基因多态性研究的临床应用及存在的问题
作者：黎磊石
单位：210002 南京军区南京总医院中国人民解放军肾脏病研究所
关键词：
中华医学杂志000901 长期以来，临床上就认识到不同的个体对同一种疾病的易感性存在着差异。而患同一种疾病的患者其临床表现、对治疗的反应及预后在不同个体间也存在着显著的差异。例如，同样是动脉粥样硬化患者发生心脑血管合并症的机会悬殊很大；在糖尿病患者中只有40%左右发生糖尿病肾病；IgA肾病不仅临床表现多样，而且预后相差悬殊。在对药物的治疗反应上，个体之间也存在很大差异。现在已经了解，人类基因多态性(gene polymorphism)在阐明人体对疾病、毒物的易感性与耐受性、疾病临床表现的多样性(clinical phenotype diversity)以及对药物治疗的反应性上都起着重要的作用。
一、研究工作的现状
, 百拇医药
临床上早期有关基因多态性的研究多从HLA基因着手，分析基因型在疾病发生易感性方面的作用，其中有关HLA B27等位基因与强直性脊柱炎发生率之间的密切联系最为人所熟知。1990年，Rigat开展有关血管紧张素转换酶(ACE)基因多态性不同基因型其个体血清ACE活性差异的研究，证实人群中ACE基因DD型者其血清中ACE活性最高，DⅠ型次之，而Ⅱ型最低。这项工作首次从基因水平揭示了人类不同个体间生物活性物质的功能及效应可能存在着差异的本质，从而为探讨基因多态性与疾病不同临床表型之间的联系以及对治疗反应性的影响提供了先例。
近十年来，有关基因多态性在临床医学中的应用已日益广泛，牵涉到各个领域。包括临床医学的各个专业、各类疾病，研究的内容可以区分为下列几个类型。
1.与疾病易感性的联系：例如，凝血因子Ⅴ基因多态性与血栓形成的关系；胰岛素基因多态性与Ⅰ型糖尿病的关系；Ⅰ型胶原α1链基因多态性及维生素D受体基因多态性与骨质疏松的关系；载脂蛋白基因多态性与动脉粥样硬化的关系；雌激素受体基因多态性与乳腺癌及骨质疏松的关系；P53抑癌基因多态性与肿瘤发生及转移的关系；载脂蛋白E与老年痴呆的关系等等。这一系列的工作阐明了人体对疾病、毒物和应激的易感性，不仅为临床医学也为预防医学的发展带来新的领域。
, 百拇医药
2.与临床表型及预后的联系：疾病基因多态性与临床表型多样性的联系近来已受到重视，特别是人类疾病谱在新的世纪里正在发生变化。诸如糖尿病、高血压、动脉粥样硬化、肿瘤、自身免疫病等多基因疾病日益重要。这些疾病的临床表型往往多样化，阐明基因型(genotype)与表型(phenotype)之间的联系在认识疾病的发生机理、预测疾病的转归等方面，无疑会发挥重要的作用。有关这方面的工作正在开展。如本期杂志“基因多态性在肾脏疾病研究中的应用”一文所列举白介素-1受体拮抗剂的基因多态性与IgA肾病表型的联系即属此类。
3.与治疗效果的联系：药物代谢基因多态性可以影响药物的代谢过程及其清除率，从而影响治疗效果。另一方面，致病基因的多态性会使同一疾病不同个体其体内生物活性物质(如ATⅡ)的功能及效应出现差异，导致治疗反应性上的悬殊。例如，高血压患者对血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)的反应可以因为不同的ACE基因类型而有差别。按照基因多态性的特点用药，将会使临床治疗符合个体化的要求。
, 百拇医药
疾病基因多态性研究不但可以揭示同一种疾病不同临床表型的实质，也可以为更具个体化的治疗打下基础。在疾病基因多态性研究的引导下，临床医师将有可能预断不同的个体在同样的致病条件下会出现什么样病理反应和临床表现，也就是不同的临床表型(clinical phenotype)。不论在疾病的预防和治疗上都能争取更具个体化的措施。高血压病的治疗将根据基因多态性的研究选择更具针对性的药物，调整其剂量，而不是不加选择地使用ACEI、钙拮抗剂或交感神经受体阻断剂。合并症的防治也会更个体化，例如，哪些患者应着重防治脑血管合并症，哪些应着重防治心血管合并症，不论治疗或预防工作都会朝着个体化发展，更具针对性。
二、存在的问题及对策
近几年来，国内外有关疾病基因多态性的研究论文大量涌现，取得了不少成绩，但其重要意义、研究策略及未来发展前景，尚未获得广大临床工作者共识。研究工作的重点往往局限于基因多态性与疾病发生的相关性。泛泛地进行频率调查或是简单地了解基因多态性与疾病预后、转归的联系，忽视了疾病基因多态性与临床表型多样性的内在联系。没有把研究重点放在为什么不同的个体在相同的疾病中表现不一样以及为什么不同的个体对相应的治疗药物会有不同的反应等深层次的原因上。当然，要回答这些问题远比简单地了解某种基因多态性与疾病易感性的关系要复杂得多。它不仅需要有分子遗传学的知识，还要有深厚的临床医学基础。在熟知某一种临床疾病其表型多样化的基础上，需要精确分析其病理生理上的特点，选择合适的候选基因，进一步调查不同基因多态性与不同临床表型之间的内在联系。在得到初步线索后，还要进一步从基因多态性所带来的该基因功能上的差异加以论证。只有确定能对病理生理状态施加影响，才可建立此项基因多态性与不同临床表型之间的联系。因此，疾病基因多态性的研究不仅需要精密的分子生物学技术，更重要的是要有深入的临床分析及缜密的思考探索，才能揭开疾病本质的真面目。目前，国内外不少研究者对同一种疾病(如心血管疾病或肾炎)及同一种候选基因(如ACE)进行的基因多态性分析，尽管所用的方法学基本相同，但结论可以完全不一样。除开样本数量的因素可能影响其结果以外，更多的是由于未能认识疾病多样表型的重要意义。尽管不同作者所观察的是同一种疾病，但各自系列中所包括的表型种类分布未必相同，因此，结论可以完全相反。
, http://www.100md.com
回顾过去几年来我们在基因多态性临床应用中的一些体会结合文献经验，我们认为在实际研究工作中应注意以下几个问题：
1.候选基因的选择要有明确的病理生理学基础：研究某种疾病基因多态性与其发病及临床表型的联系，所选择候选基因的基因产物在该病发病机制中所起的作用应该得到肯定。如GLUT1基因多态性与糖尿病肾病的研究和IL-Ira基因多态性与IgA肾病的研究，ACE基因型与冠心病的研究等。
2.候选基因多态性对其所编码的蛋白质具有功能影响：一个基因序列中往往有多个多态性位点，但并不是所有的多态性位点都会对该基因其所编码的蛋白质产生影响，也不是所有对基因产物有影响的多态性位点都位于基因的编码区。应该选择那些能对其编码的蛋白质产生有影响的基因多态性位点(perverse polymorphism)进行研究，使这类研究得到深化，并为特异性干预治疗奠定基础。
3.不同基因型的分布与相应临床表型之间有一定的联系：以往基因多态性研究常局限于将某一疾病患者作为一个群体与正常人进行比较，根据候选基因不同的等位基因在上述两个人群中的分布特点来判断其在疾病发生中的作用。这种研究模型是不完全的。应该分析不同基因型在同一类疾病不同亚临床表型者之间的差异，进而阐明疾病临床表型多样性的本质，为临床个体化治疗提供依据。
, 百拇医药
4.对于多基因病，应根据疾病病理生理学改变，选择多个候选基因客观地从不同的侧面进行分析，做到逐一剖解，整体分析，既搞清某一基因多态性的作用，也要对不同候选基因之间的相互作用整体影响进行分析。
5.研究的样本要足够大，具有充分的代表性，符合遗传学研究中的统计要求。
6.当临床病例调查从发生频率及功能研究上均能确定某一候选基因多态性与疾病的表型预后及疗效有肯定的联系后，应进行“复核验证”。即根据初步研究中所得出的结论在临床“散发”病例的观察中进行验证。明确前面所得到的假设是否可靠。
7.疾病基因多态性的研究最好是由从事基础与临床的研究者进行跨学科的合作，才能事半功倍。
三、展望
基因多态性研究为我们探索疾病临床表型多样化产生的本质、发展更具个体化的临床治疗措施开辟了一个全新的领域。在今天人类基因结构和功能的研究成果日新月异的形势下，对多基因参与的一些常见病，通过候选基因来剖解疾病的发病机制，是未来临床研究中的一个重要方向，也是目前将人类基因结构性研究成果应用于临床医学的一个较现实的途径。从临床观察出发，把握基因多态性研究与临床应用的结合点和正确的研究策略将进一步提高我们对疾病规律的认识和诊治水平。这类研究将成为21世纪临床医学研究的一个重要领域。当然，目前我们还处在起步阶段，前面还有一段很长的路要走。
(收稿日期：2000-05-08), 百拇医药
单位：210002 南京军区南京总医院中国人民解放军肾脏病研究所
关键词：
中华医学杂志000901 长期以来，临床上就认识到不同的个体对同一种疾病的易感性存在着差异。而患同一种疾病的患者其临床表现、对治疗的反应及预后在不同个体间也存在着显著的差异。例如，同样是动脉粥样硬化患者发生心脑血管合并症的机会悬殊很大；在糖尿病患者中只有40%左右发生糖尿病肾病；IgA肾病不仅临床表现多样，而且预后相差悬殊。在对药物的治疗反应上，个体之间也存在很大差异。现在已经了解，人类基因多态性(gene polymorphism)在阐明人体对疾病、毒物的易感性与耐受性、疾病临床表现的多样性(clinical phenotype diversity)以及对药物治疗的反应性上都起着重要的作用。
一、研究工作的现状
, 百拇医药
临床上早期有关基因多态性的研究多从HLA基因着手，分析基因型在疾病发生易感性方面的作用，其中有关HLA B27等位基因与强直性脊柱炎发生率之间的密切联系最为人所熟知。1990年，Rigat开展有关血管紧张素转换酶(ACE)基因多态性不同基因型其个体血清ACE活性差异的研究，证实人群中ACE基因DD型者其血清中ACE活性最高，DⅠ型次之，而Ⅱ型最低。这项工作首次从基因水平揭示了人类不同个体间生物活性物质的功能及效应可能存在着差异的本质，从而为探讨基因多态性与疾病不同临床表型之间的联系以及对治疗反应性的影响提供了先例。
近十年来，有关基因多态性在临床医学中的应用已日益广泛，牵涉到各个领域。包括临床医学的各个专业、各类疾病，研究的内容可以区分为下列几个类型。
1.与疾病易感性的联系：例如，凝血因子Ⅴ基因多态性与血栓形成的关系；胰岛素基因多态性与Ⅰ型糖尿病的关系；Ⅰ型胶原α1链基因多态性及维生素D受体基因多态性与骨质疏松的关系；载脂蛋白基因多态性与动脉粥样硬化的关系；雌激素受体基因多态性与乳腺癌及骨质疏松的关系；P53抑癌基因多态性与肿瘤发生及转移的关系；载脂蛋白E与老年痴呆的关系等等。这一系列的工作阐明了人体对疾病、毒物和应激的易感性，不仅为临床医学也为预防医学的发展带来新的领域。
, 百拇医药
2.与临床表型及预后的联系：疾病基因多态性与临床表型多样性的联系近来已受到重视，特别是人类疾病谱在新的世纪里正在发生变化。诸如糖尿病、高血压、动脉粥样硬化、肿瘤、自身免疫病等多基因疾病日益重要。这些疾病的临床表型往往多样化，阐明基因型(genotype)与表型(phenotype)之间的联系在认识疾病的发生机理、预测疾病的转归等方面，无疑会发挥重要的作用。有关这方面的工作正在开展。如本期杂志“基因多态性在肾脏疾病研究中的应用”一文所列举白介素-1受体拮抗剂的基因多态性与IgA肾病表型的联系即属此类。
3.与治疗效果的联系：药物代谢基因多态性可以影响药物的代谢过程及其清除率，从而影响治疗效果。另一方面，致病基因的多态性会使同一疾病不同个体其体内生物活性物质(如ATⅡ)的功能及效应出现差异，导致治疗反应性上的悬殊。例如，高血压患者对血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)的反应可以因为不同的ACE基因类型而有差别。按照基因多态性的特点用药，将会使临床治疗符合个体化的要求。
, 百拇医药
疾病基因多态性研究不但可以揭示同一种疾病不同临床表型的实质，也可以为更具个体化的治疗打下基础。在疾病基因多态性研究的引导下，临床医师将有可能预断不同的个体在同样的致病条件下会出现什么样病理反应和临床表现，也就是不同的临床表型(clinical phenotype)。不论在疾病的预防和治疗上都能争取更具个体化的措施。高血压病的治疗将根据基因多态性的研究选择更具针对性的药物，调整其剂量，而不是不加选择地使用ACEI、钙拮抗剂或交感神经受体阻断剂。合并症的防治也会更个体化，例如，哪些患者应着重防治脑血管合并症，哪些应着重防治心血管合并症，不论治疗或预防工作都会朝着个体化发展，更具针对性。
二、存在的问题及对策
近几年来，国内外有关疾病基因多态性的研究论文大量涌现，取得了不少成绩，但其重要意义、研究策略及未来发展前景，尚未获得广大临床工作者共识。研究工作的重点往往局限于基因多态性与疾病发生的相关性。泛泛地进行频率调查或是简单地了解基因多态性与疾病预后、转归的联系，忽视了疾病基因多态性与临床表型多样性的内在联系。没有把研究重点放在为什么不同的个体在相同的疾病中表现不一样以及为什么不同的个体对相应的治疗药物会有不同的反应等深层次的原因上。当然，要回答这些问题远比简单地了解某种基因多态性与疾病易感性的关系要复杂得多。它不仅需要有分子遗传学的知识，还要有深厚的临床医学基础。在熟知某一种临床疾病其表型多样化的基础上，需要精确分析其病理生理上的特点，选择合适的候选基因，进一步调查不同基因多态性与不同临床表型之间的内在联系。在得到初步线索后，还要进一步从基因多态性所带来的该基因功能上的差异加以论证。只有确定能对病理生理状态施加影响，才可建立此项基因多态性与不同临床表型之间的联系。因此，疾病基因多态性的研究不仅需要精密的分子生物学技术，更重要的是要有深入的临床分析及缜密的思考探索，才能揭开疾病本质的真面目。目前，国内外不少研究者对同一种疾病(如心血管疾病或肾炎)及同一种候选基因(如ACE)进行的基因多态性分析，尽管所用的方法学基本相同，但结论可以完全不一样。除开样本数量的因素可能影响其结果以外，更多的是由于未能认识疾病多样表型的重要意义。尽管不同作者所观察的是同一种疾病，但各自系列中所包括的表型种类分布未必相同，因此，结论可以完全相反。
, http://www.100md.com
回顾过去几年来我们在基因多态性临床应用中的一些体会结合文献经验，我们认为在实际研究工作中应注意以下几个问题：
1.候选基因的选择要有明确的病理生理学基础：研究某种疾病基因多态性与其发病及临床表型的联系，所选择候选基因的基因产物在该病发病机制中所起的作用应该得到肯定。如GLUT1基因多态性与糖尿病肾病的研究和IL-Ira基因多态性与IgA肾病的研究，ACE基因型与冠心病的研究等。
2.候选基因多态性对其所编码的蛋白质具有功能影响：一个基因序列中往往有多个多态性位点，但并不是所有的多态性位点都会对该基因其所编码的蛋白质产生影响，也不是所有对基因产物有影响的多态性位点都位于基因的编码区。应该选择那些能对其编码的蛋白质产生有影响的基因多态性位点(perverse polymorphism)进行研究，使这类研究得到深化，并为特异性干预治疗奠定基础。
3.不同基因型的分布与相应临床表型之间有一定的联系：以往基因多态性研究常局限于将某一疾病患者作为一个群体与正常人进行比较，根据候选基因不同的等位基因在上述两个人群中的分布特点来判断其在疾病发生中的作用。这种研究模型是不完全的。应该分析不同基因型在同一类疾病不同亚临床表型者之间的差异，进而阐明疾病临床表型多样性的本质，为临床个体化治疗提供依据。
, 百拇医药
4.对于多基因病，应根据疾病病理生理学改变，选择多个候选基因客观地从不同的侧面进行分析，做到逐一剖解，整体分析，既搞清某一基因多态性的作用，也要对不同候选基因之间的相互作用整体影响进行分析。
5.研究的样本要足够大，具有充分的代表性，符合遗传学研究中的统计要求。
6.当临床病例调查从发生频率及功能研究上均能确定某一候选基因多态性与疾病的表型预后及疗效有肯定的联系后，应进行“复核验证”。即根据初步研究中所得出的结论在临床“散发”病例的观察中进行验证。明确前面所得到的假设是否可靠。
7.疾病基因多态性的研究最好是由从事基础与临床的研究者进行跨学科的合作，才能事半功倍。
三、展望
基因多态性研究为我们探索疾病临床表型多样化产生的本质、发展更具个体化的临床治疗措施开辟了一个全新的领域。在今天人类基因结构和功能的研究成果日新月异的形势下，对多基因参与的一些常见病，通过候选基因来剖解疾病的发病机制，是未来临床研究中的一个重要方向，也是目前将人类基因结构性研究成果应用于临床医学的一个较现实的途径。从临床观察出发，把握基因多态性研究与临床应用的结合点和正确的研究策略将进一步提高我们对疾病规律的认识和诊治水平。这类研究将成为21世纪临床医学研究的一个重要领域。当然，目前我们还处在起步阶段，前面还有一段很长的路要走。
(收稿日期：2000-05-08), 百拇医药