以醫(yī)院為基礎(chǔ)的系統(tǒng)性紅斑狼瘡病例時空分布及相關(guān)氣候因素研究.pdf

1、背景：
　　系統(tǒng)性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus, SLE）是自身免疫性疾病的典型，以體內(nèi)T、B細胞異?；罨?，炎性因子異常導致免疫系統(tǒng)紊亂，免疫復合物沉積以及大量自身抗體的產(chǎn)生為主要特征。可以造成包括皮膚、粘膜、血液、腎臟、腦、關(guān)節(jié)等多個系統(tǒng)、多個器官的損傷。繼乳腺癌之后，SLE已然成為又一個威脅我國女性健康的重要公共衛(wèi)生問題。雖然眾多學者對SLE做了大量的科學研究，但其發(fā)病機制及疾病活動的誘因

2、目前尚未明確，普遍的觀點認為 SLE是遺傳、環(huán)境、社會心理及行為方式等多因素綜合作用所致的一種多基因遺傳病。其中遺傳因素為SLE的發(fā)病提供了遺傳上的易感性，是SLE發(fā)生的根本內(nèi)因，而環(huán)境因素則是促發(fā)SLE的外因，兩者的共同作用導致SLE的發(fā)生發(fā)展。隨著功能候選基因和全基因組關(guān)聯(lián)研究（Genome-Wide Association Studies，GWAS）相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾十個新的SLE遺傳易感基因。但是 SLE的遺傳度僅

3、為40％~60%，即使是在相同的遺傳背景下， SLE的病例分布仍然存在明顯的國家和地區(qū)差異。以往的流行病學研究表明，SLE在非洲并不常見，但是生長在歐洲或美國的非裔黑人，其 SLE患病率高達207/10萬，顯著高于白人?？傮w來看，世界 SLE的患病率大約為17/10萬～48/10萬，美國大約為15/10萬～50/10萬，歐洲大約為20/10萬～40/10萬，低于美國。關(guān)于亞洲人 SLE的流行情況的報道結(jié)果差異也比較大，患病率約為30/1

4、0萬～100/10萬，與美國人相近，高于歐洲人。這些研究結(jié)果提示我們，除了遺傳因素外，必然存在某些環(huán)境因素影響SLE病例在國家和地區(qū)間的分布。
　　氣候因子，作為地理環(huán)境的重要組成部分已被證實在諸如類風濕性關(guān)節(jié)炎以及銀屑病等自身免疫性疾病中起重要作用，氣溫、氣壓、紫外線等氣候因素可以通過影響炎癥介質(zhì)來影響疾病過程。而紫外線作為一個重要的氣候因素，一直被認為是誘發(fā)狼瘡的主要環(huán)境因素之一，依此推測，紫外線最強的夏、秋季是狼瘡的高發(fā)季節(jié)

5、。然而也有研究指出SLE疾病活動存在“反季節(jié)性”現(xiàn)象,冬春交界因狼瘡活動而住院的SLE患者數(shù)最多；而夏秋交界因狼瘡活動而住院的SLE患者數(shù)較少，并與氣溫等氣候因素相關(guān)。因而，進一步分析SLE的“時空分布模式”有利于發(fā)現(xiàn)影響SLE發(fā)生發(fā)展的氣候因子，從而針對易感人群科學制定“季節(jié)性”的診療方案。此外，由于SLE是在一定的遺傳背景上，在各種環(huán)境因素綜合作用下所導致的一種多基因遺傳病，即使在相同的氣候環(huán)境下SLE患者的臨床表現(xiàn)也各不相同。因此

6、，在研究氣候因素對SLE時空分布的影響時，我們還應該考慮遺傳因素這個SLE發(fā)生的根本內(nèi)因在疾病進程中的作用。國內(nèi)外多項研究通過計算貝葉斯因子或Spearman相關(guān)系數(shù)發(fā)現(xiàn)了多個與溫度、緯度等氣候變量強相關(guān)的基因多態(tài)性位點，其中包括多個被證實參與了免疫應答的基因多態(tài)性位點，氣候變量可以通過改變這些位點的等位基因頻率分布從而影響其在疾病進程中的作用。例如，緯度可以影響TP53基因多態(tài)性位點rs1042522風險等位基因C在癌癥患者中的分布；

7、同樣的與夏季相對濕度具有強相關(guān)性的基因 PTGER4的多態(tài)性位點rs4613763與克羅恩病相關(guān)。尤其是與夏季太陽輻射具有強相關(guān)性的基因PCDH18上游啟動子區(qū)域的多態(tài)性位點 rs2313132以及與相對濕度具有強相關(guān)性的基因HLA-DQA1的第一內(nèi)含子區(qū)域的一個多態(tài)性位點rs2187668被證實與SLE遺傳易感性相關(guān)。
　　以上研究表明，遺傳突變以及氣候因子在SLE的發(fā)生發(fā)展中可能起重要作用。SLE病例分布可能存在顯著的時空分布

8、特征，而氣候因子可能在這種時空分布中起重要作用。本研究擬通過收集整理安徽省兩所大型三甲醫(yī)院（安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院、安徽省立醫(yī)院）不同年限跨度的SLE病例資料和安徽省不同年限跨度的氣象數(shù)據(jù)，探索SLE病例分布的時空特征以及在此過程中氣候因子的作用。同時采用病例對照研究，利用Sequenom MassArray? SNP檢測技術(shù)，檢測SLE患者和正常對照間、不同地貌單元SLE患者組間以及不同臨床癥狀SLE患者組間與氣候變量具有強相關(guān)性的

9、基因 PCDH18、TP53、HLA-C以及 TLR6的SNPs rs2313132、rs1042522、rs10484554和rs5743810等位基因型和基因型頻率的分布差異以探討氣候因素與SLE遺傳易感性的關(guān)聯(lián)。本課題的完成將有助于發(fā)現(xiàn)SLE病例的時空分布特征，發(fā)現(xiàn)影響SLE的氣候變量并揭示遺傳突變在這一過程中的作用，從而進一步揭示SLE的發(fā)病機制，為制定SLE新的診療方案提供科學依據(jù)。
　　目的：
　　通過整理分析兩

10、所醫(yī)院SLE病例的時間和空間分布，探索SLE的時空分布特征。通過廣義相加模型與多元逐步回歸分析發(fā)現(xiàn)與SLE相關(guān)的氣候危險因素。比較與氣候因素具有強相關(guān)性的基因 PCDH18、TP53、HLA-C以及 TLR6的SNPs rs2313132、rs1042522、rs10484554和rs5743810在SLE患者和正常對照之間、不同臨床表現(xiàn)SLE患者組間以及不同地貌單元SLE患者組間（淮河中游平原、江淮丘陵臺地、沿江平原、皖南丘陵山地、皖

11、西丘陵山地）等位基因和基因型頻率分布差異，結(jié)合地形地貌探討氣候因子與系統(tǒng)性紅斑狼瘡遺傳易感性以及臨床癥狀的關(guān)聯(lián)。從而針對易感人群制定“季節(jié)性”的診療方案，指導SLE患者及時應對各種不良氣候因子可能帶來的損傷。
　　方法：
　　分三階段進行研究。第一階段，分析安徽省立醫(yī)院、安醫(yī)附院SLE病例的時空分布。收集安徽醫(yī)科大學附屬省立醫(yī)院風濕免疫科和安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院風濕免疫科2000-2012年間首次發(fā)病時間、居住地址以及居住

12、地地形明確的SLE病例資料共計3365例（確定入選SLE病例的首次發(fā)病時間，作為新發(fā)病例進入統(tǒng)計分析，每個病人只計算一次，避免重復計數(shù)）。獲取安徽省1:25萬數(shù)字地圖，以縣為單位，應用Epi Info2002軟件建立2000-2012年來源于兩所醫(yī)院SLE病例的地理信息數(shù)據(jù)庫；按照地形地貌，對五個地貌單元（淮北平原、江淮波狀平原、沿江丘陵平原、皖南丘陵山地、皖西丘陵山地）來源于兩所醫(yī)院的SLE累計病例數(shù)進行統(tǒng)計分析，應用SPSS11.0

13、軟件中的單因素方差分析比較不同地貌單元累計SLE病例數(shù)的差異是否具有統(tǒng)計學意義以及 SLE的病例分布是否存在空間聚集性；分別以年、月為單位，整理兩所醫(yī)院2000-2012年SLE每年、每月的新發(fā)病例人數(shù)，應用SPSS11.0軟件中的單因素方差分析統(tǒng)計不同季節(jié)來源于兩所醫(yī)院的SLE新發(fā)病例數(shù)差異是否具有統(tǒng)計學意義，SLE的病例分布是否存在明顯的“季節(jié)性分布模式”。
　　第二階段，分析氣候變量與SLE的相關(guān)性。通過中國氣象科學數(shù)據(jù)共享

14、服務(wù)網(wǎng)（http://cdc.cma.gov.cn/）獲得安徽省2000-2012氣候資料的年值、月值數(shù)據(jù)集，應用SPSS11.0軟件做年氣候變量與兩所醫(yī)院年新發(fā)SLE病例數(shù)的散點圖，應用R軟件做月氣候變量與兩所醫(yī)院月新發(fā)SLE病例數(shù)的時間序列分布圖，利用R軟件廣義相加模型做月氣候變量與月新發(fā)SLE病例數(shù)的指數(shù)平滑圖。應用SPSS11.0軟件回歸分析中的多重共線性診斷方法診斷各氣候因素是否存在多重共線性，若各氣候變量存在多重共線性則利用

15、主成分分析方法提取主要氣候信息，用提取出的氣候因子主成分代替原始氣候變量。應用SPSS11.0軟件中的多元逐步回歸分析建立氣候變量與新發(fā)SLE病例數(shù)的多元回歸方程。
　　第三階段，分析與氣候變量具有強相關(guān)性基因的SNPs對SLE疾病易感性及其臨床表現(xiàn)的影響。收集的1470例SLE病例血液樣本來源于安徽醫(yī)科大學附屬省立醫(yī)院風濕免疫科和安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院風濕免疫科的門診和住院患者，所有的患者均符合1997年美國風濕病學會修訂的S

16、LE分類標準并由兩名副主任以上級別的?？漆t(yī)生確診。收集的2283例對照為不具備SLE診斷標準中的任何一條、本人及其直系親屬無罹患自身免疫性疾病史、被調(diào)查前一個月內(nèi)身體健康，未使用激素和免疫抑制劑等藥物以及無重大疾病史的健康志愿者。在獲取研究對象知情同意后，采用課題組自行設(shè)計的問卷進行調(diào)查，同時抽取5ml外周靜脈血，提取基因組 DNA。利用 Sequenom MassArray? SNP技術(shù)檢測研究對象 PCDH18、TP53、HLA-C

17、以及 TLR6基因的多態(tài)性位點 rs2313132、rs1042522、rs10484554和rs5743810基因型和等位基因頻率分布。采用Epi Data3.0以及Epi info2002軟件雙重錄入并檢錯建立數(shù)據(jù)庫；統(tǒng)計分析采用SPSS11.0軟件，符合正態(tài)分布的定量資料采用均數(shù)±標準差表示，χ2檢驗用于計數(shù)資料的分析，t檢驗用于兩組間計量資料的分析，Logistic回歸分析用于計算校正性別、年齡等因素后的OR值和P值；哈迪-溫伯

18、格平衡（Hardy-Weinberg equilibrium, HWE）的計算采用 Stata10.0軟件，檢驗水準?α=0.05。
　　結(jié)果：
　　第一階段納入3365例SLE患者病例資料進行兩所醫(yī)院SLE病例的時間分布分析。在進行SLE病例的空間分布統(tǒng)計分析時，考慮到兩所醫(yī)院均坐落于合肥市，兩所醫(yī)院來自于合肥地區(qū)的患者數(shù)目相對較高，納入該地區(qū)的SLE病例會影響SLE病例空間聚集性的分析，故刪除合肥市及三縣一郊的SLE病例

19、共911例。
　　(1)兩所醫(yī)院2000-2012年SLE病例共計3365例，年新發(fā)SLE病例數(shù)整體上呈上升趨勢，單因素方差分析并未發(fā)現(xiàn)兩所醫(yī)院的SLE病例分布存在明顯的季節(jié)模式，但每年的6、7月新發(fā)SLE病例較多。
　　(2)除合肥市及三縣一郊外，來源于兩所醫(yī)院的2454例SLE病例分布在全省的68個地市。按照地貌單元應用SPSS11.0單因素方差分析發(fā)現(xiàn)，不同地貌單元的累計SLE病例數(shù)差異具有統(tǒng)計學意義(F=6.428,

20、 p<0.000)，兩所醫(yī)院的SLE病例具有顯著的空間聚集性，病例主要集中在安徽省中部平原和西部丘陵山地。
　　第二階段納入3365例SLE患者進行SLE與氣候變量的相關(guān)性分析。按照中國氣象數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)對安徽省氣候數(shù)據(jù)的監(jiān)測數(shù)值，納入的氣候變量有平均風速、最大風速、極大風速、日照時數(shù)、日照百分率、平均氣壓、極端最高氣壓、極端最低氣壓、平均氣溫、平均氣溫距平、平均最高氣溫、平均最低氣溫、極端最高氣溫、極端最低氣溫、平均相對濕度、最

21、小相對濕度、降水量以及降水距平百分率。
　　(1)年氣候變量與兩所醫(yī)院的年新發(fā) SLE病例數(shù)散點圖(R2=0.903)以及 Spearman相關(guān)分析（rs=-0.839, p<0.01）表明年平均風速可能與兩所醫(yī)院的年新發(fā)SLE病例數(shù)線性相關(guān)。
　　(2)多重共線性診斷表明年氣候變量間存在多重共線性。對年氣候變量的主成分分析提取了四個主成分，累計貢獻率79.798%。其中第一主成分反應了年平均氣壓、年平均氣溫、年平均最高氣溫

22、、年平均最低氣溫、年平均氣溫距平、年平均相對濕度、年最小相對濕度、年最大風速、年極大風速，主要反映的是氣壓、氣溫、濕度信息；第二主成分主要反映了年降水量、年日照時數(shù)、年日照時數(shù)百分率，主要反映的是日照和降水信息；第三主成分主要反映了年極端最高氣壓、年極端最高氣溫、年極端最低氣溫，主要反映的是極端氣壓、氣溫信息，第四主成分主要反映了年極端最低氣壓、年平均風速，主要反映的是風速信息。
　　(3)多元逐步回歸分析表明年氣候變量的第一主成

23、分（主要反映的是氣壓、氣溫、濕度信息）（p<0.05）、第四主成分（主要反映的是風速信息）（p<0.01）與兩所醫(yī)院的年新發(fā)SLE病例數(shù)的對數(shù)值負相關(guān)，建立年氣候變量主成分與兩所醫(yī)院的年新發(fā)SLE病例數(shù)的回歸方程為：Log(number ofyearly SLE patients)=2.371-0.165 Component4-0.096 Component1。
　　(4)月氣候變量與兩所醫(yī)院的月新發(fā) SLE病例數(shù)的時間序列分布圖

24、表明風速、氣壓、相對濕度可能與兩所醫(yī)院的月新發(fā)SLE病例數(shù)負相關(guān)；氣溫、降水量可能與兩所醫(yī)院的月新發(fā)SLE病例數(shù)正相關(guān)。
　　(5)月氣候變量與兩所醫(yī)院的月新發(fā) SLE病例數(shù)的指數(shù)平滑圖表明溫度與兩所醫(yī)院的月新發(fā)SLE病例數(shù)之間呈現(xiàn)非線性關(guān)聯(lián)，溫度超過20℃時，SLE發(fā)病的風險開始增加較快，到約27℃時達到最高點，隨后下降；平均風速與兩所醫(yī)院的月新發(fā)SLE病例數(shù)之間呈現(xiàn)非線性關(guān)聯(lián)，風速超過2.2米/秒時，SLE發(fā)病的風險開始快速減

25、少；降水與兩所醫(yī)院的月新發(fā)SLE病例數(shù)之間呈現(xiàn)非線性關(guān)聯(lián)，降水超過150毫米時，SLE發(fā)病的風險開始增加較快，到200毫米時打到最高點，隨后下降；氣壓與兩所醫(yī)院的月新發(fā)SLE病例數(shù)之間呈現(xiàn)非線性關(guān)聯(lián)，氣壓超過1010百帕時， SLE發(fā)病的風險開始快速增加。
　　(6)多重共線性診斷表明月氣候變量間存在多重共線性。對月平均氣候變量的主成分分析提取了三個主成分，累計貢獻率為78.46%。其中第一主成分反應了月平均氣壓、月極端最高氣壓、

26、月極端最低氣壓、月平均氣溫、月平均最高氣溫、月平均最低氣溫、月極端最高氣溫、月極端最低氣溫、月降水量，主要反映的是氣壓、氣溫、降水量信息；第二主成分主要反映了月日照時數(shù)、月日照時數(shù)百分率、月平均相對濕度、月最小相對濕度，主要反映的是日照和濕度信息；第三主成分主要反映了月平均風速、月最大風速、月極大風速，主要反映的是風速信息。
　　(7)多元逐步回歸分析表明月氣候變量主成分三（主要反映的是風速信息）（p<0.01）與兩所醫(yī)院的月新發(fā)

27、 SLE病例數(shù)的對數(shù)值負相關(guān)，月氣候變量主成分一（要反映的是氣壓、氣溫、降水量信息）（p<0.01）與兩所醫(yī)院的月新發(fā)SLE病例數(shù)的對數(shù)值正相關(guān)。建立年氣候變量主成分與兩所醫(yī)院的月新發(fā)SLE病例數(shù)的回歸方程為：Log(number of monthly SLE patients)=21.548-4.377 Componen3+3.647 Component1。
　　第三階段納入1470例 SLE患者、2283例健康對照。利用 Se

28、quenom MassArray? SNP技術(shù)檢測研究對象中與氣候變量具有強相關(guān)性的基因PCDH18、TP53、HLA-C以及TLR6的SNPs rs2313132、rs1042522、rs10484554和rs5743810基因型以及等位基因頻率。
　　(1) HWE檢驗
　　4個SNP位點rs2313132、rs1042522、rs10484554和rs5743810在SLE病例、對照組中均已達到遺傳平衡(rs23131

29、32: x2=0.021, p=0.8851; rs1042522:x2=0.198, p=0.6567; rs10484554: x2=0.366, p=0.5454; rs5743810: x2=0.013, p=0.9081)
　　(2)與氣候變量具有強相關(guān)性基因的單核苷酸多態(tài)性與SLE遺傳易感性的關(guān)聯(lián)
　　a) PCDH18基因rs2313132位點GG、AG和AA三種基因型頻率在1470例SLE患者組中分別為1例（

30、0.07%）、106例（7.21%）和1363例（92.72%），在2283例對照組中分別為2例（0.09%）、138例（6.04%）和2143例（93.87%），該位點的等位基因和基因型頻率在病例組和對照組中差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；
　　b) HLA-C基因rs10484554位點TT、CT、CC三種基因型頻率在1470例SLE患者組中分別為22例（1.50%）、290例（19.73%）和1158例（78.77%），

31、在2283例對照組中分別為31例（1.36%）、445例（19.49%）和1807例（79.15%），該位點的等位基因和基因型頻率在病例組和對照組中差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；
　　c) TLR6基因rs5743810位點CT、CC兩種基因型頻率在1470例SLE患者組中分別為8例（0.54%）和1462例（99.46%），在2283例對照組中分別為11例（0.48%）和2272例（99.52%），該位點的等位基因和基因型

32、頻率在病例組和對照組中差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；
　　d) TP53基因rs1042522位點CC、GC、GG三種基因型頻率在1470例SLE患者組中分別為269例（18.30%）、694例（47.21%）和507例（34.49%），在2283例對照組中分別為465例（20.37%）、1119例（49.01%）和699例（30.62%），病例組與對照組等位基因和基因型頻率差異均有統(tǒng)計學意義（C vs. G：P=0.01，

33、OR=0.89，95%CI：0.81~0.97；CC vs. GG：P=0.02，OR=0.80，95%CI：0.66~0.96；GC vs. GG： P=0.04，OR=0.86，95%CI：0.74~0.99）。
　　(3)與氣候變量具有強相關(guān)性基因的單核苷酸多態(tài)性與SLE患者臨床癥狀的關(guān)系a) PCDH18基因rs2313132位點與SLE臨床癥狀的白細胞降低（G vs. A：P=0.03，OR=1.65，95%CI：1.0

34、4~2.63；AG vs. AA：P=0.02，OR=1.78，95%CI：1.10~2.86）有關(guān)，與其他臨床癥狀均無關(guān)；
　　b) TP53基因rs1042522位點與SLE臨床癥狀的盤狀紅斑（C vs. G： P=0.04，OR=1.25，95%CI：1.00~1.55；CC vs. GG：P=0.04，OR=1.54，95%CI：1.01~2.36）有關(guān)，與其他臨床癥狀均無關(guān)；
　　c) HLA-C基因 rs1048

35、4554位點與SLE臨床癥狀的白細胞降低（TT vs. CC：P=0.03，OR=2.77，95%CI：1.11~6.89）、脫發(fā)（TT vs. CC：P=0.04，OR=2.46，95%CI：1.05~5.74）和發(fā)熱（T vs. C： P<0.00，OR=1.51，95%CI：1.17~1.95；TT vs. CC： P<0.00，OR=3.97，95%CI：1.70~9.27）有關(guān)，與其他臨床癥狀均無關(guān)；
　　d) TLR6

36、基因 rs5743810位點與SLE臨床癥狀的心包炎（T vs. C： P=0.04，OR=8.09，95%CI：1.62~40.53；CT vs. CC： P=0.01， OR=8.26，95%CI：1.62~41.60）、口腔潰瘍（T vs. C： P=0.01，OR=7.33，95%CI：1.44~25.41；TT vs. CC：P=0.01，OR=7.39，95%CI：1.44~25.80）和光敏感（T vs. C：P=0.03

37、， OR=6.04，95%CI：1.44~25.41；TT vs. CC： P=0.01， OR=6.10，95%CI：1.44~25.80）有關(guān)，與其他臨床癥狀均無關(guān)。
　　(4)與氣候變量具有強相關(guān)性基因的SNPs位點等位基因和基因型在不同地貌單元SLE患者中的分布差異
　　PCDH18基因rs2313132位點（x2=17.58，P=0.025）、HLA-C基因rs10484554位點（x2=17.49，P=0.025

38、）和TLR6基因rs5743810位點（x2=3116.75，P<0.000）在不同地貌 SLE患者中的分布差異具有統(tǒng)計學意義；TP53基因的位點 rs1042522（x2=4.83，P=0.776）在不同地貌SLE患者中的分布差異不具有統(tǒng)計學意義；
　　結(jié)論：
　　1.未發(fā)現(xiàn)來源于兩所醫(yī)院的SLE病例分布存在明顯的季節(jié)模式，但每年的6、7月新發(fā)SLE病例較多。五個地貌單元間的累計SLE病例數(shù)差異具有統(tǒng)計學意義，兩所醫(yī)院的S

39、LE病例具有顯著的空間聚集性，病例主要集中在安徽省中部平原和西部丘陵山地。影響SLE的主要氣候因素有氣壓、氣溫、降水量和風速。
　　2.與冬季最小溫度、緯度、夏季短波輻射具有強相關(guān)性的基因TP53的多態(tài)性位點rs1042522與中國人群SLE的遺傳易感性相關(guān)
　　3.與夏季太陽輻射具有強相關(guān)性的基因PCDH18基因rs2313132位點與SLE臨床癥狀的白細胞降低相關(guān)；與冬季最小溫度、緯度、夏季短波輻射具有強相關(guān)性的基因TP

40、53基因rs1042522位點與SLE臨床癥狀的盤狀紅斑相關(guān)；與夏季相對濕度具有強相關(guān)性的基因HLA-C基因rs10484554位點與SLE臨床癥狀的白細胞降低、脫發(fā)和發(fā)熱相關(guān)；與冬季太陽輻射具有強相關(guān)性的基因TLR6基因rs5743810位點與SLE臨床癥狀的心包炎、口腔潰瘍和光敏感相關(guān)。
　　4. PCDH18基因rs2313132位點、HLA-C基因rs10484554位點和TLR6基因rs5743810位點在不同地貌SLE