內(nèi)皮型一氧化氮合酶基因多態(tài)性與冠心病關(guān)聯(lián)研究

馬 莎 王玉璟

冠心病是一種嚴(yán)重威脅著人類健康的常見心血管疾病，至今病因尚未完全清楚，但認(rèn)為與高血壓、高脂血癥、糖尿病、內(nèi)分泌功能低下等因素有關(guān)。近年來，國內(nèi)外的研究結(jié)果均證實了遺傳因素在心血管疾病中的重要作用，內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)基因多態(tài)性對冠心病的影響受到了人們的重視。內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)基因位于染色體7q35～36，與冠心病可能有關(guān)的多態(tài)性有3種:G894T、T-786C和27VNTR。現(xiàn)將國內(nèi)外針對一氧化氮合酶基因多態(tài)性與心血管疾病關(guān)系的研究結(jié)果做一綜述。

一、eNOS

Forstermann和 Pollock于1991年首次在內(nèi)皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)，編碼該酶的DNA序列也已經(jīng)從人和牛的內(nèi)皮細(xì)胞中分離出來。自然界中，一氧化氮合酶(NOS)是一種同工酶，分別存在于內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、神經(jīng)吞噬細(xì)胞及神經(jīng)細(xì)胞中。NOS廣泛存在于神經(jīng)系統(tǒng)，其同工酶有3種亞型，即在正常狀態(tài)下表達(dá)的神經(jīng)元型一氧化氮合酶(nNOS)內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)，以及在損傷后誘導(dǎo)表達(dá)的誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)。nNOS和iNOS具有神經(jīng)毒性作用，而eNOS則具有保護作用。NOS以L-精氨酸為底物，利用氧生成NO和L-瓜氨酸，NOS還能生成氧化產(chǎn)物。NOS是精氨酸-NOS-瓜氨酸途徑的唯一限速酶，是決定血管壁NO基礎(chǔ)水平的關(guān)鍵酶。Furchgott和awadzki于1980年第1次發(fā)現(xiàn)了NO，NO是一種內(nèi)皮源性血管舒張因子，具有重要的生理功能，如舒張血管平滑肌、降低血壓、防止血小板的黏附和聚集，防止過度凝血和氧化應(yīng)激等［1］。eNOS基因定位于染色體7q35～36，共有21～22kb，包含26個外顯子和25個內(nèi)含子，編碼1203個氨基酸。已有研究發(fā)現(xiàn)eNOS有十多個多態(tài)性位點，目前較為關(guān)注的位點是:位于啟動子區(qū)的T-786C，位于第7外顯子G894T和位于第4內(nèi)含子4a/4b。結(jié)構(gòu)決定功能，NO水平也與eNOS基因的多態(tài)性有密切關(guān)系，進而影響心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展。

二、內(nèi)皮功能紊亂與冠心病

從1980年以來，內(nèi)皮組織已被認(rèn)為不僅是在血液和組織之間的一個單層物理屏障，而且是一個內(nèi)分泌器官，能夠釋放不同的新陳代謝活化物質(zhì)，包括內(nèi)皮源性舒張因子(EDRF)和內(nèi)皮源性收縮因子(EDCF)，一旦兩者平衡被打亂，內(nèi)皮組織將出現(xiàn)病理性功能紊亂。這種不平衡是由于內(nèi)皮因子的合成、生物利用度及其活性改變相關(guān)［2］。目前，研究人員關(guān)注于NO生物利用度、NOS解偶聯(lián)、COX和炎性調(diào)節(jié)因子在心血管和代謝性疾病中的作用。

冠心病典型的標(biāo)志就是內(nèi)皮功能紊亂，然而，潛在的內(nèi)皮功能紊亂在不同的冠心病實驗動物模型中不同，冠心病動物脈管系統(tǒng)的兩個主要改變就是對脈管收縮因子刺敏感和或減少內(nèi)皮依賴性舒張因子。在不同的實驗冠心病動物模型中也發(fā)現(xiàn)了這些改變，如去氧皮質(zhì)酮高血壓鼠模型(DOCA)、自發(fā)性高血壓(SHR)、毒毛旋花甘誘使的高血壓等(DOCA)［3，4］。疾病的一個普遍特征就是交感神經(jīng)高反應(yīng)性，也是心力衰竭病人中病死率的預(yù)測因子［5］。NO和超氧陰離子產(chǎn)生不平衡導(dǎo)致NO極不活躍，與內(nèi)皮功能紊亂非常相關(guān)，也是伴有交感神經(jīng)高反應(yīng)性的心血管疾病的一個普遍特征。研究發(fā)現(xiàn)，冠心病伴有急性或慢性高血糖綜合征可以促使血管功能多樣性改變，包括內(nèi)皮依賴性釋放因子降低，增加血管平滑肌高反應(yīng)性收縮，傾向于發(fā)展成炎癥、血栓形成和動脈粥樣硬化事件［6］。

三、eNOS基因多態(tài)性與冠心病探討

目前，研究人員廣泛關(guān)注eNOS基因上3個多態(tài)性位點，其中T-786C位于啟動子區(qū)，有研究發(fā)現(xiàn)該位點變異可能影響eNOS轉(zhuǎn)錄的起始，導(dǎo)致eNOS合成減少，進而使NO生成減少，誘使冠脈痙攣。位于第4內(nèi)含子區(qū)屬于VNTR(數(shù)目可變的串聯(lián)重復(fù)序列)的4a/4b多態(tài)性位點，有研究報道攜帶4a等位基因人群中血漿NO水平明顯降低。G894T位于第7外顯子，由于錯義突變使編碼298位點的谷氨酸變?yōu)樘於彼幔袑W(xué)者發(fā)現(xiàn)該多態(tài)性位點與血液中NO濃度下降以及血管反應(yīng)性下降有關(guān)［7］。

1.G894T與冠心病:Kiyohi Hibi等首次通過醫(yī)院的病例對照研究分析了G894T多態(tài)性與冠心病之間的關(guān)系，該研究共納入583名日本人(226例冠心病患者，357例健康對照者)，分析了基因型T/T:G/T，T/T:G/G，結(jié)果顯示冠心病人T/T基因型頻率比健康對照組明顯升高(病人5/226;對照組0/357;P= 0.009)。因此認(rèn)為T基因位點突變有助于冠心病發(fā)生發(fā)展。結(jié)果發(fā)表以后，國內(nèi)外學(xué)者針對此問題進行了大量的研究，但研究結(jié)果尚不一致［8，9］。目前普遍認(rèn)為研究結(jié)果不一致主要是由于地域及種族的差異。而隨后 Afrasyap等［10］對400名土耳其人(250名CAD患者，150名健康者)應(yīng)用PCR-RFLP方法分析了被研究者基因型，結(jié)果表明病例組與對照組(Glu/Glu、Glu/Asp、Asp/Asp分別為45.6%、41.2%、13.2%vs 49.3%、41.3%、9.3%)。CAD病例組中Glu/Asp、Asp/Asp基因型頻率與對照組中相比并沒有明顯增加(P＞0.05)，Glu/Asp、Asp/Asp基因型與Glu/Glu相比并不是CAD的一個危險因素(OR= 1.272;95%CI:0.543～2.981;P=0.667)。對土耳其人來說，Glu/Glu基因型卻是冠心病的危險因素。Salimi等［11］對伊朗人群研究發(fā)現(xiàn)，Glu298Asp是CAD的一個獨立的危險因素，尤其是在年齡≤55歲的病人中。伊朗人群Asp等位基因頻率大約為0.23，與先前報道的突尼斯人(0.22)非常相似，比土耳其(0.17)和印度(0.15)輕微高些，比英國(0.31)和意大利(0.30)、加拿大(0.43)低一些。但是與土耳其、印度、英國、意大利、加拿大相比，伊朗人群Asp位點突變導(dǎo)致了冠心病發(fā)展。地域種族的差別，使基因型位點突變不同，不同的種族地區(qū)由于不同的基因型位點導(dǎo)致了冠心病的易感性。

2.T-786C與冠心病:Yoshimura等首次通過病例對照研究，納入546名日本人(201名病人，345名健康者)。應(yīng)用多重回歸分析發(fā)現(xiàn)T-786C是冠心病主要的危險預(yù)測因子，同時該研究也考慮了混雜因素的影響，如吸煙，同時研究人員也考慮到是由T-786C與4a等位基因連鎖不平衡所致。之后，各國進行了一系列研究，但并沒有取得一致的結(jié)果。近年來，有學(xué)者開始使用循證研究方法，Li等［12］針對eNOS基因多態(tài)性(G894T、T-786C和4a/4b)與CAD之間的關(guān)系進行了meta分析，共納入56項研究(23種G894T、19種4a/4b、14種T-786C)，所有研究顯示了明顯的正相關(guān)(OR=0.83，P=0.004)。在這項Meta分析中無發(fā)表偏倚，最終結(jié)果顯示T-786C的C等位基因與冠心病之間有關(guān)聯(lián)(OR= 0.72，P=0.000)。盡管地域種族的差別，但是C等位基因在不同的研究中均顯示與冠心病明顯相關(guān)，該位點的突變導(dǎo)致冠心病發(fā)生發(fā)展。但是納入該研究的樣本均為小樣本病例對照研究，至今尚未有學(xué)者針對兩者之間的關(guān)系采用大規(guī)模的前瞻性研究，其聯(lián)系還有待進一步證實。

3.4a/4b與冠心病:Wang等首次通過病例對照研究，將吸煙影響的CAD進行了探討，對549名吸煙的CAD及153名無吸煙的CAD對比研究發(fā)現(xiàn)，4a等位基因與內(nèi)皮功能紊亂有關(guān)。4a等位基因與吸煙均顯示與CAD有關(guān)。但是該研究考慮了吸煙因素，并沒有排除吸煙影響基因突變，基因突變也與冠心病相關(guān)聯(lián)。結(jié)果發(fā)表以后，各國學(xué)者針對此進行了大量的研究，但并沒有取得一致的結(jié)果［13］。為了弄清兩者之間的關(guān)系，有學(xué)者使用循證醫(yī)學(xué)研究方法，Li等［12］針對56項研究的Meta分析，無發(fā)表偏倚，最終結(jié)果顯示4a/4b突變體無顯著性相關(guān)。在不同的地區(qū)4a/4b突變體與冠心病并沒有顯示相關(guān)性，也應(yīng)考慮到種族環(huán)境等一些混雜因素的影響，在以往進行的研究中，并沒有排除一些混雜因素的影響，該位點突變與冠心病的聯(lián)系還有待進一步證實。

4.復(fù)雜關(guān)系:近年來，有些國外學(xué)者認(rèn)為冠心病是一種多基因疾病，多種遺傳基因均可影響冠心病的病變發(fā)展，分析單個基因獲得信息量少而且結(jié)果不太可靠。Eifert等［14］探討了ApoE、NOS3、LIPC、CETP、SERPINE-1、Prothrombin基因多態(tài)性與CAD的預(yù)后。ApoE、NOS3、LIPC單獨分析單個基因多態(tài)性提供的信息量少，相對而言，危險狀況允許危險分層，但是多基因交互分析顯示NOS3基因多態(tài)性(G894T、T -786C和4a/4b)和ApoE聯(lián)合能增加患冠心病的危險。

環(huán)境因素也影響冠心病的發(fā)生發(fā)展，基因-環(huán)境間的相互作用越來越受到研究人員的重視［15］。Fatini等用病例對照研究方法研究了eNOS基因多態(tài)性(G894T、T-786C和4a/4b)與冠心病危險因素的關(guān)系，該研究共納入1014名意大利人(包括477名ACS患者和537名健康對照者)，對這3個基因多態(tài)性與冠心病傳統(tǒng)危險因子高同型半胱氨酸進行了關(guān)聯(lián)分析，這些所有突變體均符合Hardy-Weinberg遺傳平衡定律，結(jié)果顯示高同型半胱氨酸和純合子-786C影響ACS的預(yù)后(OR=9.1;95%CI:1.7～46.7)。-786CC基因型調(diào)節(jié)了攜有4a/4b和高同型半胱氨酸ACS病人的易感性。

四、展 望

冠心病是受環(huán)境和遺傳諸多因素影響的一類復(fù)雜疾病，在進行冠心病與基因相關(guān)性研究時，不僅要考慮到基因多態(tài)性分布與種族、地區(qū)的差異，還要考慮到患者性別、年齡、實驗檢測方法、對照組選擇標(biāo)準(zhǔn)、樣本量大小等因素的影響。因此在國內(nèi)不同地區(qū)進行不同種族的多中心的大樣本研究，不僅有必要而且很有前途。eNOS基因多態(tài)性與冠心病關(guān)系的闡明將會對冠心病的診斷和防治提高到一個新的水平。檢測血漿NO對冠心病的診斷、治療和預(yù)后判斷具有一定的臨床應(yīng)用價值。NO作為冠脈事件的危險預(yù)測因子，其在冠心病的發(fā)生發(fā)展過程中起著重要作用，因此恢復(fù)其活性備受關(guān)注，NO可能為心血管疾病治療提供一個新靶點。NO基因變異在動脈粥樣硬化過程中的確切作用機制尚有待于進一步的研究，明確他們之間的關(guān)系，篩查高位人群，將為冠心病的早期診斷和防治提供新的線索。

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