家族里有人患上2型糖尿病,不少人会担心自己早晚也会得病。仔细观察会发现一个奇怪现象,同一个家庭,有人四十出头血糖就超标,有人七十多岁血糖依旧稳定。兄弟姐妹发病年龄能差二三十年,父母子女之间发病时间也常常不匹配。大家共享一套基因,为什么发病时间差距这么大。
先说2型糖尿病的遗传本质。它不属于单基因遗传病,已知相关基因位点超过一百个,每一个位点只能小幅提升患病风险,单个位点风险增幅往往只有百分之几。就像拿到一副牌,从父母那里继承的不是一张直接患病的牌,而是一堆小幅增加风险的牌。更关键的是,这类风险位点在人群里分布极广。有研究估算,99%的人身上携带九个以上2型糖尿病风险等位基因,但最终发病的只有8%到10%。携带风险基因不算罕见,关键在于什么条件激活这些基因。

第一个造成发病年龄差异的核心因素,是多基因负荷的高低。一家人共享大量基因,但每个人从父母身上继承到的风险位点数量并不一样。有一项研究,在单基因糖尿病(HNF1A-MODY)家族中,检测常见2型糖尿病风险变异。结果发现,同样携带该致病突变的家族成员,携带越多2型糖尿病风险等位基因,发病时间越早,每多一个风险等位基因,确诊年龄平均提前0.35年。单基因疾病尚且会被背景风险基因显著改变发病时间,多基因的2型糖尿病差异会更大。家族成员有人早发有人晚发,基础原因就是每个人拿到的风险基因组合不一样,先天牌面存在差别。
基因组合差异只能解释一部分现象,还有更隐蔽的机制,也就是基因的开关状态。DNA序列来自父母,但DNA附带化学标记,控制基因开启或者关闭,就是表观遗传。饮食、压力、运动量,甚至母亲孕期血糖水平,都能改变这类标记。有研究专门观察宫内高血糖暴露的影响,如果母亲怀孕期间患有糖尿病,子女未来发病年龄平均提前5.1年。不是孩子基因发生改变,是子宫内高糖环境给基因打上标记,提前激活致病通路。DNA甲基化、组蛋白修饰都属于这类机制,把环境影响写入基因表达。同一套DNA,在不同人身上会产生完全不同的表达结果。
性别也是无法忽略的变量。多项研究观察,男性发病年龄普遍早于女性,遗传变异对发病年龄的影响,在男性身上更明显。一项大样本人群研究显示,40岁之前早发的男性占比18.46%,女性15.88%。机制可能和性激素调节胰岛素敏感性、男女脂肪分布差异有关。遗传来源的区别同样值得留意,一份11467名2型糖尿病患者的研究发现,母亲患病的人群数量远多于父亲患病,整体母系父系比例1.75。但这个比例随发病年龄变化,60到70岁发病人群,母系父系比高达2.34;15到30岁早发群体,比例降到1.27。说明早发病例,父亲遗传贡献占比更高,晚发病例受母亲影响更大。父母双方都有糖尿病病史,发病年龄最早。韩国一项研究显示,父母均患病的人,早发风险是无家族史人群的2.36倍。
除去基因本身和表观遗传标记,肠道菌群也是造成个体差异的一环。一项覆盖美国、欧洲、以色列、中国八千多份样本的研究,在2型糖尿病患者体内找到19种和疾病相关的失调菌种,还发现27个同种细菌不同株系之间的差异,这些差异可以解释不同人患病易感性的区别。饮食是塑造肠道菌群最直接的因素,日常吃什么,直接决定哪些菌群增殖,哪些被抑制。菌群代谢产生短链脂肪酸等物质,反过来影响胰岛素敏感性与慢性炎症。一家人基因相近,但成年之后饮食、生活习惯各不相同,菌群结构慢慢分化,发病时间随之拉开差距。
体重轨迹是把基因差异转化成发病时间差距的中间变量。这里有个容易混淆的点,不是所有早发患者都是肥胖人群。日本一项体检人群追踪研究,肥胖糖尿病人群发病前体重持续上涨;非肥胖糖尿病人群确诊前,体重反而下降。研究者推测,非肥胖人群发病根源不是胰岛素抵抗,而是胰岛素分泌功能率先受损,胰岛素分泌减少带来体重下降,体重降低甚至在确诊前八年就出现。肥胖人群的发病路径是胰岛素抵抗逐步加重,β细胞持续代偿,代偿失效之后血糖失控,这个过程能持续十五到二十三年。两条发病路径生理机制不同,带来发病年龄的差别。
把这些因素综合起来,家族遗传背景下发病年龄差异就不再难理解。它像多变量方程,继承的风险基因组合决定基础数值,表观标记决定基因激活阈值,性别和遗传来源调整系数,肠道菌群和体重轨迹是随时间变化的输入变量。没人能精准预测自己哪一年发病,但理解这些变量,至少能分清哪些因素可以干预。基因无法更改,但表观标记能通过生活方式调整,肠道菌群、体重变化都可以人为干预。有早发家族史的人,需要更早监测血糖,不是命运已经定局,只是先天风险底数更高,缓冲空间更小。
