《Middle East Fertility Society Journal》：Genetic and statistical analysis of ESR1 variants in endometriosis-related infertility: a case–control study from South India
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摘要：背景：子宫内膜异位症（Endometriosis，子宫内膜样组织异常生长在子宫腔外）影响6–10%育龄女性，是不孕的重要病因。雌激素受体1基因（Estrogen Receptor 1，ESR1）参与雌激素依赖性信号通路，其变异与子宫内膜异位症易感性相关。
摘要：背景：子宫内膜异位症（Endometriosis，子宫内膜样组织异常生长在子宫腔外）影响6–10%育龄女性，是不孕的重要病因。雌激素受体1基因（Estrogen Receptor 1，ESR1）参与雌激素依赖性信号通路，其变异与子宫内膜异位症易感性相关。方法：研究人员探讨ESR1基因两个单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）——rs9340799和rs2234693与南印度女性子宫内膜异位症相关不孕的关系。研究设三组：经诊断患子宫内膜异位症的不孕女性、无非内异症的不孕女性及生育史正常的 fertile control（ fertile women）。采用聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR）进行基因分型，统计学分析评估基因型分布；并利用GeneMANIA和STRING开展计算机（in silico）分析，考察ESR1相关基因–基因及蛋白–蛋白互作网络。结果：共纳入163例受试者，在所有遗传模型中，上述两个ESR1 SNP与子宫内膜异位症相关不孕均无显著关联。in silico分析显示ESR1参与具有生物学意义的网络，与激素信号、转录调控及生殖功能相关的多个基因和蛋白质相互作用，支持其在子宫内膜异位症通路中的功能相关性。结论：尽管本人群中南印度人群中ESR1变异rs9340799和rs2234693与子宫内膜异位症相关不孕无统计学关联，生物信息学分析强调ESR1在雌激素信号调控网络中的作用。尚需更大样本量及功能研究整合遗传关联与分子通路数据，以进一步明确ESR1对子宫内膜异位症的贡献。
研究背景与目的
子宫内膜异位症（Endometriosis，EM）是雌激素依赖性的慢性炎症性疾病，以子宫内膜腺体和间质异位种植为特征，影响约6–10%育龄女性，是导致女性不孕的重要原因之一。雌激素受体1基因（Estrogen Receptor 1，ESR1，亦称ERα基因）编码雌激素受体α（Estrogen Receptor α，ERα），是雌激素信号通路的核心介质，其基因内intron 1区的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）rs2234693（PvuII，C>T）和rs9340799（XbaI，A>G）既往在不同人群中被报道可能与EM易感性或疾病表型相关，但在印度南部人群中尚无针对子宫内膜异位症相关不孕的系统研究。鉴于EM具高度遗传异质性且不同人群等位基因频率存在差异，研究人员开展此项病例–对照研究，旨在明确ESR1 rs9340799与rs2234693多态性与南印度女性子宫内膜异位症相关不孕的关联，并通过生物信息学手段探讨ESR1在相关分子网络中的位置。本文发表于《Middle East Fertility Society Journal》。
主要研究方法概述
研究人员于2017–2020年从印度钦奈Chettinad医学院及合作生殖医学中心招募受试者，经伦理审批及知情同意，设立三组：经腹腔镜/超声确诊的子宫内膜异位症合并不孕女性（n=39）、无非内异症的不孕女性（n=43）、有≥2次活产且无不孕或EM史的生育对照女性（n=81），总样本量163例。采集外周血提取基因组DNA，采用四引物扩增受阻突变系统PCR（Tetra-primer Amplification Refractory Mutation System PCR，Tetra-ARMS-PCR）对ESR1 rs9340799和rs2234693进行基因分型，部分样本行Sanger测序验证。哈迪–温伯格平衡（Hardy–Weinberg Equilibrium，HWE）检验后，采用卡方检验比较三组间基因型及等位基因频率分布，计算比值比（Odds Ratio，OR）及95%置信区间（Confidence Interval，CI），以p<0.05为差异有统计学意义，并使用G*Power 3.1进行效能分析。同时借助GeneMANIA构建ESR1相关基因–基因互作网络（相关系数阈值≥0.4），利用STRING v11.0构建蛋白–蛋白互作（Protein–Protein Interaction，PPI）网络（最低置信度≥0.4），并进行基因本体（Gene Ontology，GO）富集分析。
研究结果
人口学及临床特征（Demographic and clinical characteristics of study subjects）
三组平均年龄无显著差异，子宫内膜异位症合并不孕组平均BMI（29.4±7.3）显著高于非内异症不孕组（27.7±6.4）及生育对照组（22.5±4.3）；月经周期规律性在三组间分布有显著差异（p=0.01）。
统计学分析——两SNP的基因型与等位基因频率（Statistical analysis: allelic and genotypic frequencies for both the polymorphism）
rs9340799（A>G）：G等位基因频率在EM组33.3%、非EM不孕组22%、对照组27.1%，各遗传模型比较EM vs 对照、非EM不孕 vs 对照、EM vs 非EM不孕组均无统计学意义（EM vs 对照：G等位基因OR=0.74，95% CI 0.41–1.33，p=0.32；GG基因型OR=0.52，95% CI 0.15–1.70，p=0.28）。rs2234693（C>T）：T等位基因频率EM组38.4%、非EM不孕组32.5%、对照组40.1%，同样在各组间无显著关联（EM vs 对照：T等位基因OR=1.07，95% CI 0.61–1.86，p=0.80；TT基因型OR=1.21，95% CI 0.42–3.46，p=0.71）。Sanger测序验证Tetra-ARMS-PCR分型结果准确。
效能分析（Power analysis）
在α=0.05水平下，本研究样本量对所检测效应量具足够统计效能，降低了II类错误风险，支持"无显著关联"结论的可靠性。
生物信息学分析结果（Bioinformatics-based investigation results）
GeneMANIA分析显示ESR1与激素信号、转录调控及生殖系统相关基因密集互作；STRING构建的PPI网络含11个节点、50条边，平均节点度9.09，聚类系数0.914，PPI富集p值=9.83×10–7，表明ESR1所在蛋白互作网络具高度生物学意义。GO富集提示互作伙伴主要参与类固醇激素受体活性、转录共激活因子结合及生殖发育等生物学过程。
讨论与结论总结
讨论部分指出，本研究是首篇在南印度人群中探讨ESR1 rs9340799和rs2234693与子宫内膜异位症相关不孕关联的研究，结果与部分东亚人群报道一致（无显著关联），但与个别巴西、日本研究不同，可能源于人群遗传背景、样本量及基因–环境交互作用差异。尽管两SNP在本队列中未达显著关联，但in silico分析证实ESR1处于雌激素信号及生殖调控的关键分子网络中，具明确的生物学合理性。研究局限性包括样本量偏小、组间BMI未匹配等，作者建议未来开展多中心大样本研究并结合其他功能多态性位点及激素、生活方式因素进行综合评估。
结论翻译：本研究探讨了ESR1基因两个关键SNP（rs9340799和rs2234693）与南印度女性人群子宫内膜异位症相关不孕的潜在关联。虽然利用GeneMANIA和STRING数据库进行的in silico分析揭示了涉及ESR1的具生物学相关性的基因–基因及蛋白–蛋白互作网络，但病例–对照研究中两SNP的基因型及等位基因频率分析与子宫内膜异位症或不孕在各组间均未显示统计学显著关联。尽管ESR1变异在雌激素驱动的内异症病理生理机制中具有生物学合理性，本研究结果表明rs9340799和rs2234693多态性在此人群中并非子宫内膜异位症相关不孕的主要遗传危险因素。因此，需开展涵盖多样族群的更大规模多中心研究，并整合激素及生活方式因素，以更深入阐明子宫内膜异位症的遗传架构。未来研究还应探索雌激素信号通路中其他功能性多态性及基因调控机制。虽则ESR1仍为具生物学合理性的候选基因，本研究凸显了子宫内膜异位症之复杂性，并强调需以多因素方法揭示其遗传学基础。
