GDF-15基因-3148位點(diǎn)多態(tài)性與急性心肌梗死的關(guān)系

張銘，杜珍芳

(張家港市中醫(yī)醫(yī)院，江蘇張家港215600)

急性心肌梗死起病急驟，致死率和致殘率均較高，是臨床常見(jiàn)的一種急危重癥。近年隨著生活節(jié)奏加快、飲食習(xí)慣改變以及社會(huì)或心理因素影響，我國(guó)急性心肌梗死的發(fā)病率明顯上升，并呈年輕化趨勢(shì)[1，2]。除了高血壓、高血脂、糖尿病、吸煙等傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素外，家族史也被認(rèn)為是急性心肌梗死的一個(gè)獨(dú)立危險(xiǎn)因素。隨著人類基因組學(xué)和分子生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在大規(guī)模病例對(duì)照研究中發(fā)現(xiàn)了多個(gè)急性心肌梗死的易感基因及相關(guān)的單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)。生長(zhǎng)分化因子15(GDF-15)是轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β超家族成員之一，其基因定位于人染色體19p12-13.1。GDF-15能夠通過(guò)影響心血管內(nèi)皮細(xì)胞分化成熟、參與冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞損傷或影響動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成等病理過(guò)程，從而參與心血管疾病病情進(jìn)展。有研究報(bào)道，GDF-15基因-3148位點(diǎn)多態(tài)性能夠影響GDF-15蛋白轉(zhuǎn)錄和磷酸化，導(dǎo)致血管內(nèi)皮遷移和重塑障礙，進(jìn)而影響心血管疾病病情進(jìn)展[3，4]。為進(jìn)一步探討急性心肌梗死病情進(jìn)展與GDF-15基因-3148位點(diǎn)多態(tài)性的關(guān)系，我們進(jìn)行了如下研究。現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2015年1月～2018年6月張家港市中醫(yī)醫(yī)院收治的急性心肌梗死患者122例(觀察組)。所有患者符合2012年美國(guó)心臟病協(xié)會(huì)及美國(guó)心臟病基金會(huì)制訂的急性心肌梗死診斷標(biāo)準(zhǔn)，并且發(fā)病時(shí)間<12 h。排除合并嚴(yán)重肝腎功能不全、其他心臟疾病、惡性腫瘤、遺傳代謝性疾病、免疫系統(tǒng)疾病或血液系統(tǒng)疾病及有心臟手術(shù)史者。其中，男70例、女52例，年齡31～72(52.49±8.70)歲；心電圖顯示，ST段抬高型心肌梗死(STEMI)60例、非ST段抬高型心肌梗死(NSTEMI)62例；冠狀動(dòng)脈造影檢查顯示，有側(cè)支循環(huán)80例、無(wú)側(cè)支循環(huán)42例。同期按1∶2標(biāo)準(zhǔn)選擇在張家港市中醫(yī)醫(yī)院體檢的健康志愿者244例(對(duì)照組)，男140例、女104例，年齡30～69(52.20±9.11)歲。兩組性別、年齡具有可比性。本研究經(jīng)張家港市中醫(yī)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有研究對(duì)象或其家屬知情同意。

1.2 GDF-15基因-3148位點(diǎn)多態(tài)性檢測(cè) 觀察組入院6～8 h，對(duì)照組體檢當(dāng)日，采集外周靜脈血5 mL，EDTA-K2抗凝，采用全血基因組DNA提取試劑盒提取全血基因組DNA。通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)設(shè)計(jì)GDF-15基因-3148位點(diǎn)引物序列，并由上海生工生物工程股份有限公司設(shè)計(jì)合成。GDF-15基因-3148位點(diǎn)上游引物5′-CTTTGAGGTGCGTGTTT-3′，下游引物5′-CAGTGCTCGCTTAGTGC-3′。PCR擴(kuò)增體系共20 μL：10×buffer 2 μL，MgCl21.5 μL，dNTP 1 μL，上下游引物各1 μL，Taq酶1 μL，DNA模板1 μL，ddH2O 11.5 μL；擴(kuò)增條件：93 ℃ 2 min，93 ℃ 1 min、55 ℃ 2 min共40個(gè)循環(huán)。將限制性內(nèi)切酶HinfⅠ加入PCR擴(kuò)增產(chǎn)物中過(guò)夜酶切。取酶切產(chǎn)物5 μL，經(jīng)聚丙烯酰胺凝膠電泳2 h，EB染色30 min，凝膠成像系統(tǒng)拍照并分析酶切結(jié)果。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)。群體代表性分析采用Hardy-Weinberg遺傳平衡檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組GDF-15基因-3148位點(diǎn)基因型頻率和等位基因頻數(shù)比較 經(jīng)Hardy-Weinberg遺傳平衡檢驗(yàn)，兩組GDF-15基因-3148位點(diǎn)多態(tài)性分布符合遺傳平衡定律。兩組GDF-15基因-3148位點(diǎn)基因型頻率、等位基因頻數(shù)比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2分別為25.510、25.380，P均<0.05)。觀察組CC基因型頻率和C等位基因頻數(shù)均低于對(duì)照組(χ2分別為7.265、25.380，P均<0.05)。見(jiàn)表1。

表1 兩組GDF-15基因-3148位點(diǎn)基因型頻率和等位基因頻數(shù)分布情況

2.2 STEMI與NSTEMI患者GDF-15基因-3148位點(diǎn)基因型頻率和等位基因頻數(shù)比較 STEMI與NSTEMI患者GDF-15基因-3148位點(diǎn)基因型頻率和等位基因頻數(shù)比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2分別為2.948、1.109，P均>0.05)。見(jiàn)表2。

表2 STEMI與NSTEMI患者GDF-15基因-3148位點(diǎn)基因型頻率和等位基因頻數(shù)情況

2.3 有無(wú)側(cè)支循環(huán)急性心肌梗死患者GDF-15基因-3148位點(diǎn)基因型頻率和等位基因頻數(shù)比較 有側(cè)支循環(huán)與無(wú)側(cè)支循環(huán)急性心肌梗死患者GDF-15基因-3148位點(diǎn)基因型頻率和等位基因頻數(shù)比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2分別為33.421、32.723，P均<0.05)。有側(cè)支循環(huán)急性心肌梗死患者GDF-15基因-3148位點(diǎn)CC基因型頻率和C等位基因頻數(shù)均高于無(wú)側(cè)支循環(huán)急性心肌梗死患者(χ2分別為28.471、32.723，P均<0.05)。見(jiàn)表3。

表3 有無(wú)側(cè)支循環(huán)急性心肌梗死患者GDF-15基因-3148位點(diǎn)基因型頻率和等位基因頻數(shù)情況

3 討論

急性心肌梗死是冠狀動(dòng)脈急性、持續(xù)性缺血缺氧所引起的心肌壞死，是臨床常見(jiàn)的一種急危重癥。近年隨著生活節(jié)奏加快、飲食習(xí)慣改變以及社會(huì)或心理因素影響，我國(guó)急性心肌梗死的發(fā)病率明顯上升，并呈年輕化趨勢(shì)[1，2]。急性心肌梗死起病急驟，致死率和致殘率均較高。急性心肌梗死的誘因或病因有多種，主要包括自身因素和環(huán)境因素，其中自身因素有暴飲暴食、吸煙酗酒、缺少運(yùn)動(dòng)等生活習(xí)慣和高血壓、高血脂、高血糖等基礎(chǔ)疾病，環(huán)境因素主要是工作壓力大、長(zhǎng)期處于高度緊張狀態(tài)、空氣污染等[5～7]。除了這些傳統(tǒng)的誘因或病因外，遺傳因素也被認(rèn)為是急性心肌梗死的一個(gè)獨(dú)立危險(xiǎn)因素。隨著人類基因組學(xué)和分子生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在大規(guī)模病例對(duì)照研究中發(fā)現(xiàn)了多個(gè)急性心肌梗死的易感基因及相關(guān)的單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)。這些易感基因和單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)對(duì)探索急性心肌梗死發(fā)病的基因圖譜及未來(lái)基因防治具有重要意義。

GDF-15是轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β超家族成員之一，其基因定位于人染色體19p12-13.1，由2個(gè)外顯子和1個(gè)內(nèi)含子構(gòu)成。研究證實(shí)，GDF-15能夠參與組織發(fā)育、炎癥、腫瘤等病理生理過(guò)程，還能通過(guò)影響心血管內(nèi)皮細(xì)胞分化成熟，參與冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞損傷或影響動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成等病理過(guò)程，繼而參與心血管疾病病情進(jìn)展。有研究報(bào)道，GDF-15基因-3148位點(diǎn)多態(tài)性能夠影響GDF-15蛋白轉(zhuǎn)錄和磷酸化，導(dǎo)致血管內(nèi)皮遷移和重塑障礙，進(jìn)而影響心血管疾病病情進(jìn)展[3，4]。孫鈴等[8，9]研究發(fā)現(xiàn)，GDF-15基因-3148位點(diǎn)多態(tài)性能夠通過(guò)調(diào)控GDF蛋白的轉(zhuǎn)錄翻譯，進(jìn)而促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成。劉銳鋒等[10]研究認(rèn)為，GDF-15基因-3148位點(diǎn)多態(tài)性可引起冠狀動(dòng)脈平滑肌損傷，繼而促進(jìn)心血管痙攣，導(dǎo)致心肌供血減少。但目前GDF-15基因-3148位點(diǎn)多態(tài)性與心肌梗死關(guān)系的報(bào)道較少。

本研究經(jīng)Hardy-Weinberg遺傳平衡檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，兩組GDF-15基因-3148位點(diǎn)多態(tài)性分布符合遺傳平衡定律，表明研究對(duì)象具有群體代表性。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩組GDF-15基因-3148位點(diǎn)基因型、等位基因分布比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，觀察組GDF-15基因-3148位點(diǎn)CC基因型頻率或C等位基因頻數(shù)均高于對(duì)照組，提示GDF-15基因-3148位點(diǎn)多態(tài)性與心肌梗死發(fā)病有關(guān)。筆者認(rèn)為，GDF-15基因-3148位點(diǎn)多態(tài)性主要通過(guò)以下兩個(gè)方面參與心肌梗死發(fā)病過(guò)程[11，12]：①GDF-15基因-3148位點(diǎn)CC基因型頻率或C等位基因頻數(shù)升高能夠?qū)е翯DF蛋白轉(zhuǎn)錄翻譯水平改變，從而提高GDF蛋白羧基末端的氨基酸磷酸化修飾程度，進(jìn)而促進(jìn)其對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的浸潤(rùn)和損傷作用；②GDF-15基因-3148位點(diǎn)CC基因型頻率或C等位基因頻數(shù)升高能夠提高GDF蛋白對(duì)冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮下平滑肌組織的黏附能力，促進(jìn)繼發(fā)性斑塊形成和血栓形成，進(jìn)而導(dǎo)致急性心肌梗死病情進(jìn)展。賈曉等[13]研究發(fā)現(xiàn)，急性心肌梗死患者GDF-15基因-3148位點(diǎn)CC基因型頻率可升高15%，而合并明顯心功能障礙或多器官功能衰竭的急性心肌梗死患者GDF-15基因-3148位點(diǎn)CC基因型頻率升高更明顯。本研究發(fā)現(xiàn)，STEMI與NSTEMI患者GDF-15基因-3148位點(diǎn)基因型頻率和等位基因頻數(shù)比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示GDF-15基因-3148位點(diǎn)多態(tài)性與心肌梗死類型無(wú)關(guān)。但也有研究認(rèn)為，GDF-15基因-3148位點(diǎn)多態(tài)性能夠影響心肌梗死類型[14,15]。筆者認(rèn)為，臨床研究結(jié)論不同的原因可能與心肌梗死患者基礎(chǔ)病情或觀察指標(biāo)檢測(cè)方法的不同有關(guān)。本研究還發(fā)現(xiàn)，有側(cè)支循環(huán)與無(wú)側(cè)支循環(huán)急性心肌梗死患者GDF-15基因-3148位點(diǎn)基因型頻率和等位基因頻數(shù)比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，有側(cè)支循環(huán)急性心肌梗死患者GDF-15基因-3148位點(diǎn)CC基因型頻率和C等位基因頻數(shù)均高于無(wú)側(cè)支循環(huán)急性心肌梗死患者，提示GDF-15基因-3148位點(diǎn)多態(tài)性能夠影響急性心肌梗死患者心臟血管側(cè)支循環(huán)。筆者認(rèn)為，GDF-15基因-3148位點(diǎn)CC基因型頻率和C等位基因頻數(shù)改變能夠影響心臟血管內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和新生，進(jìn)而影響心臟血管側(cè)支循環(huán)的建立。

綜上所述，GDF-15基因-3148位點(diǎn)多態(tài)性與急性心肌梗死的發(fā)病和側(cè)支循環(huán)的建立有關(guān)。