粒線體DNA變異與嬰兒猝死症候群相關性之研究

嬰兒猝死症候群（Sudden Infant Death Syndrome, SIDS）至目前為止，確切的原因仍不明，回溯許多文獻報告，SIDS的發生可能與粒線體基因（mitochondrial DNA, mtDNA）突變有關，本篇研究即針對嬰兒猝死症候群（SIDS）、非嬰兒猝死症候群（non-SIDS）及正常對照組（live health control）探討粒線體DNA變異與SIDS之間的相關性。另外也探討DNA修補機制有關的酵素hOGG1基因多型性與SIDS之間的相關性。本研究中我們收集7位SIDS及19位non-SIDS的個案。死亡個案採取血液、骨骼肌及心肌組織，正常對照組則採取正常嬰兒的唾液檢體（buccal epithelial sample），利用聚合酶鏈鎖反應（polymerase chain reaction, PCR）、Long-extension PCR、Primer-shift PCR及即時定量PCR（Real-time Quantitative PCR ）技術，分析mtDNA hypervariable region I（HVR I）、HVR II變異情形、mtDNA斷損突變（large-scale deletion）及相對mtDNA拷貝數（relative amount of mtDNA copy number）。實驗結果發現，SIDS、non-SIDS及live health control三組之mtDNA HVR I、HVR II DNA序列變異情形，包括鹼基的取代（DNA substitution）種類、位置及數目並無顯著差異。於本研究中檢測有三種mtDNA deletion於SIDS及non-SIDS檢體中，分別為4977 bp、5335 bp及7599 bp deletion。live health control的buccal epithelial sample中僅發現一位有7599 bp deletion。4977 bp deletion僅出現在一位non-SIDS死於先天性心臟畸形的心肌樣品中。比較SIDS於不同組織的mtDNA deletion發生率，發現骨骼肌的5335 bp deletion發生率高出心肌及血液有1.5及2倍，另骨骼肌的7599 bp deletion發生率高出血液及心肌有1.6倍。比較SIDS與non-SIDS之間5335 bp及7599 bp deletion發生率的差異，發現SIDS血液5335 bp deletion高出non-SIDS血液4倍，SIDS骨骼肌5335 bp deletion高出non-SIDS骨骼肌1.8倍。SIDS血液中7599 bp deletion高出non-SIDS血液有2倍。SIDS victims於血液及骨骼肌的multiple deletion發生率高出non-SIDS血液及骨骼肌有4倍及2倍。利用費雪精準檢定(Fishers’ Exact Test)比較SIDS與non-SIDS之間於血液、骨骼肌及心肌的mtDNA deletion，發現並沒有顯著性差異(p>0.05)，其中骨骼肌5335 bp deletion 之p值為0.093，趨近於0.05。統計SIDS與non-SIDS於血液、骨骼肌及心肌multiple deletion的比率，兩組之間亦沒有顯著性差異，其中骨骼肌之p值為0.085，趨近於0.05。SIDS victims骨骼肌與心肌的相對mtDNA copy number均高於non-SIDS victims約0.4倍，但SIDS victims其血液的相對mtDNA copy number反而比non-SIDS victims低。比較SIDS 與non-SIDS victims在血液、心肌及骨骼肌中相對mtDNA copy number，並無顯著性差異，p值分別為0.25、0.28及0.14。SIDS的骨骼肌及心肌比non-SIDS有較高的deletion發生率及較高的相對mtDNA數目，此現象可能係因帶有mtDNA缺損的粒線體因生物能量不足，所產生的補償機制，使粒線體增殖，mtDNA copy number相對的升高。而SIDS group血液的mtDNA deletion發生率高於non-SIDS，但相對mtDNA數目卻比non-SIDS group低，此種不同於骨骼肌及心肌代償作用的結果，是否與mtDNA deletion引發apoptosis作用於骨髓幹細胞有關，仍有待進一步研究。另外，分析SIDS、non-SIDS及live health control的hOGG1基因型，SIDS victims的1245G allelic frequency為0.786，較non-SIDS的0.611及正常對照組的0.450高，比較SIDS與live health control 及non-SIDS與live health control三種hOGG1基因型，發現並沒有顯著性差異，p值分別為0.062及0.246。雖然SIDS及non-SIDS與live health control之唾液檢體來源不同，但整體而言SIDS及non-SIDS之斷損突變發生率比live health control高出許多倍。mtDNA斷損除了使細胞內的生物能量產生危機外，也可能會促進細胞apoptosis。過去的研究指出許多SIDS在腦幹的病理檢查發現有apoptosis，而這些apoptosis被認為與缺氧有關。綜合實驗結果，我們的結論認為mtDNA deletion本身並非直接與SIDS的死因有關係，但或許可能當嬰兒處於發育階段的脆弱時期，由於mtDNA deletion，嬰兒易受到能量不足或缺氧的間接的作用下，導致嬰兒有猝死發生的傾向。