睡眠呼吸暫停低通氣綜合征的遺傳學研究進展*

關(guān)建易紅良綜述 時海波殷善開審校

·綜述·

睡眠呼吸暫停低通氣綜合征的遺傳學研究進展*

關(guān)建1易紅良1綜述 時海波1殷善開1審校

阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征（obstructive sleep apnea hypopnea syndrome，OSAHS）是一種慢性睡眠呼吸疾病，其特征是睡眠中反復發(fā)生上氣道完全或不完全阻塞，伴有間斷的低氧及高碳酸血癥、睡眠結(jié)構(gòu)紊亂等。OSAHS患病率較高，是多種全身疾病的獨立危險因素。國外流行病學調(diào)查顯示OSAHS的患病率為2%～4%，患病率隨年齡的增加而升高。流行病學調(diào)查顯示在香港地區(qū)，中年男性O(shè)SAHS的患病率為4.1%[1]，上海地區(qū)人群OSAHS的患病率為3.62%[2]。另一方法，遺傳流行病學調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，OSAHS的發(fā)病存在著明顯的家族聚集性。在美國、芬蘭、丹麥、冰島、英國和以色列的研究均發(fā)現(xiàn)無論是OSAHS的癥狀還是呼吸暫停低通氣指數(shù)（apnea and hypopnea index，AHI）均存在明顯的家族聚集現(xiàn)象[3-5]，當有一位直系親屬為鼾癥患者時，鼾癥發(fā)病危險性增加3倍，而當父母親均為鼾癥患者時，鼾癥的發(fā)病危險性增加4倍[3]?；贠SAHS明顯的遺傳傾向，學界對此開展了大量的研究。本文就OSAHS遺傳學最新研究進展作一介紹。

1 OSAHS全基因組學研究

目前，已有少數(shù)利用微衛(wèi)星標記對OSAHS家系進行全基因組掃描的研究結(jié)果。Palmer等[6]對美國66個白人OSAHS家系349個個體進行全基因組掃描，發(fā)現(xiàn)白人家系中4個染色體區(qū)域（1p、2p、12p、19q）與呼吸紊亂指數(shù)存在連鎖關(guān)系，3個染色體區(qū)域（2p、7p、12p）與體重指數(shù)存在連鎖關(guān)系，提示OSAHS和肥胖的易感性上存在著一些共享和非共享的遺傳因素，特別是2p16、19q13以及2p22、7p22和 12q21可能存在 OSAHS的易感基因。Palmer等[7]進一步對59個OSAHS黑人家系進行全基因組掃描，顯示黑人家系中只有1個染色體區(qū)域（8q）與呼吸紊亂指數(shù)存在連鎖關(guān)系，但卻有多個染色體區(qū)域與體重指數(shù)存在連鎖關(guān)系，最明顯的兩個染色體區(qū)域為4q與8q。這些研究表明不同種族間OSAHS相關(guān)基因在染色體上的特定區(qū)域存在很大差異，而且參與OSAHS與肥胖形成的基因既有共同基因，又有各自的特定基因，因此這為OSAHS的基因定位研究帶來了很大的挑戰(zhàn)。

2 OSAHS候選基因研究

2.1 候選基因關(guān)聯(lián)研究與單核苷酸多態(tài)性

候選基因關(guān)聯(lián)研究是研究多基因疾病與遺傳因素之間存在可能致病通路的第一步。比較候選基因突變體在OSAHS患者與正常人群之間是否存在頻率差異，若頻率分布差異具有統(tǒng)計學意義，則該基因突變體就可能是OSAHS易感基因，或與其連鎖不平衡的基因位點。OSAHS候選基因關(guān)聯(lián)研究中，這種基于連鎖不平衡的相關(guān)分析需利用一套高密度的多態(tài)標記進行系統(tǒng)的基因組掃描來尋找疾病的相關(guān)區(qū)域。

真核生物基因組在種屬或個體間存在相當大的DNA序列變化，DNA分子標記則能特異性地顯示這種多態(tài)性。第一代分子標記限制性片段長度多態(tài)性，主要研究對象是由限制性酶切位點的差異造成的DNA片段長度多態(tài)性；第二代分子標記是數(shù)目可變的串聯(lián)重復序列，即微衛(wèi)星（mierosatellite）；而第三代遺傳標記單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphisms，SNPs）是近幾年發(fā)展起來的第三代DNA分子標記，在基因組中具有數(shù)量巨大、高密度和高保守的特點，用于基因定位研究時其分辨率優(yōu)于微衛(wèi)星。高分辨率的SNPs基因圖推動OSAHS基因精細定位。SNPs檢測和分型技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，可以對多個OSAHS候選基因的SNPs，甚至全基因組的SNPs實現(xiàn)一次性、大規(guī)模檢測。候選基因的SNPs篩查為OSAHS易感基因的研究提供了新的方法。近期，在歐洲裔和非洲裔美國人OSA基因組關(guān)聯(lián)研究中，Patel等[8]采用基因芯片技術(shù)發(fā)現(xiàn)兩個基因位點與炎癥通路相關(guān)，由于樣本量和種族等原因，該研究結(jié)論需進一步確認。

2.2 OSAHS候選基因相關(guān)研究

2.2.1 肥胖和糖脂代謝異常候選基因

OSAHS和肥胖合并存在，相互影響，構(gòu)成惡性循環(huán)。研究發(fā)現(xiàn)肥胖癥的候選基因與OSAHS密切相關(guān)，這不僅是因為OSAHS表現(xiàn)型中多存在明顯的肥胖，而且這些基因?qū)τ贠SAHS的其他潛在相關(guān)特征（如胰島素抵抗、高血壓、心血管疾?。┮灿兄鴿撛诘挠绊?。潛在候選基因包括：瘦素基因、胰島素生長因子基因、胰島素受體底物基因、腫瘤壞死因子α基因、β腎上腺素能受體基因、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶基因、糖調(diào)節(jié)蛋白基因、葡萄糖激酶基因、腺苷脫氨酶基因、饑餓激素基因、聯(lián)脂素基因、抵抗素基因、agouti蛋白和蛋白相關(guān)肽基因，前阿片黑素細胞皮質(zhì)激素基因、增食欲素基因（orexins）、黑色素皮質(zhì)素受體3基因、組織纖溶酶原激活物抑制物1（PAL-1）等[9]。

OSAHS發(fā)病常常伴有糖脂代謝異常，在OSAHS基因?qū)W研究中，與糖脂代謝相關(guān)基因成為研究的重點。OSAHS患者空腹胰島素和胰島素抵抗穩(wěn)態(tài)模型評價（HOMA-IR）水平均顯著升高，與AHI、最低氧飽和度均呈顯著相關(guān)。Vgontzas等[10]發(fā)現(xiàn)，OSAHS患者血漿胰島素水平顯著升高，胰島素敏感性下降，指出OSAHS是獨立于肥胖致高胰島素血癥及胰島素抵抗的重要危險因素。Bayazit等[11]進行50個OSAHS患者和143個正常人的病例對照研究，認為胰島素受體底物基因（IRS-1）在972編碼子的單核苷酸多態(tài)性SNPs（Gly972Arg）與OSAHS男性患者發(fā)病相關(guān)，與OSAHS嚴重程度無關(guān)。我們在近期研究中發(fā)現(xiàn)[12]，糖脂代重要基因之一的PPARG基因Pro12Ala多態(tài)性與OSAHS患者血脂紊亂相關(guān)，表明一些基因可能并未增加OSAHS易感性，但參與OSAHS表型多樣性，增加OSAHS研究復雜性。

瘦素（1eptin）在脂肪代謝中起重要作用，可促進脂肪與糖的代謝。瘦素即肥胖基因產(chǎn)物消脂素，是一種脂肪組織源激素，由167個氨基酸組成，作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周組織中的相應(yīng)受體，具有脂肪調(diào)節(jié)功能，可限制食物攝入并增加能量消耗。瘦素通過減少脂肪酸和甘油三脂的合成來直接抑制細胞內(nèi)脂肪聚集，同時使脂肪氧化分解增加。它對脂肪代謝的作用是通過瘦素對乙酞輔酶A的抑制作用完成的。因為OSAHS與肥胖的關(guān)系密切，而瘦素具有脂肪調(diào)節(jié)作用，OSAHS患者體內(nèi)瘦素水平的變化引起了人們的關(guān)注。OSAHS患者隨著AHI的增加，瘦素水平呈遞增趨勢，且瘦素濃度與體重指數(shù)、血清總膽固醇和低密度膽固醇、胰島素抵抗及動脈血氧飽和度降低密切相關(guān)。瘦素受體基因多態(tài)與OSAHS密切相關(guān)。OSAHS患者中瘦素受體基因Arg等位基因的存在使患肥胖和高血脂的風險增加[13]。Hanaoka等[14]用130個OSAHS患者和50個正常人進行病例對照研究，其研究了瘦素基因和瘦素受體基因的多個多態(tài)性性位點 Lys109Arg、Gln223Arg和Lys656Asn多態(tài)性與日本人OSAHS患者無相關(guān)性，并認為需要進一步研究Gln223Arg和Lys656Asn多態(tài)性改變與OSAHS嚴重程度相關(guān)性。

2.2.2 心血管系統(tǒng)候選基因

血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（ACE）是一種與高血壓心臟病密切相關(guān)的轉(zhuǎn)換酶，可在肺內(nèi)將血管緊張素I轉(zhuǎn)換為收縮血管作用更強的血管緊張素Ⅱ。OSAHS患者血漿ACE的活性高于正常對照組。ACE基因多態(tài)性涉及一個287bp的Alu重復序列的插入（I）和缺失（D）。在許多病例對照研究發(fā)現(xiàn)，ACE（I/D）基因多態(tài)性與OSAHS發(fā)病及高血壓等表型相關(guān)[15，16]。薈萃分析顯示，ACE基因I/D與OSAHS的風險增加沒有統(tǒng)計學上的顯著差異，但ACEⅡ基因型可能是OSAHS合并高血壓的亞洲患者的一個危險因素[17]。在OSAHS患者β1腎上腺素受體基因型與表型相關(guān)研究，盡管β1腎上腺素受體基因的R389G多態(tài)性位點與未經(jīng)過治療的OSAHS患者心率和血壓無關(guān)，但對CPAP治療有正面影響[18]。β2腎上腺能受體基因型與表型相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，其多態(tài)性改變并不影響心率、血壓和血脂，但影響心臟病的發(fā)生，其雜合子有更高心血管患病風險[19]。OSAHS患者的發(fā)病遺傳因素與心臟病發(fā)病的候選基因關(guān)系需進一步研究。

2.2.3 炎癥候選基因

在OSAHS基因?qū)W研究中，與炎癥分子機制如血管內(nèi)皮細胞TNF-α、IL-6、黏附分子等炎癥蛋白的表達成為相關(guān)研究的重點。同時這些細胞因子（如IL-1及TNF-α）與睡眠有關(guān)，被稱為內(nèi)因性睡眠因子的IL-1與TNF-α在人體對睡眠和覺醒的作用非常相似，它們都可增加慢波睡眠，抑制快動眼（REM）睡眠，延長非快動眼（NREM）睡眠。OSAHS患者TNF-α分泌的生理晝夜節(jié)律與正常人不同，正常人的TNF-α分泌夜間達到最高峰，但OSAHS患者的TNF-α分泌夜間減小，表現(xiàn)為夜間睡眠時Ⅲ期、Ⅳ期及REM睡眠的減少，而白天其分泌達到最高峰，表現(xiàn)為白天嗜睡。另外，TNF-α也可降低食欲，調(diào)節(jié)機體的能量代謝及脂肪分布。在對肥胖印度人群的病例對照研究中，分析TNF-α基因啟動子區(qū)(308G/A)多態(tài)性發(fā)現(xiàn)，OSAHS患者攜帶308A等位基因比例明顯高于對照組，血清中TNF-α較對照組也有顯著增高[20]。并在歐洲研究206個患者和隨機192個人血樣的病例對照研究得到證實[21]。由于TNF-α是各種代謝通路調(diào)節(jié)因子，作用機制復雜，其多態(tài)性位點在OSAHS的作用機制也在研究中。我們在TNF-α基因多態(tài)性與OSAHS發(fā)病相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)[22]，TNF-α基因多態(tài)性還可能是OSAHS與MetS共同致病機制之一。

2.2.4 中樞神經(jīng)遞質(zhì)候選基因

中樞神經(jīng)遞質(zhì)在睡眠紊亂的發(fā)生中扮演重要角色，5-羥色胺（5-HT）和γ-氨基丁酸是其中兩個重要遞質(zhì)。由于發(fā)現(xiàn)5-HT與舌下神經(jīng)核的2A、2C受體結(jié)合后，通過作用影響舌下神經(jīng)的興奮性，對頦舌肌的收縮具有重要的調(diào)節(jié)作用，直接影響著上氣道的塌陷性和OSAHS的發(fā)生[23]。人們關(guān)注5-羥色胺的受體基因多態(tài)性與OSAHS患者發(fā)病的關(guān)系，研究顯示[24]，5-羥色胺2A受體基因T102C的SNPs與OSAHS無關(guān)，而1438G/A的多態(tài)性與OSAHS男性患者發(fā)病有相關(guān)關(guān)系。同時，人們也在研究5-HT代謝通路的其他相關(guān)基因如轉(zhuǎn)運體基因，在對5-羥色胺轉(zhuǎn)運體基因病例對照研究發(fā)現(xiàn)[25]，OSAHS發(fā)病與5-羥色胺轉(zhuǎn)運體基因短串聯(lián)重復序列多態(tài)性（STin2.VNTR）相關(guān)（P=0.007；OR=1.72，95%CI= 1.15-2.58），而與5-羥色胺轉(zhuǎn)運體基因連鎖多態(tài)性區(qū)域無關(guān)，在男性患者兩基因多態(tài)性均與OSAHS發(fā)病相關(guān)。我們的薈萃分析顯示[26]，5-HTR2A1438G/ A、5-HTTLPR、STIN2VNTR與OSAHS易感性增加明顯相關(guān)，OR值分別為2.33（A和 G，95%CI= 1.48-3.66），1.24（L和S，95%CI=1.04-1.49），和2.87（10比12，95%CI=1.38-5.97）。在γ-氨基丁酸受體（GABA BR1）基因多態(tài)性病例對照研究中發(fā)現(xiàn)，Ala20Val多態(tài)性與 OSAHS發(fā)病有關(guān)而與Gly489Ser多態(tài)性無關(guān)，Phe658Phe多態(tài)性可能與覺醒指數(shù)和NREM占總睡眠百分數(shù)有關(guān)[27]。

3 OSAHS遺傳學研究應(yīng)用展望

隨著基因芯片和測序技術(shù)發(fā)展，必將推動OSAHS遺傳學研究進步。OSAHS遺傳學研究的重要意義在于采用遺傳學方法篩查OSAHS遺傳易感人群，進行分子病因?qū)W診斷，從而進行早期預警和干預，為個體化治療提供病因?qū)W依據(jù)，最終達到降低疾病發(fā)病率和危害的目的。

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（收稿:2015-03-12）

10.16542/j.cnki.issn.1007-4856.2015.02.019

上海市衛(wèi)生系統(tǒng)優(yōu)秀學科帶頭人培養(yǎng)計劃資助（XBR2013085）

1 上海交通大學附屬第六人民醫(yī)院耳鼻咽喉科 上海交通大學耳鼻咽喉科研究所（200233）

易紅良，副主任醫(yī)師. E-mail: yihongl@126.com