PAPPA2基因多態(tài)性與發(fā)育性髖脫位遺傳易感性關(guān)聯(lián)研究及髖脫位3D-CT影像學(xué)研究.pdf

1、前言：
　　 發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位(Developmentaldislocationofthehip,DDH)是小兒骨科最常見的、嚴(yán)重危害兒童健康的先天畸形之一,地區(qū)與種族不同其發(fā)病率有很大差異。南非的發(fā)病率較低0～0.1‰,芬蘭拉普人、加拿大印第安人、克羅埃西亞人發(fā)病率最高5～19.5‰,在我國發(fā)病率約為1.1～3.8‰。早期診斷、早期治療對DDH的預(yù)后至關(guān)重要,年齡愈大治療效果愈不佳。1.5歲以下的患兒經(jīng)保守治療多可治愈,超過1

2、.5歲則多需手術(shù)治療。DDH是最復(fù)雜的三維形態(tài)學(xué)畸形之一,手術(shù)術(shù)式的選擇主要依靠矯形外科醫(yī)生對患者術(shù)前影像學(xué)資料的理解。術(shù)者術(shù)前未能正確的認(rèn)識到患者髖關(guān)節(jié)和整個骨盆存在的三維病理形態(tài)學(xué)改變,常導(dǎo)致術(shù)式選擇錯誤,且術(shù)后患者出現(xiàn)并發(fā)癥的風(fēng)險也隨之增加。輕者在成年后發(fā)生骨關(guān)節(jié)炎,常常需要接受全髖置換治療,嚴(yán)重者導(dǎo)致患兒終身殘疾。因此,克隆DDH的致病基因,揭示其發(fā)病機制,是有效地丌展產(chǎn)前診斷及新生兒期高危人群篩查的基礎(chǔ),是提高出生人口素質(zhì)的關(guān)

3、鍵。正確地理解DDH患兒髖關(guān)節(jié)和骨盆存在的三維形態(tài)學(xué)畸形,制定合理的矯形治療方案對于改善患兒遠期治療效果和預(yù)防術(shù)后醫(yī)源性并發(fā)癥的發(fā)生具有重要指導(dǎo)意義。
　　 前期,我們對一個四代的DDH家系(22成員)應(yīng)用美國Affymetrix公司的10KSNP芯片進行全基因組掃描,經(jīng)參數(shù)及非參數(shù)分析,結(jié)果支持PAPPA2基因的SNP位點rs726252與該病相連鎖(theta=0時,LOD=2.119;NPL=2.698,P=0.0156)

4、。該家系的22個成員,5例患者中的4例(80%)為TT基因型,僅1例(20%)為CT基因型。在17例表型正常的成員中1例為TT基因型(5.88%),其余16例(94.12%)均為CT基因型,具有明顯的統(tǒng)計學(xué)差異。雖然連鎖分析LOD值未達到3.0,但是我們發(fā)現(xiàn)家族正常成員的基因型與DDH患者的基因型存在顯著差異。已有研究表明PAPPA2與胚胎及生后的正常發(fā)育密切相關(guān)。因此,為了進一步驗證PAPPA2與DDH的相關(guān)性,我們擬對310例散發(fā)D

5、DH患兒和487例正常對照兒童進行病例-對照關(guān)聯(lián)分析,并對四代DDH家系22位成員中的5位DDH先證者進行外顯子區(qū)基因突變篩查。
　　 目前對于DDH忠兒髖臼、股骨頸是否存在過度前傾尚有爭議。DDH患兒病變髖臼呈現(xiàn)過度前傾的原因以及股骨去旋轉(zhuǎn)截骨的指征也不明確。而且對于DDH患兒骨盆內(nèi)旋畸形的研究也是鮮有報道。明確上述問題對于改善患兒治療效果和預(yù)防醫(yī)源性并發(fā)癥是非常重要的。二維CT定量分析DDH形態(tài)學(xué)畸形常因患者病變區(qū)解剖形態(tài)學(xué)

6、變異以及在采集圖像時患者體位不標(biāo)準(zhǔn)而常導(dǎo)致其觀測結(jié)果不可靠。前期我們的研究已經(jīng)表明,3D-CT測量DDH患兒髖臼前傾的可靠性和重復(fù)性優(yōu)于二維CT,所以本次研究擬使用3D-CT對單髖脫位DDH患兒的髖臼前傾、股骨前傾、結(jié)合前傾以及骨盆形態(tài)學(xué)畸形進行分析。
　　 當(dāng)前研究的主要目的:(1)通過基于群體的病例對照研究進一步明確PAPPA2與DDH的相關(guān)性,同時對四代DDH家系22位成員中的5位DDH先證者進行外顯子區(qū)基因突變篩查;(2

7、)觀察DDH患兒病變髖是否存在髖臼過度前傾,分析髖臼前傾的原因;(3)觀察DDH患兒病變髖股骨頸是否存在過度前傾。測量分析DDH患兒結(jié)合前傾角,并對結(jié)合前傾角在股骨去旋轉(zhuǎn)截骨中的意義進行初步探討;(4)按照。T(o)nnis分型分層后對骨盆內(nèi)旋畸形進行觀察測量,并探討其臨床意義。
　　 方法：
　　 本研究所涉及的DDH患者和正常對照兒童的外周靜脈血以及影像學(xué)資料均來自中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院兒科。所有患兒均經(jīng)臨床及影像

8、學(xué)確診,畸形性髖脫位、神經(jīng)源性髖脫位及綜合征性髖脫位被排除在外。所有外周血的留取及影像學(xué)資料的使用均已征得家長的同意,并告知用于科學(xué)研究的目的。本課題的研究已經(jīng)中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院醫(yī)學(xué)道德倫理委員會的批準(zhǔn)。
　　 一、PAPPA2基因多態(tài)性與發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位遺傳易感性關(guān)聯(lián)研究
　　 Tagman探針對SNPrs726252進行基因分型,按Hardy-weinbcrg定律計算SNP位點的基因型頻率的期望值,X2檢驗Ha

9、rdy-weinberg平衡。使用SPSS11.5軟件X2檢驗分析病例組和對照組基因型、基因頻率分布差異,P＜0.05具有明顯的統(tǒng)計學(xué)意義。Logistic多因素回歸分析計算校正性別后PAPPA2基因SNPrs726252基因型和基因頻率變異與DDH發(fā)病風(fēng)險的OR值(oddsratios)及95%可信區(qū)間CI(confidenceintervals)。外顯子區(qū)基因序列PCR擴增后送華大基因公司測序。
　　 二、三維CT評價發(fā)育性

10、髖關(guān)節(jié)脫位髖臼、股骨、結(jié)合前傾及骨盆旋轉(zhuǎn)畸形
　　 (一)DDH患兒病變髖臼是否過度前傾以及髖臼前傾的原因
　　 三維CT測量并對比正常對照組左側(cè)髖和右側(cè)髖的髖臼前傾角(acetabularanteversionangle,AA)、坐骨外旋轉(zhuǎn)角(lateralrotationalangleoftheischium,IA)、恥骨旋轉(zhuǎn)角(pubicrotationalangle,PA)、恥骨相對長度(pubicrelativ

11、elength,PRL)和坐骨相對距離(ischiacrelativedistance,IRD)。測量并對比DDH患者脫位髖與未受累髖的上述指標(biāo)。Pearson相關(guān)分析檢測IA與從和IRD的相關(guān)性。
　　 (二)DDH患兒病變側(cè)髖的股骨頸是否存在過度前傾,測量分析DDH患兒結(jié)合前傾角
　　 三維CT測量并對比DDH患者脫位側(cè)髖與未受累側(cè)髖的髖臼前傾角(aeetabularanteversionangle,AA)、股骨頸前

12、傾角(femoralneckanteversionangle,FA)和結(jié)合前傾角(combinedanteversionangle,CA)。Pearson相關(guān)分析檢測從與FA的相關(guān)性。
　　 (三)DDH患兒骨盆是否存在內(nèi)旋畸形
　　 三維CT測量并對比正常對照組左側(cè)髖和右側(cè)髖的髖臼前傾角(acetabularanteversionangle,AA)、上骨盆旋轉(zhuǎn)角(rotationalangleofupperpelvis

13、,URA)和下骨甕旋轉(zhuǎn)角(rotationalangleoflowerpelvis,LRA)。測量并對比DDH患者脫位側(cè)髖與未受累側(cè)髖的上述指標(biāo)。Pearson相關(guān)分析檢測LRA與AA的相關(guān)性。
　　 SPSS11.5軟件對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析,P＜0.05具有明顯的統(tǒng)計學(xué)意義。Pearson相關(guān)系數(shù)(Pearsoncorrelationcoefficient)和同類相關(guān)系數(shù)ICC(theintraclassconelatio

14、ncoefficient)衡量測量數(shù)據(jù)組內(nèi)、組間變異。ICC＞0.75重復(fù)性和可靠性為優(yōu),ICC值位于0.75至0.04之間為好,ICC＜0.04為差。
　　 結(jié)果：
　　 一、PAPPA2基因多態(tài)性與發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位遺傳易感性關(guān)聯(lián)研究
　　 DDH組和對照組患兒基因型分布符合Hardy-weinberg平衡(P=0.116,P=0.539)。DDH患兒組的基因頻率分布不同于正常對照組兒童,差別有統(tǒng)計學(xué)意義(P=

15、0.001)。經(jīng)Logistic多因素回歸分析校正性別后基因頻率風(fēng)險度估計表明,等位基因T為風(fēng)險基因型,OR值為1.830,95%CI為1.329-2.518。按照性別分層,分別對比女性患者和女性對照、男性患者和男性對照,結(jié)果表明基因頻率分布差異同樣有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.008,P=0.006)。Logistic多因素回歸分析也表明等位基因T為風(fēng)險基因型,OR值分別為1.605和3.689,95%CI分別為1.130-2.281和1.4

16、50-9.384。
　　 DDH患兒組的基因型頻率分布不同于正常對照組兒童,差別有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.001)。Logistic多因素回歸分析校正性別后發(fā)現(xiàn),TT基因型為風(fēng)險基因型,OR值為2.081,95%CI為1.443-3.001。按照性別分層,分別對比女性患者和女性對照、男性患者和男性對照,結(jié)果表明基因型頻率分布差異同樣有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.005,P=0.002)。Logistic多因素回歸分析也表明TT為風(fēng)險基因型,

17、OR值分別為1.770和4.732,95%C1分別為1.181-2.653和1.642-13.634。
　　 四代家系中5位DDH先證者的PAPPA2基因23個外顯子區(qū)域進行了PER-測序基因突變篩查,結(jié)果顯示未發(fā)現(xiàn)有基因突變存在。
　　 二、三維CT評價發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位髖臼、股骨、結(jié)合前傾及骨盆旋轉(zhuǎn)畸形
　　 (一)DDH患兒病變髖臼是否過度前傾以及髖臼前傾的原因
　　 正常對照組左側(cè)髖和右側(cè)髖的AA、

18、IA、PA、PRL和IRD差別均無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。單髖脫位DDH患兒脫位側(cè)髖和未受累側(cè)髖的PA差別無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。脫位側(cè)髖的PRL值小于未受累側(cè)髖,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。脫位側(cè)髖的AA、IA和IRD均大于未受累側(cè)髖,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。無論是在脫位側(cè)髖還在未受累側(cè)髖,IA均與AA和IRD成正相關(guān)。
　　 (二)DDH患兒病變髖股骨頸是否存在過度前傾,測量分析DDH患兒結(jié)合前傾角

19、
　　 單髖脫位DDH患兒脫位側(cè)髖的AA和CA均大于未受累側(cè)髖,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。脫位側(cè)髖和未受累側(cè)髖的FA差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。然而將DDH患兒按照T(o)nnis分型分組后我們發(fā)現(xiàn),雖然在T(o)nnisⅡ型、Ⅲ型組脫位側(cè)髖和未受累側(cè)髖的FA差異仍無統(tǒng)計學(xué)意義,但在T(o)nnisⅣ型組脫位側(cè)髖的FA(35.97±10.24°)明顯大于未受累側(cè)髖FA(30.46±7.51°),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P

20、=0.028)。在T(o)nnisⅡ型、Ⅲ型和Ⅳ型組,脫位側(cè)髖的AA均大于未受累側(cè)髖,差異有統(tǒng)計學(xué)意義。雖然在T(o)nnisⅡ型組脫位側(cè)髖和未受累側(cè)髖的CA差異無統(tǒng)計學(xué)意義,但在T(o)nnisⅢ型和Ⅳ型組脫位側(cè)髖的CA均大于未受累側(cè)髖的CA,差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
　　 (三)DDH患兒骨盆是否存在內(nèi)旋畸形
　　 正常對照組左側(cè)髖和右側(cè)髖的URA、LRA和AA差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。單髖脫位DDH患兒脫位側(cè)髖

21、的URA、LRA和AA均大于未受累側(cè)髖,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。將DDH患兒按照T(o)nnis分型分組后我們發(fā)現(xiàn),雖然在T(o)nnisⅡ型和Ⅳ型組脫位側(cè)髖的LRA均大于未受累側(cè)髖,且差異有統(tǒng)計學(xué)意義,但脫位側(cè)髖的URA與未受累側(cè)髖的URA差異并無統(tǒng)計學(xué)意義。在T(o)nnisⅢ型組,脫位側(cè)髖的URA和LRA均大于未受累側(cè)髖,差別有統(tǒng)計學(xué)意義。在T(o)nnisⅡ型、Ⅲ型和Ⅳ型組,脫位側(cè)髖的AA均大于未受累側(cè)髖,差別有統(tǒng)計學(xué)

22、意義。在T(o)nnisⅡ型、Ⅲ型和Ⅳ型組,脫位側(cè)髖的AA均與LRA成正相關(guān)(r=0.594P=0.012,r=0.618P=0.001,r=0.729P=0.002)。
　　 結(jié)論：
　　 1、中國漢族人群PAPPA2基因與DDH易感性相關(guān)。四代DDH家系中的5位DDH先證者外顯子區(qū)未發(fā)現(xiàn)基因突變。
　　 2、DDH患兒髖臼過度前傾是普遍存在的,DDH患兒脫位側(cè)髖的坐骨外側(cè)旋轉(zhuǎn)引起坐骨外側(cè)移位是髖臼發(fā)生過度前傾

23、的原因之一。
　　 3、T(o)nnisⅡ型和Ⅲ型組脫位側(cè)髖的股骨前傾角與未受累側(cè)髖無統(tǒng)計學(xué)差異,這似乎表明在T(o)nnisⅡ和Ⅲ型組對DDH患兒行股骨去旋轉(zhuǎn)截骨也許并不是必須的。T(o)nnisⅣ型組DDH患兒脫位側(cè)髖的股骨前傾角明顯大于未受累側(cè)髖,差別有統(tǒng)計學(xué)意義,這似乎表明在T(o)nnisⅣ型組對DDH患兒行股骨去旋轉(zhuǎn)截骨是有必要的。結(jié)合前傾結(jié)合也許可以作為衡量DDH患兒是否需要做股骨去旋轉(zhuǎn)截骨的指標(biāo)。