中國(guó)少數(shù)民族原發(fā)性高血壓候選基因研究進(jìn)展

蘇秀蘭 常培葉

(內(nèi)蒙古醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)研究中心,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050)

原發(fā)性高血壓(EH)是遺傳因素與環(huán)境共同作用的多基因遺傳病,具有高度的遺傳異質(zhì)性、遲顯性和易感基因外顯不全性,這為確定EH相關(guān)基因的研究帶來(lái)極大困難。EH候選病因的研究一直受到科研人員的重視,其中,種族與 EH的關(guān)系很早就受到注意。抽樣調(diào)查發(fā)現(xiàn),同一地區(qū)不同民族間和不同地區(qū)同一民族間高血壓患病率存在差異〔1〕。1991年第三次全國(guó)高血壓抽樣調(diào)查顯示,患病率最低為彝族(3.28%),較高為朝鮮族(22.95%)、藏族(21.04%)和蒙古族 (20.22%)〔2〕。我國(guó)各民族的地理分布、生活習(xí)俗、經(jīng)濟(jì)文化乃至遺傳背景千差萬(wàn)別,為進(jìn)行EH的病因研究提供了得天獨(dú)厚的現(xiàn)場(chǎng),多年來(lái)研究人員從不同角度對(duì)我國(guó)若干少數(shù)民族進(jìn)行了 EH候選基因的研究。所謂候選基因,即其編碼的蛋白質(zhì)參與了血壓調(diào)節(jié),該基因就可作為候選基因。本文就與血壓調(diào)節(jié)密切相關(guān)的幾個(gè)候選基因在中國(guó)少數(shù)民族的研究進(jìn)展作一綜述。

1 腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)

RAS是以強(qiáng)縮血管物質(zhì)血管緊張素Ⅱ(angiotensinⅡ,AngⅡ)為中心的血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng),在維持水鹽平衡和調(diào)節(jié)心血管活動(dòng)中起重要作用。在限速酶腎素和血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)的分別作用下,血管緊張素原(AGT)依次轉(zhuǎn)變?yōu)?AngⅠ、AngⅡ,后者與AngⅡ受體(ATR)結(jié)合,通過(guò)各種機(jī)制升高血壓。因此,編碼以上多種蛋白質(zhì)的基因均是 EH的重要候選基因,也是迄今為止研究最廣泛的高血壓相關(guān)基因。

1.1 AGT基因 AGT基因是目前最有代表性、研究最多的血壓調(diào)節(jié)候選基因,定位于 1q42-43,cDNA序列全長(zhǎng)1 030 bp,基因組全長(zhǎng) 12kb,共有 5個(gè)外顯子和 4個(gè)內(nèi)含子,是單拷貝基因。AGT是 AngⅡ的惟一前體,從根本上決定著 AngⅡ的產(chǎn)生,AGT的基因型在一定程度上影響血漿 AGT水平。研究發(fā)現(xiàn)AGT基因約有 50種多態(tài)位點(diǎn),目前研究最多的是位于第 2外顯子的 M235 T和T174 M多態(tài)性,文獻(xiàn)分析顯示,新疆哈薩克族人AGT基因 M235 T和 T174M分子變異可能與哈薩克族人群高血壓發(fā)病無(wú)關(guān)聯(lián)〔3〕。有研究表明位于 AGT基因啟動(dòng)子區(qū)的A-6 G直接影響基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄速率,A-20 C變異則影響人體血漿中 AGT和血管緊張素水平,并影響 AGT表達(dá),A-6 G和 A-20 C的變異可能與 EH相關(guān)。文獻(xiàn)分析顯示 AGT基因 A-6 G變異與哈薩克族、藏族、蒙古族的 EH相關(guān),而 A-20 C變異與哈薩克族、藏族EH的發(fā)生無(wú)關(guān);但是,A-20 C與蒙古族人群的 EH相關(guān),并且可能與 A-6 G具有協(xié)同作用〔4～6〕。

1.2 ACE基因 ACE基因位于染色體 17 q23,全長(zhǎng) 21 kb,包含 26個(gè)外顯子,其內(nèi)含子 16中一段長(zhǎng)度為 287 bp的 Alu序列的插入/缺失(I/D)多態(tài)性近年來(lái)被廣泛論證與 EH發(fā)生的關(guān)系。目前的研究主要聚焦于 ACE基因 3種基因型(II、ID、DD)與 EH的關(guān)系,不同研究的結(jié)論不一。壯族、維吾爾族高血壓組與正常組的 ACE基因型分布有顯著差異,ACE基因缺失型(DD)可能是EH的遺傳易感性基因標(biāo)志;而涼山彝族男性高血壓和正常血壓人群 ACE基因 3種基因型(II、ID、DD)的分布差異均無(wú)顯著性。藏族男性的研究結(jié)果與彝族相同,而藏族女性高血壓卻與 ACE基因D等位基因相關(guān);在蒙古族、新疆巴里坤哈薩克族隔離群體中卻未發(fā)現(xiàn)ACE基因I及 D等位基因分布在高血壓組和對(duì)照組的差異存在顯著性〔7,8〕。有研究者認(rèn)為,EH是一種多基因遺傳病,由于基因的微效作用,在小樣本研究中可能得不到有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的結(jié)果。

1.3 ATR基因 ATR基因定位于 3 q22,其編碼區(qū)全長(zhǎng) 1 kb,只有1個(gè)外顯子,無(wú)內(nèi)含子結(jié)構(gòu)。目前已知的人類ATR有1型(AT1R)和 2型 (AT2 R)兩種亞型。對(duì)AT1R研究比較清楚,認(rèn)為大多數(shù) AngⅡ的生物作用,如刺激交感神經(jīng)末梢釋放兒茶酚胺、收縮血管、刺激醛固酮分泌、促心肌及血管平滑肌細(xì)胞增殖和肥厚等,均通過(guò)與 AT1R結(jié)合后實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的 AT1R基因多態(tài)性約 50多種,多數(shù)研究集中于 3′端的 A1166 C多態(tài)性。文獻(xiàn)分析顯示,藏族男性EH患者A 1166等位基因的頻率明顯高于正常對(duì)照組,AA基因型是 EH的獨(dú)立危險(xiǎn)因素;彝族EH患者和正常對(duì)照之間 A1166基因型分布和等位基因頻率的差異則無(wú)顯著性,A 1166 C多態(tài)性與新疆哈薩克族 EH不相關(guān)〔9,10〕。AT2R介導(dǎo) AngⅡ?qū)π难艿淖饔每赡芘c AT1R相反,有關(guān) AT2R基因與EH相關(guān)性的研究,國(guó)內(nèi)外均甚少報(bào)道。

2 β2腎上腺素能受體(β2-AR)基因

β2-AR是交感神經(jīng)系統(tǒng)的重要組成部分,位于血管平滑肌細(xì)胞和腎臟的多種細(xì)胞中,與受體激動(dòng)劑結(jié)合,通過(guò) G蛋白偶聯(lián)信號(hào)傳遞改變血管緊張性、調(diào)節(jié)腎素釋放、影響水鹽代謝等途徑調(diào)節(jié)血壓,且對(duì)血壓的短期和長(zhǎng)期調(diào)節(jié)均有重要作用,因此 β2-AR基因在高血壓發(fā)病機(jī)制中的作用重要,在候選基因識(shí)別研究中是一個(gè)較受重視的候選基因〔11〕。該基因定位于染色體 5 q31-32,有 1個(gè)外顯子,在 β2-AR基因編碼區(qū)及啟動(dòng)子區(qū)至少存在 20個(gè)變異位點(diǎn),其中對(duì) 46A/G(Argl6 Gly)和 79C/G(Gln27 Glu)多態(tài)性的研究較多。文獻(xiàn)分析顯示,β2-AR基因Arg16 Gly和 Gln27 Glu多態(tài)與新疆哈薩克族和維吾爾族人群EH均無(wú)相關(guān)關(guān)系〔12〕。吳弘等〔13〕在大別山區(qū)漢族人群研究中發(fā)現(xiàn) +252的多態(tài)性在EH人群和正常血壓人群的多態(tài)分布有顯著性差異,但是在疆哈薩克族的研究中 +252多態(tài)性與EH的無(wú)明顯關(guān)系。

3 水鹽代謝相關(guān)基因

高血壓,特別是低腎素型高血壓與鈉水潴留及細(xì)胞外液容量過(guò)多密切相關(guān),與鈉鹽代謝相關(guān)的基因已被看作EH的候選基因。

3.1 醛固酮合成酶 CYP11B2基因 醛固酮合成酶由CYP11B2基因編碼,在催化生成醛固酮過(guò)程中起關(guān)鍵作用。該基因作為高血壓病的一個(gè)候選基因近年來(lái)備受關(guān)注,爭(zhēng)論最多的多態(tài)即 344 T/C。研究顯示,該變異可影響 CYP11B2基因啟動(dòng)子與 SF-1因子結(jié)合進(jìn)而影響醛固酮合成酶mRNA的轉(zhuǎn)錄和醛固酮的合成及分泌,其中C等位基因與SF-1因子結(jié)合的能力明顯高于 T等位基因。已有報(bào)道,CYP11B2基因 344 T/C多態(tài)性與蒙古族、懷化侗族、新疆巴里坤哈薩克族人群 EH不相關(guān),但是 344 T/C多態(tài)性可能與新疆巴里坤哈薩克族女性EH相關(guān)〔7,14,15〕。

3.2 α-內(nèi)收蛋白(ADD)基因 ADD是一種異源二聚體細(xì)胞骨架蛋白,調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)和透膜蛋白的暴露情況及細(xì)胞表面鈉-鉀泵的數(shù)量和活性,在鈉離子轉(zhuǎn)運(yùn)和細(xì)胞外液平衡中起重要作用。人類 ADD基因由 α和 β二個(gè)亞單位組成,α亞單位基因全長(zhǎng) 85kb,有 27個(gè)外顯子和 16個(gè)內(nèi)含子組成,定位于4 pl6。近年來(lái),有關(guān)人類 ADD基因多態(tài)性 Gly460 Trp作為 EH尤其是鹽敏感性高血壓候選基因的研究較多。Ju等〔16〕報(bào)道,在中國(guó)北部人群中,Trp460等位基因攜帶者EH患病率比其他基因攜帶者高,且ADD多態(tài)性與收縮壓相關(guān)。王從等〔17〕發(fā)現(xiàn)蒙古族 Trp 460等位基因和 EH相關(guān)。

3.3 心鈉素(ANP)基因 ANP基因具有擴(kuò)血管、利鈉、利尿作用,ANP通過(guò)控制血容量在血壓調(diào)節(jié)中起重要作用,ANP基因被認(rèn)為是高血壓的候選基因。人 ANP基因位于 l p36,長(zhǎng)約2.5kb,cDNA分子全長(zhǎng)為 850bp,含 3個(gè)外顯子和 2個(gè)內(nèi)含子。目前已發(fā)現(xiàn) ANP基因至少存在 11種多態(tài)性,且其多態(tài)性分布存在著種族差異,其中第 3外顯子上 T2238 C具有內(nèi)切酶 Scal酶切位點(diǎn)多態(tài)性〔18〕。T到 C的突變可能引起血漿 ANP水平的變化,與高血壓具有一定相關(guān)性。新疆哈薩克族人 ANP基因T2238 C存在基因變異,但該變異可能與哈薩克族人原發(fā)性高血壓不相關(guān)〔19〕。

4 內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)基因

高血壓患者血管的結(jié)構(gòu)和功能均有改變,功能改變主要表現(xiàn)為血管舒縮物質(zhì)產(chǎn)生異常,血管反應(yīng)性異常和血管舒縮機(jī)制失衡,這些功能紊亂在高血壓的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。其中內(nèi)皮細(xì)胞依賴的舒縮功能異常與一氧化氮和內(nèi)皮素密切相關(guān)。一氧化氮可使血管舒張,還可誘導(dǎo)血小板聚集影響血流,從而降低血壓。一氧化氮合酶是一氧化氮合成的限速酶,一些研究發(fā)現(xiàn),高血壓患者體內(nèi)一氧化氮合成減少,內(nèi)皮細(xì)胞依賴性血管舒張受限,這種變化可能與eNOS基因變異有關(guān),其已作為 EH的候選基因。

eNOS基因定位于 7q35-36,長(zhǎng)度 21 kb,由 26個(gè)外顯子組成,其編碼產(chǎn)物合成的一氧化氮進(jìn)入血管平滑肌后能激活cGMP,使血管舒張,血壓下降。 Lap等〔20〕在中國(guó)重慶對(duì) eNOS G894T多態(tài)性的研究結(jié)果是,eNOS不直接導(dǎo)致高血壓,但可能通過(guò)其他的危險(xiǎn)因子起到升高血壓的作用。王從等〔17〕對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)蒙古族的研究認(rèn)為,G894 T多態(tài)性是高血壓病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,提示EH易感基因的作用可能具有地域性,而新疆哈薩克族 eNOS基因 G894 T多態(tài)性與 EH不相關(guān)〔21〕。

5 載脂蛋白 E(ApoE)基因

ApoE基因是血漿脂蛋白的組成成分之一,是極低密度脂蛋白、高密度脂蛋白、中間密度脂蛋白的結(jié)構(gòu)和功能成分,并且是脂蛋白與受體結(jié)合的配體,在脂蛋白代謝中起重要作用。ApoE基因位于第 19號(hào)染色體,基因全長(zhǎng) 3.7kP,含有 4個(gè)外顯子。人群中具有 6種表型,即 3種純合子(E2/2、E3/3、E4/4)和 3種雜合子(E2/3、E 2/4、E4/3)。中國(guó)人群 E3/3分布頻率是目前國(guó)際調(diào)查結(jié)果中最高的,為 78.8%。大量的流行病學(xué)研究也顯示,中國(guó)人群中常見的表型是載脂蛋白 E3/3,最常見的等位基因是 E3〔22〕。甘肅省甘南藏族自治州研究檢測(cè)到 E2/2、E2/4、E 3/3、E3/4、E4/4 5種基因型,未檢測(cè)到 E2/3基因型。ApoE 4與藏族 EH相關(guān),與回族 EH不相關(guān)〔23〕。新疆哈薩克族均以 E3/3基因型和E3等位基因?yàn)樽疃?ApoE與哈薩克族高血壓不相關(guān)〔24〕。

6 結(jié) 語(yǔ)

目前,候選基因法在 EH遺傳機(jī)制的研究中廣泛應(yīng)用,已報(bào)道的候選基因達(dá)到 150種,但迄今沒有任何一個(gè)被確認(rèn)為EH的易感基因。如前所述,即使在同民族人群中,變異基因與EH關(guān)聯(lián)研究的結(jié)果多不一致且可重復(fù)性較差,一方面可能由于統(tǒng)計(jì)分析中存在樣本偏倚及假陽(yáng)(陰)性錯(cuò)誤,另一方面更因?yàn)?EH本身的復(fù)雜性。①血壓是數(shù)量性狀,在人群中呈連續(xù)的單峰分布,按照血壓水平將受試者截然分為高血壓組和正常組,而忽略了大量中間表型并不能真實(shí)反映這兩組人群的遺傳學(xué)差異;②EH為多基因遺傳病,只有當(dāng)基因突變所產(chǎn)生的微小表型效應(yīng)積累到一定程度,再加上環(huán)境因素的聯(lián)合作用才會(huì)導(dǎo)致疾病的發(fā)生,孤立研究單個(gè)基因位點(diǎn)并不合理;③EH形成過(guò)程中存在基因-基因作用,基因間的協(xié)同作用可能更顯著地影響 EH的易感性。因此,注重基因-基因相互作用研究,進(jìn)行多個(gè)基因聯(lián)合分析,是今后研究EH基因機(jī)制的較好策略。

我國(guó)少數(shù)民族高血壓的研究隨著生物學(xué)技術(shù)和流行病學(xué)理論的發(fā)展不斷深入,但也很遺憾地看到,我國(guó)豐富的現(xiàn)場(chǎng)資源還沒有得到充分利用,而以家系研究為代表的遺傳流行病學(xué)研究開展得比較少,受跨學(xué)科的限制,水平較低。生物信息學(xué)的發(fā)展制約著分子流行病學(xué)研究的更深人進(jìn)行,針對(duì)酶、受體等生物大分子的研究缺乏。另外,社會(huì)心理因素受到忽視,導(dǎo)致在病因解釋時(shí)不夠全面。這些既是以往研究的不足,也是今后研究的努力方向。

1 吳天一,汪師貞.我國(guó)部分民族及高原地區(qū)高血壓調(diào)查的綜合報(bào)告〔J〕.中華心血管病雜志,1984;12(1):1-4.

2 全國(guó)高血壓抽樣調(diào)查協(xié)作組.中國(guó)高血壓的患病率及其變化趨勢(shì)〔J〕.中國(guó)高血壓雜志,1995;3(增刊):7-18.

3 李南方,周 玲,董旭南,等.新疆哈薩克族人的血管緊張素原基因的 T174M多態(tài)性與高血壓病的相關(guān)性研究〔J〕.中華心血管病雜志,2003;31(10):726.

4 李南方,周 玲,吳衛(wèi)東,等.血管緊張素原基因 5′端核心啟動(dòng)子區(qū)(-6)A-G和(-20)A-C變異與哈薩克族人原發(fā)性高血壓相關(guān)性分析〔J〕.中華醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)雜志,2004;21(1):23-8.

5 楊 春,邱長(zhǎng)春,盧圣棟,等.血管緊張素原基因核心啟動(dòng)子區(qū)域突變與藏族原發(fā)性高血壓的關(guān)聯(lián)分析〔J〕.中華醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)雜志,2000;17(3):149-52.

6 呼日勒,趙世剛,牛廣明,等 .血管緊張素原基因 5′端啟動(dòng)子區(qū) A-20C和 A-6G單核苷酸多態(tài)性與蒙古族人群原發(fā)性高血壓的相關(guān)性〔J〕.中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù),2007;11(30):5865-8.

7 呼日勒,張春雨,趙世剛,等.血管緊張素轉(zhuǎn)換酶基因 I/D多態(tài)性及醛固酮合成酶基因 T-344C多態(tài)性與蒙古族人群原發(fā)性高血壓的相關(guān)性研究〔J〕.中國(guó)老年學(xué)雜志,2007;27(12):1166-8.

8 王笑峰,汪師貞,林仁勇,等.新疆哈薩克族隔離群血管緊張素轉(zhuǎn)換酶基因 I/D多態(tài)性與高血壓病的關(guān)系〔J〕.中華醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)雜志,2003;20(3)253-5.

9 劉 英,單廣良,崔超英,等.AT1 R基因 A1166C多態(tài)性與漢、藏和彝族原發(fā)性高血壓的遺傳易感性〔J〕.中華醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)雜志,2003;20(3):220-4.

10 李 濤,李南方,周 玲.新疆哈薩克族人群中血管緊張素Ⅱ-1型受體基因多態(tài)性與原發(fā)性高血壓的相關(guān)性研究〔J〕.臨床心血管病雜志,2008;24(8):606-8.

11 Kato N,Sugiyama T,Morita H,et al.Association analysis of beta(2)-adrenergic receptor polymorphisms with hypertension in Japanese〔J〕.Hypertension,2001;37(2):286-92.

12 張麗萍 .新疆哈薩克族和維吾爾族人群原發(fā)性高血壓與a ENaC和 AR基因多態(tài)性的關(guān)聯(lián)研究〔B〕.新疆醫(yī)科大學(xué),2007.

13 劉克堅(jiān),周 玲,楊 進(jìn),等 .β2腎上腺素能受體基因 G(+252)A多態(tài)性與新疆哈薩克族原發(fā)性高血壓的相關(guān)研究〔J〕.農(nóng)墾醫(yī)學(xué),2008;30(5):365-7.

14 徐新娟,汪師貞,林仁勇,等 .新疆哈薩克族隔離群醛固酮合成酶基因多態(tài)性與原發(fā)性高血壓的關(guān)聯(lián)性〔J〕.中華醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)雜志,2004;21(6):622-4.

15 黃雪梅,江興林,段于峰,等 .懷化地區(qū)侗族高血壓高發(fā)人群醛固酮合成酶基因多態(tài)性(-344C/T)研究〔J〕.中國(guó)優(yōu)生與遺傳雜志,2005;13(11):18-9.

16 Ju Z,Zhang H,Sun K,et al.Alpha-adducin gene polymorphism is associated with essential hypertension in Chinese:a case-control and familybased study〔J〕.Hypertension,2003;21(10):1861-8.

17 王 叢,孫 剛,閆旭龍,等 .蒙古族原發(fā)性高血壓患者 α-adducin基因和內(nèi)皮型一氧化氮合酶基因多態(tài)性研究〔J〕.臨床心血管病雜志,2007;23(7):525-7.

18 Pamasawmy R,Kotea N,Lu C Y,et al.Investigation of the polymorphic Sca I site by a PCR-based assay at the human atrial peptides(hANP)gene locus〔J〕.Hum Gen,1992;90(3):323-4.

19 李南方,張艷敏,李 濤,等 .新疆哈薩克族原發(fā)性高血壓與心鈉素基因 T2238C多態(tài)性的關(guān)系〔J〕.臨床心血管病雜志,2005;21(9):513-5.

20 Lapu-Bula R,Quarshie A,Lyn D,et al.The 894T allele of endothelial nitric oxide synthase gene is related to left ventricular mass in African Americans with high-normal blood pressure〔J〕.Natl Med Assoc,2005;97(2):197-205.

21 徐新娟,汪師貞,林仁勇,等 .新疆哈薩克族人群內(nèi)皮型一氧化氮合酶基因與醛固酮合成酶基因協(xié)同作用與原發(fā)性高血壓的關(guān)聯(lián)性〔J〕.中國(guó)臨床康復(fù),2006;10(20)13-5.

22 張懷勤.載脂蛋白 E基因多態(tài)性與高血壓病、冠心病的相關(guān)性研究〔J〕.基礎(chǔ)研究,2002;2(2):20-2.

23 張衛(wèi)澤,李星輝,陳永清,等 .高海拔區(qū)漢、藏、回族原發(fā)性高血壓與載脂蛋白 E基因多態(tài)性的相關(guān)研究〔J〕.中國(guó)循環(huán)雜志,2007;22(4):263-6.

24 吳雪花.載脂蛋白 E基因多態(tài)性與新疆哈薩克族原發(fā)性高血壓的相關(guān)性研究〔D〕.石河子大學(xué),2007.