白细胞介素-6基因多态性与腰椎间盘突出症及腰椎退变程度的相关性

摘要/Abstract

摘要：

目的探讨白细胞介素-6基因的单核苷酸多态性与腰椎间盘突出症及腰椎退变程度的相关性。方法采用病例-对照研究方法，随机选择腰椎间盘突出症患者321例和非腰椎间盘突出症患者361例，应用TaqMan探针技术对IL-6启动区基因-572C/G、-174G/C位点进行单核苷酸多态性检测，分析比较腰椎间盘突出症组（病例组）和非腰椎间盘突出症组（对照组）之间IL-6基因多态性与腰椎间盘突出症发病的相关性；根据MRI影像表现评估椎间盘退变程度，分析IL-6基因多态性与腰椎间盘退变的相关性。结果IL-6-572C/G基因型在病例组（CC 51.71%、CG 42.37%、GG 5.92%）和对照组（CC 64.27%、CG 34.07%、GG 1.62%）比较，差异有统计学意义（P< 0.05）；基因型频率的相对风险分析发现，等位基因G携带者患腰椎间盘突出症的风险是C携带者的1.617倍（95%CI：1.252 ~ 2.087，P< 0.001）。IL-6基因-174位点基因型在病例组（GG 92.52%、CG 7.48%）和对照组（GG 90.30%、CG 9.70%），差异无统计学意义（P= 0.304），基因型频率的相对风险分析发现，等位基因G携带者患腰椎间盘突出症的风险与C携带者差异无统计学意义（P= 0.316）。IL-6-572C/G基因多态性分布与椎间盘退变MRI分级有相关性（P= 0.003）。结论IL-6-572C/G多态性与腰椎间盘突出症之间存在相互关系，其中G等位基因可能是腰椎间盘突出症发病的遗传易感基因。IL-6基因启动子的-174位点变异率极低，其多态性与腰椎间盘突出症的发病无明显相关性。IL-6-572C/G基因多态性与腰椎间盘退变程度存在相互关系，其G等位基因可能参与了椎间盘的退变进程。

关键词:白细胞介素-6,腰椎间盘突出症,单核苷酸多态性,椎间盘退变,TaqMan探针

Abstract:

ObjectiveTo investigate the association of single-nucleotide polymorphisms （SNPs） in pro-inflammatory cytokines interleukin 6 （IL-6） with risk of lumbar disc herniation， explore the association of IL-6 gene polymorphisms and intervertebral disc degeneration.MethodsA paired case control study was conducted including 321 patients with lumbar disc herniation and 361 controls to investigate cases and controls by questionnaire. TaqMan technology was used to detect the SNPs of genes -572C/G and -174G/C of IL-6 promoter. We analyzed the association and differences in gene polymorphisms of IL-6 between lumbar disc herniation group and non-lumbar disc herniation group. Intervertebral disc degeneration was evaluated by MRI test. We analyzed the association of IL-6 gene polymorphisms and intervertebral disc degeneration.ResultsSignificant differences were observed in IL-6-572C/G genotype between lumbar disc herniation group （CC 51.69%， CG 42.32%， GG 5.99%） and the control group （CC 64.33%， CG 24.0%， GG 1.67%）（P< 0.05）. Relative risk test of genotype frequency showed that the risk of G allele carriers suffering from lumbar disc herniation was 1.617 times as high as that of the C genotype （95%CI： 1.252-2.087P< 0.001）. There was no significant difference in distribution of the IL-6 gene-174 site genotype between lumbar disc herniation group （GG 92.52%，CG 7.48%） and the control group （GG 90.30%， CG 9.70%，P= 0.304）. Relative risk test of genotype frequency showed that there was no significant difference between the risk of G allele carriers suffering from lumbar disc herniation and the C genotype（P= 0.316）. IL-6-572C/GConclusionA correlation is found between IL-6-572C/G polymorphism and lumbar disc herniation， and the G allele may be the genetic susceptibility gene causing lumbar disc herniation. The mutation rate of the IL-6 gene -174 site is very low， and there is no significant correlation between its polymorphism and lumbar disc herniation. A correlation is found between IL-6-572C/G polymorphism and intervertebral disc degeneration， and the G allele may have relation to the progress of intervertebral disc degeneration.

Key words:interleukin 6,lumbar disc herination,single-nucleotide polymorphism,intervertebral disc degeneration,TaqMan technology

黄向业, 张茜, 孙方利, 李金光, 赵静. 白细胞介素-6基因多态性与腰椎间盘突出症及腰椎退变程度的相关性[J]. betway必威登陆网址（betway.com ）学报, 2022, 43(10): 734-739.

Xiangye HUANG, Qian ZHANG, Fangli SUN, Jinguang LI, Jing ZHAO. Association of IL-6 gene polymorphism with lumbar disc herniation and intervertebral disc degeneration[J]. Journal of Shandong First Medical Unversity & Shandong Academy of Medical Sciences, 2022, 43(10): 734-739.

图/表5

表1受试者基线资料［xˉ ± s， n（%）］

基本资料	病例组	对照组	t/ $χ 2$	P
年龄（岁）	43.89 ± 9.21	42.51 ± 10.03	1.866	0.062
性别（男/女）	208/113	230/131	0.087	0.768
BMI（kg/m²）	24.28 ± 1.08	24.31 ± 1.95	-0.256	0.798
SI ≥ 100	122/38.12	146/40.32	0.423	0.515

表1受试者基线资料［xˉ ± s， n（%）］

基本资料	病例组	对照组	t/ $χ 2$	P
年龄（岁）	43.89 ± 9.21	42.51 ± 10.03	1.866	0.062
性别（男/女）	208/113	230/131	0.087	0.768
BMI（kg/m²）	24.28 ± 1.08	24.31 ± 1.95	-0.256	0.798
SI ≥ 100	122/38.12	146/40.32	0.423	0.515

表2病例组与对照组IL-6-572C/G基因型、等位基因分布频率差异性和相对风险分析［n（%）］

组别	n	基因型频率			等位基因频率
组别	n	CC	CG	GG	C	G
病例组	321	166（51.71）	136（42.37）	19（5.92）	468（72.90）	174（27.10）
对照组	361	232（64.27）	123（34.07）	6（1.66）	587（81.30）	135（18.70）
χ²		16.066			13.700
P		< 0.001			< 0.001
OR（95%CI）		1.000	1.545（1.128 ~ 2.117）	4.426（1.730 ~ 11.321）	1.000	1.617（1.252 ~ 2.087）

组别	n	基因型频率		等位基因频率
病例组	321	166（51.71）	136（42.37）	19（5.92）	468（72.90）	174（27.10）
对照组	361	232（64.27）	123（34.07）	6（1.66）	587（81.30）	135（18.70）
χ²		16.066		13.700
P		< 0.001		< 0.001
OR（95%CI）		1.000	1.545（1.128 ~ 2.117）	4.426（1.730 ~ 11.321）	1.000	1.617（1.252 ~ 2.087）

表3病例组与对照组IL-6-174 G/C基因型、等位基因分布频率差异性和相对风险分析［n（%）］

组别	n	基因型频率		等位基因频率
组别	n	GG	CG	G	C
病例组	321	297（92.52）	24（7.48）	618（96.26）	24（3.74）
对照组	361	326（90.30）	35（9.70）	687（95.15）	35（4.85）
χ²		1.058		1.011
P		0.304		0.315
OR（95%CI）		1.000	0.753（0.437 ~ 1.295）	1.000	0.911（0.448 ~ 1.296）

组别	n	基因型频率		等位基因频率
病例组	321	297（92.52）	24（7.48）		618（96.26）	24（3.74）
对照组	361	326（90.30）	35（9.70）		687（95.15）	35（4.85）
χ²		1.058		1.011
P		0.304		0.315
OR（95%CI）		1.000	0.753（0.437 ~ 1.295）		1.000	0.911（0.448 ~ 1.296）

表4321例腰椎间盘突出症患者IL-6-572C/G基因多态性与椎间盘退变程度的关系［n （%）］

基因型	MRI分级
基因型	0级	1级	2级	3级	4级
合计	4（1.24）	19（5.92）	101（31.46）	108（33.64）	89（27.74）
CC（n= 166）	2（1.20）	11（6.63）	68（40.96）	48（28.92）	37（22.29）
CG（n= 136）	1（0.74）	6（4.41）	30（22.06）	56（41.18）	43（31.62）
GG（n= 19）	1（5.26）	2（10.53）	3（15.79）	4（21.05）	9（47.37）

基因型	MRI分级
合计	4（1.24）	19（5.92）	101（31.46）	108（33.64）	89（27.74）
CC（n= 166）	2（1.20）	11（6.63）	68（40.96）	48（28.92）	37（22.29）
CG（n= 136）	1（0.74）	6（4.41）	30（22.06）	56（41.18）	43（31.62）
GG（n= 19）	1（5.26）	2（10.53）	3（15.79）	4（21.05）	9（47.37）

表5321例患者IL-6-174G/C基因多态性与椎间盘退变程度的关系［n （%）］

基因型	病例组的MRI分级
基因型	0级	1级	2级	3级	4级
合计	3（0.93）	18（5.61）	92（28.66）	107（33.33）	101（31.46）
CG（n= 24）	0（0）	2（8.33）	6（25.00）	9（37.50）	7（29.17）
GG（n= 297）	3（1.01）	16（5.39）	86（28.95）	98（33.00）	94（31.65）

基因型	病例组的MRI分级
合计	3（0.93）	18（5.61）	92（28.66）	107（33.33）	101（31.46）
CG（n= 24）	0（0）	2（8.33）	6（25.00）	9（37.50）	7（29.17）
GG（n= 297）	3（1.01）	16（5.39）	86（28.95）	98（33.00）	94（31.65）

参考文献15

1	Rustenburg CME， Faraj SSA， Ket JCF， et al. Prognostic factors in the progression of intervertebral disc degeneration： which patient should be targeted with regenerative therapies？［J］. JOR Spine， 2019， 2（3）： e1063.
2	Shiri R， Karppinen J， Leino-Arjas P， et al. Cardiovascular and lifestyle risk factors in lumbar radicular pain or clinically defined sciatica： a systematic review［J］. Eur Spine J， 2007， 16（12）： 2043.
3	Munir S， Rade M， Määttä JH， et al. Intervertebral disc biology： genetic basis of disc degeneration［J］. Curr Mol Biol Rep， 2018， 4（4）： 143.
4	Kawaguchi Y. Genetic background of degenerative disc disease in the lumbar spine［J］. Spine Surg Relat Res， 2018， 2（2）： 98.
5	Violante FS， Zompatori M， Lovreglio P， et al. Is age more than manual material handling associated with lumbar vertebral body and disc changes？ A cross-sectional multicentre MRI study［J］. BMJ Open， 2019， 9（9）： e029657.
6	Li Y， Cao L， Li J， et al. Influence of microgravity-induced intervertebral disc degeneration of rats on expression levels of p53/p16 and proinflammatory factors［J］. Exp Ther Med， 2019， 17（2）： 1367.
7	Molinos M， Almeida CR， Caldeira J， et al. Inflammation in intervertebral disc degeneration and regeneration［J］. J R Soc Interface， 2015， 12（108）： 20150429.
8	Krupkova O， Sadowska A， Kameda T， et al. p38 MAPK facilitates crosstalk between endoplasmic reticulum stress and IL-6 release in the intervertebral disc［J］. Front Immunol， 2018， 9： 1706.
9	Xu SD， Ge BF， Xu YK. 标题为空［M］. Bejing： People's Militavy Medical Press， 2005.
10	李小川，吕刚，金明熙，等. 胰岛素样生长因子1抑制人椎间盘细胞凋亡及促进基质代谢的研究［J］. 中华实验外科杂志， 2004， 21（7）： 880.
11	Xu HY. Obesity and metabolic inflammation［J］. Drug Discov Today Dis Mech， 2013， 10（1/2）： e21. .
12	Curti ML， Pires MM， Barros CR， et al. Associations of the TNF-alpha -308 G/A， IL6 -174 G/C and AdipoQ 45 T/G polymorphisms with inflammatory and metabolic responses to lifestyle intervention in Brazilians at high cardiometabolic risk［J］. Diabetol Metab Syndr， 2012， 4（1）： 49.
13	Lei SF， Liu YZ， Deng FY， et al. Association and linkage analyses of interleukin-6 gene 634C/G polymorphism and bone phenotypes in Chinese［J］. J Bone Miner Metab， 2005， 23（4）： 323.
14	Fishman D， Faulds G， Jeffery R， et al. The effect of novel polymorphisms in the interleukin-6 （IL-6） gene on IL-6 transcription and plasma IL-6 levels， and an association with systemic-onset juvenile chronic arthritis［J］. J Clin Invest， 1998， 102（7）： 1369.
15	Yuan HY， Tang Y， Liang YX， et al. Matrix metalloproteinase-3 and vitamin d receptor genetic polymorphisms， and their interactions with occupational exposure in lumbar disc degeneration［J］. J Occup Health， 2010， 52（1）： 23.