LRRK2基因多态性与中国汉族人群帕金森病风险及疾病进展的关联性研究

本研究通过病例对照设计，深入探讨了LRRK2基因六个SNP位点（rs1994090、rs2046932、rs2708453、rs34778348、rs4768212、rs7304279）与中国汉族人群帕金森病（PD）风险及疾病进展的关联。研究发现rs7304279（OR=3.572）和rs34778348（OR=0.408）与PD发病风险显著相关，且风险等位基因携带数量与PD风险呈剂量效应关系（OR=6.467）。通过Cox比例风险模型证实rs7304279与Hoehn-Yahr（H-Y）分期进展显著相关（P=0.030），为PD的遗传机制研究和个体化治疗提供了重要依据。

　　

引言

帕金森病（Parkinson’s Disease, PD）作为中老年人群第二常见的神经退行性疾病，其发病机制涉及多基因遗传、环境暴露及基因-环境交互作用。富含亮氨酸重复激酶2（Leucine-rich repeat kinase 2, LRRK2）基因突变是晚发常染色体显性遗传PD的主要遗传因素。LRRK2蛋白作为一种细胞内信号蛋白，参与底物结合、蛋白磷酸化及蛋白-蛋白相互作用等多种生理功能，同时具有GTP酶和蛋白激酶活性，这些特性可能与PD的病理发生密切相关。研究表明LRRK2参与神经突生长、细胞骨架维持、囊泡运输、自噬、炎症及免疫应答等广泛细胞功能。全基因组关联研究（Genome-wide association study, GWAS）发现LRRK2基因的rs1994090、rs2046932和rs7304279等位点在PD患者中频率显著高于健康对照。其中LRRK2 G2385R（rs34778348）多态性可编码具有双重酶活性的复杂蛋白，使中国人群PD患病风险增加2倍。基因间存在相互作用及连锁不平衡（Linkage disequilibrium, LD）现象，但LRRK2基因内多位点交互作用在中国PD患者中的研究尚不充分。

材料与方法

本研究纳入2019年10月至2023年10月期间就诊的180例PD患者及196例健康对照。PD诊断依据2015年国际帕金森和运动障碍学会（International Parkinson and Movement Disorder Society）临床诊断标准，由两位资深神经科医师独立确认。排除标准包括颅内器质性疾病、精神疾病、严重系统性疾病、严重认知功能障碍及其他锥体外系疾病史。对照组为同期体检健康人群，在年龄、性别和地域分布上与患者组匹配。所有参与者或其监护人签署知情同意书，研究经南京医科大学伦理委员会批准。

在基线和3年随访时，由训练有素的神经科医师使用统一帕金森病评定量表（Unified Parkinson’s Disease Rating Scale, UPDRS）第二部分（日常生活活动）、第三部分（运动功能）、第四部分（运动并发症）、Hoehn-Yahr（H-Y）分期量表、汉密尔顿抑郁量表（Hamilton Depression Rating Scale, HAMD）、汉密尔顿焦虑量表（Hamilton Anxiety Rating Scale, HAMA）、非运动症状问卷（Non-motor Symptom Questionnaire, NMSQ）、帕金森病睡眠量表（Parkinson’s disease sleep scale, PDSS）、蒙特利尔认知评估（Montreal Cognitive Assessment, MOCA）及简易精神状态检查（Mini-Mental State Examination, MMSE）对PD患者进行全面评估。所有评估在"关"状态下完成。

采集所有参与者外周血2–3 mL，EDTA抗凝，-70°C保存。采用氯仿法提取基因组DNA，通过MassARRAY平台对LRRK2基因六个SNP位点（rs1994090、rs2046932、rs2708453、rs34778348、rs4768212、rs7304279）进行基因分型。引物由Genotyping Tools和MassARRAY Assay Design软件设计，采用多重PCR扩增，反应条件为：94°C 4分钟；94°C 20秒、56°C 30秒、72°C 1分钟，45个循环；72°C 3分钟；4°C永久保存。使用微阵列法进行碱基对测序，Typer 4.0软件分析基因型。

采用SPSS 27.0进行统计分析。连续变量以均值±标准差表示，符合正态分布者采用t检验，非正态分布者采用Mann-Whitney U检验。分类变量以率或构成比表示，采用χ²检验。使用χ²检验验证基因型分布是否符合Hardy-Weinberg平衡（P > 0.05）。采用χ²检验比较等位基因和基因型频率，经Bonferroni校正后P < 0.05认为有统计学意义。计算比值比（Odds ratio, OR）和95%置信区间（Confidence interval, CI）评估相对风险。使用PLINK v.1.9软件计算SNP位点间连锁不平衡（以r²表示），LDBlockshow软件可视化，r² ≥ 0.8表示强连锁不平衡。采用χ²检验分析多个风险SNP的累积效应，Cox比例风险模型分析PD风险相关SNP与疾病进展的关系。

结果

人口学特征显示，180例PD患者中男性103例（57.22%），女性77例（42.78%），平均年龄68.82 ± 10.57岁；196例健康对照中男性107例（54.59%），女性89例（45.41%），平均年龄67.26 ± 5.57岁。两组在年龄（P = 0.071）和性别（P = 0.678）上无显著差异。

临床特征分析显示，160例完成3年随访的PD患者中，与基线相比，随访时强直、运动迟缓和轴性症状评分显著升高，UPDRS II、UPDRS Ⅲ、UPDRS IV、HAMD和NMSQ评分显著增加，PDSS、MMSE和MoCA评分显著下降，H-Y分期显著进展（均P < 0.05），但震颤评分无显著变化（P = 0.709）。

Hardy-Weinberg平衡检验表明，患者组和对照组中六个SNP位点的基因型分布均符合遗传平衡（P > 0.05），样本具有良好的群体代表性。

连锁不平衡分析显示，LRRK2基因五个SNP位点（rs1994090、rs2046932、rs2708453、rs4768212和rs7304279）之间存在强连锁不平衡（r² ≥ 0.8）。

PD风险关联分析中，排除强连锁不平衡的四个SNP后，发现rs34778348和rs7304279的基因型和等位基因频率在两组间存在显著差异（均P < 0.05）。rs7304279（OR = 3.572, P < 0.001）和rs34778348（OR = 0.408, P = 0.003）与PD发病风险显著相关。

累积风险分析显示，携带rs34778348 A等位基因和rs7304279 T等位基因（风险变异）越多，PD风险越高（OR = 6.467, P < 0.001）。PD组中携带0、1和2个风险变异者分别为123例、31例和26例，对照组中分别为177例、12例和7例。

疾病进展分析中，根据H-Y分期变化将患者分为稳定组（变化≤0）和进展组（变化>0）。单因素分析显示基线强直评分、UPDRS Ⅲ评分、MMSE评分、MOCA评分和rs7304279多态性与H-Y分期进展相关（P < 0.05）。Cox比例风险模型进一步证实rs7304279多态性与H-Y分期进展显著相关（P = 0.030）。

讨论

本研究证实LRRK2 rs34778348和rs7304279多态性与中国汉族人群PD风险相关，且rs7304279与疾病进展存在关联，为PD遗传架构研究提供了重要见解。

PD作为一种临床表现异质性强的神经退行性疾病，其运动和非运动症状进展存在个体差异。本研究发现随访期间患者强直、运动迟缓和轴性症状显著进展，但震颤症状变化不明显，提示不同症状的病理生理过程可能存在差异。静止性震颤与基底节-小脑-丘脑-皮质环路交互作用相关，而强直和运动迟缓仅与基底节相关，轴性症状则与桥脑核团相关。基底节神经元过度同步化是PD的特征性改变，震颤症状与丘脑中央中旁束核神经元活动及苍白球内外节同步神经元振荡相关。随着疾病进展，同步化机制可能被破坏，导致震颤症状加重不明显。

本研究首次在中国汉族人群中发现LRRK2基因五个SNP位点（rs1994090、rs2046932、rs2708453、rs4768212和rs7304279）存在强连锁不平衡，与Satake等研究一致。rs34778348和rs7304279与PD风险的关联与Park、Liu等研究结果相符。机制上，LRRK2变异rs34778348可能通过阻断WD40结构域二聚化，破坏细胞内囊泡运输；而LRRK2激酶活性介导的 cohesion缺损常见于不同LRRK2突变携带者，这些可能是PD发生的病理生理基础。

风险等位基因累积效应分析显示，携带风险变异越多，PD风险越高，与Yu等研究一致。Li等也证实PD是多基因而非单基因疾病，多个基因共同作用导致疾病发生。

疾病进展分析发现rs7304279多态性与H-Y分期进展显著相关。rs7304279位于SLC2A13内含子2至LRRK2上游38.4 kb区域，可能通过转录上调LRRK2表达，增加突变LRRK2激酶活性介导的神经元毒性，导致多巴胺能神经元丢失。单因素分析显示基线强直评分较低者疾病进展更快，但Cox模型未证实其独立预测价值。

本研究存在样本量较小、随访时间较短等局限性，未能深入分析SNP与非运动症状的关联。未来需要更大样本和更长随访时间的研究验证这些发现，并全面探索遗传因素与PD临床表型的关系。

结论

LRRK2基因rs34778348和rs7304279多态性与中国汉族人群PD发病风险相关，rs7304279多态性进一步与疾病进展相关。PD发生发展涉及基因-环境交互作用，遗传因素的重要性为开发靶向治疗策略提供了关键依据。