基因多態(tài)性與高脂血癥相關(guān)性研究進(jìn)展*

張恩科，郭 劍，劉曉梅，李東輝,蔣宏偉

陜西省人民醫(yī)院 (西安 710068)

·綜 述·

基因多態(tài)性與高脂血癥相關(guān)性研究進(jìn)展*

張恩科，郭 劍，劉曉梅，李東輝,蔣宏偉

陜西省人民醫(yī)院 (西安 710068)

高脂血癥及其相關(guān)疾病與N5-10 亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)和脂蛋白酯酶(LPL)基因多態(tài)性密切相關(guān)。MTHFR基因多態(tài)性C677T突變,C等位基因, T等位基因,TT/CC基因型的變異,引起MTHFR活性下降,對同型半胱氨酸(Hcy),血脂水平產(chǎn)生不良影響；MTHFR A1298C基因突變,可能使血漿Hcy濃度明顯增高。MTHFR基因多態(tài)性rsl801133的T等位基因,rs1801131的T-A單體型,rsl801133、rs854563基因多態(tài)性與在動脈粥樣硬化程度相關(guān),影響動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展,成為各類心腦疾病的重要危險因素。對LPL研究的熱點主要集中于HindⅢ、S447X和 PvuⅡ位點變異。HindⅢ酶切位點缺失導(dǎo)致的多態(tài)性變異,對于TG和HDL-C濃度影響不同；LPLS447X基因變異很可能是血管保護(hù)因素。PvuⅡ多態(tài)性SNP突變的不僅與血脂水平密切相關(guān),同時,變異與其他心腦血管疾病的危險因素如吸煙、飲酒、高血糖等有協(xié)同作用。MTHFR和LPL基因多態(tài)性不同的分型對于血脂的影響不同,不同區(qū)域的人群變異類型不同,新一代的測序技術(shù)將更廣泛的應(yīng)用于高血脂癥等一系列危險因素的分析研究上,對疾病的機(jī)理研究及治療、預(yù)防產(chǎn)生重要影響。

大量的流行病學(xué)調(diào)查顯示高脂血癥是多種心腦血管疾病重要的危險因素[1]。近期研究證明高脂血癥是遺傳和環(huán)境等危險因素共同作用的結(jié)果,屬于多基因性疾病。隨著基因測序的發(fā)展,尤其是新一代高通量測序發(fā)現(xiàn),N5-10 亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)和脂蛋白酯酶(LPL)基因多態(tài)性與高脂血癥及其相關(guān)疾病有絕對相關(guān)性?；蚨鄳B(tài)性是指同時和經(jīng)常存在兩種或多種不連續(xù)的變異基因型(Genotype)或等位基因(Allele), 也稱遺傳多態(tài)性，是發(fā)生在基因水平上的變異。其中,人類基因多態(tài)性既來源于基因組中重復(fù)序列拷貝數(shù)的不同,也來源于單拷貝序列的變異,以及雙等位基因的轉(zhuǎn)換或替換。目前變異類型分為3大類:DNA片段長度多態(tài)性、重復(fù)序列多態(tài)性、單核苷酸多態(tài)性(SNP)?；蜃儺悓ρ降挠绊懫鸬搅酥匾淖饔?主要指標(biāo)改變包括血清總膽固醇(TC)、血清甘油三脂(TG)、血清低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平升高,以及血清高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)降低[2]。

1 MTHFR基因多態(tài)性與高脂血癥及其相關(guān)疾病的關(guān)系 MTHFR基因定位于1p36.3,其cDNA全長2220bp。含有一個開放式閱讀框架,11個外顯子,編碼氨基酸416個。迄今為止,在該基因上共發(fā)現(xiàn)8類突變：其中有6類錯義突變、1類剪接位點突變以及1類同義突變。在這些突變中,研究最多的和最有意義的突變類型為C677T和A1298C突變。C677T是最常見的錯義突變,是位于第677位堿基的胞嘧啶(C)被胸腺嘧啶(T)替代,結(jié)果會導(dǎo)致第222位氨基酸由纈氨酸(Val，V)將高度保守的丙氨酸(Ala,A)替代。由于該氨基酸位置非常重要,位于MTHFR的催化區(qū)域,與輔助因子FAD的結(jié)合密切相關(guān),突變后，酶的活性及耐熱性會降低。MTHFRC677T基因型有3種，即純合子突變(+/+)型，雜合子突變(+/-)型，純合子正常(-/-)型。C677T基因突變引起MTHFR活性下降會導(dǎo)致同型半胱氨酸(Hcy)的轉(zhuǎn)硫基和甲基化過程出現(xiàn)障礙，產(chǎn)生高Hcy血癥、高Hcy尿癥和低甲硫血癥，進(jìn)而造成一系列的病理改變，引發(fā)多種疾病。腦卒中患者血漿總Hcy水平顯著高于正常組[3-4]說明高Hcy可能是高脂血癥的一個獨立危險因素[5]。還有研究發(fā)現(xiàn)冠心病患者體內(nèi)的純合型突變比健康對照組高出3倍,且血漿Hcy濃度升高,可能與MTHFR C677T變異相關(guān)[6]。比如,通過對25例急性腦梗死、25例短暫性腦缺血發(fā)作作了研究,認(rèn)為血漿Hcy水平與缺血性卒中有相關(guān)性[7]。還有實驗利用43例腦梗死與42例健康樣本進(jìn)行對照,也發(fā)現(xiàn)血漿Hcy高水平表達(dá)是腦梗死的風(fēng)險因子,而且用分子生物學(xué)實驗方法證明,此結(jié)果與C677T變異相關(guān)[8]。實驗發(fā)現(xiàn),MTHFRC677T 含有C等位基因的對血脂水平的維持有一定作用,含有T等位基因變異的TC和LDL-C顯著升高[9],說明T等位基因變異是高脂血癥的易感因素。還有實驗發(fā)現(xiàn)MTHFRC677T基因多態(tài)性與高膽固醇血癥相關(guān),T位基因是高膽固醇血癥的危險因素。在對低密度脂蛋白(Ox-LDL)代謝的研究中,發(fā)現(xiàn)其代謝在TT基因型者較CC因型者顯著升高[10]。通過較多的Meta分析提示,C677T多態(tài)性能夠顯著增加大動脈動脈粥樣硬化的風(fēng)險[11]。研究還發(fā)現(xiàn),在中國人群中MTHFRC677T基因的變異頻率要明顯高于白種人。MTHFR A1298C與缺血性腦卒中的相關(guān)性研究較少，但也有實驗證明在亞洲人群中，該基因的多態(tài)性能夠?qū)е履X卒中的發(fā)生率升高，其機(jī)制可能和血漿Hcy濃度明顯增高有關(guān)。而在患病年齡較小的人群中，MTHFR A1298C基因突變與Hcy濃度卻無相關(guān)性，原因還有待進(jìn)一步探索。MTHFR基因其他位點的多態(tài)性研究較分散，相關(guān)研究有如下發(fā)現(xiàn)：①MTHFR基因多態(tài)性rsl801133的T等位基因是冠狀動脈粥樣硬化的危險因子；②rs1801131的T-A單體型是冠狀動脈粥樣硬化的保護(hù)因子；另外rsl801133基因，rs854563基因多態(tài)性與吸煙、糖尿病等其他危險因子在冠狀動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展過程中存在協(xié)同作用[12]。

2 LPL基因多態(tài)性與高脂血癥及其相關(guān)疾病的關(guān)系 LPL是水解乳糜微粒和極低密度脂蛋白的關(guān)鍵酶和限速酶，由LPL基因編碼。該基因定位于人類基因的8p22，由9個內(nèi)含子和10個外顯子組成，具有多種類型多態(tài)性。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的突變位點有90多個，廣泛存在于編碼區(qū)和非編碼區(qū)。其突變可引起LPL表達(dá)量和活性的改變，從而對正常TG代謝產(chǎn)生影響?，F(xiàn)階段對LPL研究的熱點主要集中于HindⅢ、S447X和 PvuⅡ位點變異。HindⅢ位點在 LPL 基因的變異位點中比較常見,與血脂代謝異常間有密切的關(guān)系。該位點位于LPL 基因的第8號內(nèi)含子中,與8、9外顯子分別相距600和700個堿基,是由T→G堿基置換引起 。HindⅢ酶切位點缺失導(dǎo)致的多態(tài)性, 依據(jù)HindⅢ酶切位點缺失分型，無HindⅢ酶切位點定為 H-, 有酶切位點定為H+, 產(chǎn)生3種基因型 H+H+、H+H-、H-H-。目前眾多的結(jié)果說明，與 H-等位基因比較，H+等位基因與低 LPL 活性有關(guān)。H+H+基因型者的TG高于H+H-和H-H-基因型，H+H- 的 TG 濃度應(yīng)位于H+H+和H-H-基因型的濃度之間，而H+H+基因型的HDL- c 濃度低于 H+H-和H-H-基因型，H+H-的HDL- c濃度同樣介于H+H+和H-H-基因型之間。還有研究發(fā)現(xiàn),LPL等位基因HindⅢH+多態(tài)性是2型糖尿病合并冠心病發(fā)病的獨立危險因素[13]。LPL S447X多態(tài)性在新加坡的華人、馬來西亞人、亞洲的印第安人人群中發(fā)生率較高,且攜帶T等位基因突變的患者TG水平明顯降低,HDL-C濃度明顯升高。LPL基因S447X變異具有改善內(nèi)皮功能和防止內(nèi)皮功能失調(diào)而防止動脈粥樣硬化發(fā)生，很可能是血管保護(hù)因子。LPLS447X對腦卒中的保護(hù)可能源于其對頸動脈粥樣硬化的抑制作用。LPL基因PvuⅡ多態(tài)性可能與一些地區(qū)的兒童青少年及成年人肥胖關(guān)系密切,但研究未發(fā)現(xiàn)HindⅢ多態(tài)性卻與肥胖有關(guān)聯(lián)[14]。有研究發(fā)現(xiàn),LPL基因rs2083637、rs325、rs326、rs328、rsl0096633、rsl2678919、rs4406409、rs17482753以及rsl0503669等SNP都與血脂水平有密切相關(guān)性。其中rs2197089與甘油三脂水平顯著相關(guān),與高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)的關(guān)聯(lián)可能需要協(xié)同作用,在吸煙者中,rs2197089與HDL-C水平顯著相關(guān)。在LPL基因下游非編碼區(qū)進(jìn)化保守序列中，rsl7482753和rs7841189與血脂水平顯著相關(guān)。LPL基因上rs328、rs3779787和rs190 0160位點的多態(tài)性可能與中國漢族人群的血糖、血脂、血壓水平無關(guān)聯(lián)，所以推測其不是中國漢族人冠心病的易感位點。但可能具有其他作用, 比如rs3779787位點GT/TT基因型可降低吸煙誘發(fā)冠心病的危險度；rs1900160位點TT基因型可降低飲酒誘發(fā)冠心病的危險度。攜帶LPL基因rs328位點G等位基因者患大動脈粥樣硬化性腦梗死的風(fēng)險明顯較高, 攜帶CC基因型中TG的水平升高，而且rs328多態(tài)性可能與高血糖者發(fā)生腦梗死的風(fēng)險相關(guān),推測它們可能與動脈粥樣硬化性腦梗死的發(fā)病相關(guān)。LPL基因rs320和 rs328和HindⅢ、S447X多態(tài)性與腦梗死(CI)的發(fā)病風(fēng)險相關(guān)，其中H+H-/H-H-基因型、H-等位基因、SX/XX.基因型、X等位基因、H-/X單體型可能是CI的保護(hù)因素，并對血脂水平產(chǎn)生有益影響。LPL rs326位點基因多態(tài)性與腦卒中的發(fā)病相關(guān)，病例組GG基因型頻率明顯高于正常組。LPL基因多態(tài)性對于血脂的影響還要和其他因素協(xié)同作用，比如，LPL rs326T> C攜帶等位基因T要比攜帶CC基因型發(fā)生血脂異常的危險性明顯增高。載脂蛋白E(ApoE) rs157580 C>T與LPL rs326 T> C之間對血脂異常的影響存在交互作用。當(dāng)ApoErs157580為TT基因型且LPL rs326為CT或TT基因型時，血脂異常的患病風(fēng)險較高。攜帶LPL基因rs326 T> C T等位基因的肥胖患者血脂異常患病風(fēng)險最高[14]。

3 結(jié) 語 高脂血癥屬于代謝疾病的一種，研究顯示遺傳易感性對血脂的代謝起到了重要作用。由于該綜合征與腦卒中、心梗等致死性疾病高度相關(guān)，所以通過對其相關(guān)基因多態(tài)性的研究在疾病的早期篩查，預(yù)后判讀，尋找合適的，相對準(zhǔn)確的標(biāo)志物就顯得尤為重要?；驕y序技術(shù)迅猛的發(fā)展，新一代測序技術(shù)的應(yīng)用，大大降低了檢測成本，已經(jīng)給我們研究各相關(guān)基因的突變位點的分型、分布及具體位置提供了技術(shù)手段，這些研究成果對臨床醫(yī)生預(yù)判患者的預(yù)后以及加強(qiáng)預(yù)防性干預(yù)起到了積極的指導(dǎo)作用。同時利用這樣的技術(shù)手段建立相關(guān)遺傳基因的數(shù)據(jù)庫，尋找家族性樣本，探尋在大樣本人群中相關(guān)基因突變分布等研究對提高人群壽命，改善生活質(zhì)量，尋找新的治療思路都有十分重要的意義。大規(guī)模早期基因篩查是精準(zhǔn)預(yù)防和精準(zhǔn)治療相關(guān)疾病的非常關(guān)鍵的步驟。當(dāng)然，由于地域環(huán)境、人種、實驗方法及疾病診斷等方面存在著的差異,研究結(jié)果或許會出現(xiàn)偏差。所以,要為早期篩查提供指標(biāo),數(shù)據(jù)的完整性、可靠性以及真實性仍然需要不斷地完善。

[1] Marianna Y,Elena I.Arterial properties in acromegaly: relation to disease activity and associated cardiovascular risk factors[J]. Pituitary, 2016, 19(3): 322-331.

[2] Eleni K,Costas A, Evangelia A,etal.The role of social support in weight loss maintenance：results from the MedWeight study[J]. Journal of Behavioral Medicine, 2016, 39(3): 511-518.

[3] Zhong CK,Tan X,Tian X,etal.Plasma Homocysteine and Prognosis of Acute Ischemic Stroke: a Gender-Specific Analysis From CATIS Randomized Clinical Trial[J].Molecular Neurobio, 2016,269,10818.

[4] 馬亞玲,吳海琴,張 萌. 高同型半胱氨酸血癥伴急性腦梗死患者周圍神經(jīng)傳導(dǎo)速度臨床觀察[J].陜西醫(yī)學(xué)雜志,2015,44(7)：877-878.

[5] Wei W,Yi G,Kan X,etal. Plasma Homocysteine Levels Predict the Risk of Acute Cerebral Infarction in Patients with Carotid Artery Lesions[J]．Molecular Neurobiology, 2016, 53(4): 2510-2517.

[6] Ons A,Sahbi E, Dorsaf Z,etal.The C677T MTHFR genotypes influence the efficacy of B9 and B12 vitamins supplementation to lowering plasma total homocysteine in hemodialysis[J]. Journal of Nephrology, 2016,29(5):691-698.

[7] Zhang MJ,Li JC,YW,etal.Association of MTHFR C677T polymorphism and risk of cerebrovascular disease in Chinese population: an updated meta-analysis[J]. Journal of Neurology, 2014, 261(5): 925-935.

[8] Kang S,Wu YL,Liu LI,etal.Association of the A1298C polymorphism in MTHFR gene with ischemic stroke[J]. Journal of Clin Neurosci,2014, 21: 198-202.

[9] Wang XM,Fu JJ,Li QX,etal.Geographical and Ethnic Distributions of the MTHFRC677T, A1298C and MTRRA66G Gene Polymorphisms in Chinese Populations: AMeta-Analysis[J].Plos one,2016,35(4): 1390-1392.

[10] Li Z,Jun Y,Zhong R,etal.Association between MTHFR C677T polymorphism and congenital heart disease[J]. Herz, 2015, 40(2): 160-167.

[11] Wu Y,Huang Y,Hu Y,etal. Hyperhomocysteinemia is an independent risk factor in young patients with coronary artery disease in southern China[J]. Herz, 2013, 38(7)：779-784.

[12] Dhanunjaya Y,Pragna BD.Association of Type II 5’Monodeiodinase Thr92Ala Single Nucleotide Gene Polymorphism and Circulating Thyroid Hormones Among Type 2 Diabetes Mellitus Patients[J]. Indian Journal of Clinical Bioche, 2016, 31(2): 152-161.

[13] Nazarii K,Oleksandr V,Tetyana F.Pathophysiological role of host microbiota in the development of obesity[J]. Nutrition Journal, 2015,15: 43.

[14] Md AA,Nusrat S,Hemayet H,etal.Hydroxycinnamic acid derivatives: a potential class of natural compounds for the management of lipid metabolism and obesity[J]. Nutrition & Metabolism, 2016,13: 27.

(收稿：2016-06-28)

*陜西省中醫(yī)管理局中醫(yī)藥科研課題(13-LC099)

高脂血癥 基因表達(dá)調(diào)控 N5-10 亞甲基四氫葉酸還原酶 @脂蛋白酯酶

R589.3

A

10.3969/j.issn.1000-7377.2017.02.058