797),引发(rs2227306 rs4073 rs2227307),il - 10(rs3024496 rs3024491 rs1800871、rs1800872 rs1800896),IL-17A(rs2275913),或者我L-17F(rs763780)和中国人口发展中PTOM的风险。

在这个中国人群中,所有的四个单核苷酸多态性与重要链接PTOM定位基因的启动子区域的发展,因此,他们可能会改变各自的编码产品的表达水平,后者可能参与PTOM的发病机制。除了PTOM相关发展,这样的单核苷酸多态性可能也影响PTOM治疗的临床疗效。众所周知,骨感染已报告后的感染复发率高达20%到30% (25,26];因此,这样的单核苷酸多态性是否也会影响感染复发的风险需要未来的调查。目前的研究显示,四个伊尔基因单核苷酸多态性可能涉及PTOM发病机制,一个潜在的应用程序使用这些snp提前PTOM开发的风险评价在某些病人。然而,我们相信,在此应用程序的实现之前,应该进行至少两个基本步骤。第一步是扩大样本量来获取更多的确认单核苷酸多态性和PTOM的风险之间的关系的发展。以下步骤进行队列研究,以全面评估PTOM snp的预测值。

目前的研究也有一些局限性。首先,样本规模仍然有限,全基因组关联研究(GWAS)。为了获得更可靠的结果,未来的研究有更大的样本量是必要的。第二,我们没有检测血清il - 1的含量β或IL-1ra,因此,不同基因型的rs16944之间的关系,rs1143627, il - 1β水平,以及不同基因型之间的关联rs4251961和IL-1ra水平,尚不清楚。最后,本研究只是一个初步报告;的详细机制四个snp的发病机理PTOM应该进一步调查。

5。结论

总之,在中国这个群体,IL-1β基因rs16944, rs1143627,il - 6基因rs1800796与风险增加发展中PTOM, GG基因型和AG rs16944, rs1143627 TT, CC和CG rs1800796风险因素。然而,IL-RN基因rs4251961 PTOM敏感性下降有关,CT作为一种保护性因子的基因型。

数据可用性

生成的数据集和/或分析在当前研究并不公开由于尊重和保护病人的隐私,但可从相应的作者以合理的要求。

的利益冲突

作者报告无利益冲突。

作者的贡献

南姜和李Su-yi贡献同样这项工作。

确认

作者要感谢支持资金由中国国家自然科学基金(批准号81802182),广东医学研究基金会(批准号B2019040],南方医科大学科研启动项目(批准号PY2017N011)和总统基金会的南方医科大学南方医院(批准号2017 z007]。

补充材料

表S1: PCR引物,引物的延伸白介素基因多态性。表S2: HWE测试的结果伊尔基因多态性对健康的控制。表S3:比较基因型分布,等位基因频率和遗传模型之间的剩余的20个snp PTOM患者和健康对照组。(补充材料)