국내 이상지질혈증(dyslipidemia) 환자는 서양에 비해 낮았지만 최근에는 식습관의 변화로 인해 20대 이상 성인환자의 발생빈도가 꾸준히 증가하고 있다[1]. 뇌졸중, 심근경색 등 치명적인 심뇌혈관질환의 주요원인인 이상지질혈증은 혈액 내 콜레스테롤 수치의 불균형으로 인한 증상이다. 저밀도 지단백 콜레스테롤(low-density lipoprotein cholesterol, LDLC)과 고밀도 지단백 콜레스테롤(high-density lipoprotein cholesterol, HDLC)은 체내 콜레스테롤 양을 조절한다. 콜레스테롤의 불균형이 심화되면 심근경색, 뇌경색 등 심혈관계 질환의 위험을 증가시킨다. LDLC가 몸에 축적되면 동맥 내 플라크가 증가하여 관상동맥질환 또는 죽상동맥경화성 심혈관 질환의 위험이 증가한다[2]. 반면에, HDLC는 체내 콜레스테롤을 제거하는 기능이 있고 심혈관 질환의 위험을 감소시킨다. 성인의 경우 이상지질혈증이 심혈관질병을 발생시키는 주요 위험인자이다. 그런데 죽상동맥경화증은 어린 나이에 시작되는 것으로 알려져 있으며 동맥경화 과정은 10살 정도의 어린 환자들의 대동맥 및 관상동맥에 지방색 줄무늬가 보고되는 등 일찍 발병한다는 연구결과가 보고되었으며 그 수가 점차 증가하고 있다[2].
사람의
본 연구는 한국인 대상 유전체역학조사사업(Korean Genome and Epidemiology Study, KoGES)의 일부인 한국인 유전체분석자료(Korean Association REsource, KARE)에 참여한 연구대상자를 사용하였다[8]. 본 연구에서 사용한 유전정보 및 역학정보 자료는 질병관리청 산하 국립중앙인체자원은행(National Biobank of Korea, NBK)에서 분양을 받아 분석하였다(KBN-2022-089). 본 정보는 질병관리청에서 국민보건증진을 위한 연구일환으로 2001년 5월에 시작한 코호트 연구로, 경기도 안성시와 안산시의 주민들을 대상으로 한국인 역학 및 유전체 연구를 수행한 것이다. 이 중에서 유전형 판독 정확도가 98% 이하 또는 4% 이상의 높은 결측유전자형 호출률(missing genotype call rate)을 나타내거나, 30% 초과의 이형접합성(heterozygosity)을 가지거나, 성별 불일치가 존재하는 대상자들인 경우를 제외한 성인 8,840명(40∼69세, 남성: 4,182명, 여성: 4,658명)을 연구 대상자로 사용하였다. 이 중에서 이상지질혈증에 대한 환자-대조군은 결측값(무응답, 결과가 존재하지 않음 등)을 제외(262명)한 후 환자군의 기준을 더 명확하게 설정하기 위해 정상대조군과 환자군 사이에 있는 값들(이상지질혈증 경계값, 위험 전단계 등)에 해당하는 대상들(1,828명)은 제외하여 6,750명을 최종대상으로 분석을 진행하였다(Table 1). 모든 피실험자의 혈청 검체는 국립중앙인체자원은행(NBK) 업무 매뉴얼의 검체 채취 기준에 따라 공복상태(최소 9시간 금식)에서 채취한 혈액으로 자동분석기(ADVIA 1650, Siemens)를 사용하여 지질검사를 측정하였다. 이상지질혈증 분류 기준에 필요한 LDLC는 Friedewald 공식(LDLC 측정법)을 적용하여 값을 구하였다[9]. 본 연구는 상지대학교와 질병관리청(Korea National Institute of Health, KNIH)으로부터 연구 윤리 승인(IRB, Institutional Review Board)을 받은 후
Basic distinctive of normal and dyslipidemia of the Korea Association REsource cohort
Characteristic | Quantitative trait analysis | Case-control analysisa) | ||
---|---|---|---|---|
Normal | Dyslipidemia | |||
No. of subjects | 6,750 | 2,347 | 4,403 | |
Sex (male/female) | 3,234 (47.9)/3,516 (52.1) | 919 (39.2)/1,428 (60.8) | 2,315 (52.6)/2,088 (47.4) | |
Age (yr) | 52.11±8.92 | 51.11±9.08 | 52.65±8.79 | <0.001 |
Body mass index (kg/m2) | 24.56±3.14 | 23.32±3.11 | 25.22±2.94 | <0.001 |
TCHL (mg/dL) | 186.48±37.21 | 168.67±19.30 | 195.97±40.80 | <0.001 |
TG (mg/dL) | 155.28±75.10 | 99.48±24.47 | 185.03±76.04 | <0.001 |
HDLC (mg/dL) | 43.29±9.77 | 50.68±7.93 | 39.35±8.26 | <0.001 |
LDLC (mg/dL) | 112.13±33.64 | 98.10±19.07 | 119.62±37.14 | <0.001 |
n, n (%), or mean±SD.
Individuals who measured the items needed to diagnose dyslipidemia.
a)Control (normal), TCHL<200 mg, HDLC>40 mg, LDLC<130 mg, TG<150 mg; case (dyslipidemia), TCHL≥240 mg, HDLC≤40 mg, LDLC≥160 mg, or TG≥200 mg.
b)Significant differences in characteristics between the normal and dyslipidemia subjects were determined by the two-tailed Student’s t-test.
Abbreviations: TCHL, total cholesterol; TG, triglyceride; HDLC, high density lipoprotein cholesterol; LDLC, low density lipoprotein cholesterol.
모든 피실험자 연구에 사용한 환자-대조군의 분류는 한국지질·동맥경화학회의 이상지질혈증 진료지침서[7]인 한국인의 이상지질혈증 기준을 바탕으로 나누었다. 총 콜레스테롤(total cholesterol, TCHL) 200 mg/dL 미만, HDLC는 40 mg/dL 초과, LDLC는 130 mg/dL 미만, 중성지방(triglycerides, TG)은 150 mg/dL 미만에 모두 해당하는 대상자들을 정상대조군(2,347명)으로 선정했으며, TCHL이 240 mg/dL 이상, HDLC가 40 mg/dL 이하, LDLC는 160 mg/dL 이상, TG가 200 mg/dL 이상 중 하나라도 기준에 해당하는 사람을 환자군(4,403명)으로 선정하였다(Table 2). 연구 대상자에 대한 수, 분류 기준(TCHL, HDLC, LDLC, TG)에 대한 각각의 평균은 Table 1에 나타내었다.
Standards for classifying dyslipidemia in this study
Characteristic | High | Normal |
---|---|---|
Low density lipoprotein cholesterol | ≥160 | <130 |
Total cholesterol | ≥240 | <200 |
Triglyceride | ≥200 | <150 |
High density lipoprotein cholesterol | ≤40 | >40 |
본 연구를 위해 한국인 유전체분석 자료인 KARE 데이터를 바탕으로 해당 유전자의 SNPs를 선별하였다. 연구대상자들의 말초 혈액에서 추출한 백혈구로부터 DNA 시료를 분리 추출하였고, Affymetrix Genome-Wide Human SNP array 5.0 chip (Affymetrix Inc.)을 사용하여 유전형 판독을 하였다. 본 연구의 유전자 분석영역은
Association analysis of SNPs in the
No. | SNP | A1 | Function | MAF | Dyslipidemia (controls 2,347: cases 4,403) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Controls | Cases | OR (95% CI) | Add |
OR (95% CI) | Dom |
OR (95% CI) | Rec |
|||||
1 | rs8176720 | C | Synonymous | 0.4315 | 0.4288 | 1.01 (0.99∼1.03) | 0.7646 | 1.08 (0.89∼0.97) | 0.1797 | 0.93 (0.89∼0.97) | 0.2815 | |
2 | rs8176681 | C | Intron | 0.3024 | 0.3192 | 0.92 (0.90∼0.95) | 0.0450a) | 0.91 (0.88∼0.94) | 0.0619 | 0.90 (0.84∼0.95) | 0.1993 | |
3 | rs514708 | T | Intron | 0.2180 | 0.2277 | 0.95 (0.92∼0.97) | 0.1944 | 0.98 (0.95∼1.01) | 0.6749 | 0.74 (0.67∼0.81) | 0.0096a) | |
4 | rs651007 | A | Upstream | 0.2638 | 0.2480 | 1.09 (1.06∼1.11) | 0.0455a) | 1.11 (1.08∼1.14) | 0.0459 | 1.11 (1.04∼1.17) | 0.3322 | |
5 | rs672316 | C | Intron | 0.2183 | 0.2278 | 0.95 (0.92∼0.97) | 0.2037 | 0.98 (0.95∼1.01) | 0.6681 | 0.75 (0.68∼0.82) | 0.0130a) | |
6 | rs552148 | A | Upstream | 0.2101 | 0.2205 | 0.94 (0.91∼0.97) | 0.162 | 0.99 (0.96∼1.02) | 0.8051 | 0.68 (0.61∼0.75) | 0.0010a) | |
7 | rs474279 | T | Intron | 0.2134 | 0.2207 | 0.96 (0.93∼0.98) | 0.3291 | 0.99 (0.96∼1.02) | 0.8798 | 0.76 (0.69∼0.83) | 0.0189a) | |
8 | rs657152 | A | Intron | 0.4759 | 0.4490 | 1.11 (1.09∼1.13) | 0.0032a) | 1.16 (1.13∼1.19) | 0.0079a) | 1.14 (1.11∼1.18) | 0.0312a) | |
9 | rs641943 | G | Intron | 0.2180 | 0.2277 | 0.95 (0.92∼0.97) | 0.1944 | 0.98 (0.95∼1.01) | 0.6749 | 0.74 (0.67∼0.81) | 0.0096a) | |
10 | rs8176707 | T | Intron | 0.0750 | 0.089 | 0.82 (0.78∼0.86) | 0.0029a) | 0.83 (0.79∼0.87) | 0.0084a) | 0.41 (0.20∼0.63) | 0.0138a) | |
11 | rs641959 | C | Intron | 0.2267 | 0.2357 | 0.95 (0.92∼0.98) | 0.2391 | 0.98 (0.95∼1.01) | 0.6715 | 0.77 (0.70∼0.84) | 0.0247a) |
a)Statistically significant values (
Abbreviations: SNPs, single nucleotide polymorphisms; A1, minor allele; MAF, minor allele frequency; OR, odds ratio; CI, confidence interval; Add
염색체 9번에 위치한
질병유전체 상관성 분석에 사용할 SNPs를 선별하기 위하여 UCSC Genome Browser on Human Mar. 2006 (NCBI36/hg18)을 사용하여 KARE 유전정보 자료에 있는 대상 전사체(transcript)를 양방향으로 5 kb 범위를 확장하여 염색체 9번에 위치한
연구대상자의 성별, 나이 등 기본적인 특징은 Table 1에 나타내었다. 정상인 건강대조군(control, N=2,347)의 평균연령은 51세이고 이상지질혈증 환자군(case, N=4,403)의 평균연령은 53세였다. 나이, 체질량 지수(body mass index, BMI), TCHL, TG, HDLC, 그리고 LDLC 수치는 건강대조군과 이상지질혈증 환자군간 통계적인 차이를 보였다(Student’s t-test) (Table 1).
rs8176707 및 rs657152의 경우에는 3가지 유전모델 모두에서 통계적 유의수준(
한편,
Association analysis between the significant 3 SNPs in the
Trait | rs651007 | rs657152 | rs8176707 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Effect size (β±s.e) | Effect size (β±s.e) | Effect size (β±s.e) | ||||||
Dyslipidemia | ||||||||
TCHL | 2.65±0.61 | 1.48E‒05a) | 1.36±0.54 | 0.0110a) | ‒0.38±1.02 | 0.7100 | ||
TG | 1.11±1.21 | 0.3595 | 2.18±1.06 | 0.0395a) | ‒4.94±2.01 | 0.0139a) | ||
HDLC | 0.09±0.17 | 0.5957 | ‒0.02±0.15 | 0.8716 | 0.19±0.29 | 0.5024 | ||
LDLC | 2.34±0.56 | 3.14E‒05a) | 0.95±0.49 | 0.0530 | ‒0.42±0.93 | 0.6566 |
a)Statistically significant values (
Abbreviations: SNPs, single nucleotide polymorphisms; s.e, standard error; TCHL, total cholesterol; TG, triglyceride; HDLC, high density lipoprotein cholesterol; LDLC, low density lipoprotein cholesterol.
본 연구는 한국인 대상 유전체역학분석자료(KARE)를 이용하여
GWAS catalog (www.ebi.ac.uk/gwas)를 이용하여 ABO SNPs 유전자형이 통계적 연관성을 보인 새로운 발견(novelty)인지 확인하였다. rs8176681은 사람의 키(human height)와[10], rs657152는 갑상선호르몬(thyroid hormone) 수치[9], 비만(interleukin-6) [11, 12], 용종결장(polyp colon) [13], 에스트라디올(estradiol) [14], 그리고 코로나바이러스 감염증 2019 (coronavirus disease 2019, COVID-19) [15, 16]와 연관되었음이 보고되었다. 본 연구에서는 한국인을 대상으로 ABO 유전변이형과 이상지질혈증과의 연관성을 보여주었다. 1000 Genome 프로젝트 컨소시엄 데이터(2015)를 기반으로 Geography of Genetic Variants 브라우저를 이용하여 조우성 model 중 유의수준이 높은 인트론에 위치한 ABO 유전변이인 rs8176707, rs657152의 minor allele T, A 염기 빈도는 전세계적으로 지역마다 다른 양상을 보였다(Figure 2).
1960년과 1970년 두 차례 전세계적으로 대규모 역학연구가 수행되었는데, 사람의 ABO 혈액형과 여러 질병취약성과의 연관성을 수행하였다[17]. 실제로 ABO 혈액형 유전자는 실제로 종양, 심혈관성 질병, 감염성 질병, 혈액학적 질병, 인지장애, 순환기병, 대사성 질환, 말라리아병 등 다양한 질병과 연관성이 보고된 바 있다[18]. 감염성 질병면에서 A형 혈액형은 천연두, 녹농균 감염발생률의 증가, B형 혈액형은 임질, 결핵, 폐렴알균, 대장균, 살모넬라 감염발생 증가, O형 혈액형은 콜레라, 페스트, 결핵, 유행성 귀밑샘염의 발생률 증가와 관련이 있었고 AB형 혈액형은 지역, 나이, 인종, 성별과 무관하게 인지장애 위험을 증가시킬 뿐만 아니라 천연두, 대장균, 살모넬라 감염발생률 증가와 관련이 있는 것으로 나타났다[18, 19].
본 연구의 상관분석을 통해서 한국인의
지질 대사장애는 임상에서 흔히 볼 수 있는 질환이다. 이상지질혈증(dyslipidemia)과 그 유병률은 전세계적으로 심혈관질환의 이환율 및 사망률과 밀접한 관련이 있다. 한국인 대상 40∼64세 성인 중년층을 대상으로
None
This research was supported by Sangji University in 2023. This study was conducted with bioresources from National Biobank of Korea, The Korea Disease Control and Prevention Agency, Republic of Korea (KBN-2022-089).
None
Song YJ1, Undergraduate; Lee SW1, Professor; Jin HS2, Professor; Park S1, Professor.
-Conceptualization: Lee SW, Park S.
-Data curation: Song YJ, Lee SW, Jin HS, Park S.
-Formal analysis: Song YJ, Park S.
-Methodology: Song YJ, Park S.
-Software: Song YJ, Park S.
-Validation: Song YJ, Lee SW, Jin HS, Park S.
-Investigation: Song YJ, Park S.
-Writing - original draft: Song YJ, Lee SW, Jin HS, Park S.
-Writing - review & editing: Jin HS, Park S.
All procedures were performed in accordance with protocols approved by the Sangji University IRB (approval numbers: 1040782-220815-HR-10-103).