ADRB1基因多態(tài)性與冠心病發(fā)病及病情嚴(yán)重程度的關(guān)系

鄭 曦，熊挺淋，張榮驛

冠心病(coronary heart disease，CHD)是由冠狀動(dòng)脈發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化病變，從而引起血管腔狹窄或阻塞，造成心肌缺血、缺氧或壞死而導(dǎo)致的心臟病，對心臟功能損害嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)心力衰竭或猝死[1]。冠心病病死率極高，在我國發(fā)病率呈逐年上升趨勢，并趨于低齡化，其病因復(fù)雜，臨床認(rèn)為是先天遺傳因素和后天飲食、代謝、鍛煉等因素長期影響而導(dǎo)致[2]。目前，在強(qiáng)調(diào)后天因素如生活習(xí)慣等在冠心病預(yù)防、治療中作用的同時(shí)，臨床更注重在基因水平探索其相關(guān)發(fā)病因素。

腎上腺素能受體在冠心病病因?qū)W研究中一直占有重要位置，國內(nèi)外針對β1腎上腺素能受體(beta-1 adrenergic receptor，ADRB1)與心肌耗氧量、β2腎上腺素受體(β2adrenergic receptor， β2-AR)與血管損傷及(β3adrenocept，β3-AR)介導(dǎo)脂肪代謝相關(guān)反應(yīng)等進(jìn)行了系列研究。有報(bào)道指出，ADRB1可參與第二信使環(huán)磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate，cAMP)的生成，ADRB1活性減弱、次生cAMP減少與多種心腦血管疾病的病理改變相關(guān)、基因多態(tài)性與糖尿病、高血壓、冠心病等有關(guān)[3]。因此，本研究基于ADRB1基因Ser49Gly及Arg389Gly的多態(tài)性分析，探討ADRB1基因多態(tài)性與冠心病的發(fā)病及病情輕重的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2017年3月—2019年5月我院收治的冠心病病人86例為試驗(yàn)組，選擇同期健康體檢者86名為對照組。試驗(yàn)組，男47例，女39例；年齡45～62(50.11±6.93)歲；對照組，男45名，女41名，年齡46～64(51.98±7.64)歲。兩組年齡、性別比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。詳見表1。試驗(yàn)組根據(jù)冠狀動(dòng)脈造影結(jié)果進(jìn)行SYNTAX評(píng)分[4]，按得分結(jié)果分為3組，SYNTAX評(píng)分0～22分為低分組，23～32分為中分組，≥33分為高分組，3組性別、年齡比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。詳見表2。

表1 兩組一般資料比較

表2 試驗(yàn)組不同SYNTAX評(píng)分組間一般資料比較

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：試驗(yàn)組經(jīng)冠狀動(dòng)脈造影確診為冠心病；對照組經(jīng)320排CT或冠狀動(dòng)脈造影檢查排除冠心??；為漢族且病人間無血緣關(guān)系；知情本研究并簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：伴有肝腎功能嚴(yán)重不全者；糖尿病病人。

1.3 方法 采集病人晨起空腹靜脈血10 mL，通過氯仿飽和酚法提取基因組DNA，模板為基因組DNA，采用聚合酶鏈反應(yīng)結(jié)合DNA直接測序法，對ADRB1基因Ser49Gly及Arg398Gly的多態(tài)性進(jìn)行檢測。采用Primer 5.0及Oligo 6.0軟件對海生物科技有限公司提供的引物進(jìn)行設(shè)計(jì)及特性驗(yàn)證，其中正向引物：Ser49Gly為5′-AGCCCGGTAACCTGTCGT-3′，Arg398Gly為5′-TTATCCGTTGGTCTTAGGAA-3′；反向引物：Ser49Gly為5′-CGCTGTCCACTGCTGAGA- 3′；Arg398Gly為5′-GCGGCATGGTAATTAAGCTC- 3′。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)反應(yīng)體系(25 μL)：10×2.5 μL緩沖液，正向、反向引物各1 μL，脫氧核糖核苷三磷酸(dNTP)混合物2 μL，TaqDNA聚合酶0.25 μL，模板DNA 1 μL，滅菌蒸餾水補(bǔ)足；反應(yīng)過程：首先在95 ℃進(jìn)行4 min預(yù)變性，然后按照95 ℃反應(yīng)20 s，55 ℃反應(yīng)30 s，72 ℃反應(yīng) 30 s的次序循環(huán)30周期，最后在72 ℃延伸3 min，并通過1%瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行測定，直接測序PCR產(chǎn)物。

1.4 SYNTAX評(píng)分系統(tǒng) 通過計(jì)算機(jī)程序計(jì)算SYNTAX積分。前3個(gè)問題分別是冠狀動(dòng)脈優(yōu)勢度、病變及病變血管節(jié)段數(shù)量，最大病變數(shù)為12個(gè)，每個(gè)病變可能涉及1個(gè)或多個(gè)節(jié)段；每個(gè)病變的積分將通過相關(guān)節(jié)段計(jì)算。后9個(gè)問題是病變的不良特征，依據(jù)不良特征獲得每個(gè)病變的積分，各病變積分之和為SYNTAX積分。評(píng)分越高說明冠狀動(dòng)脈病變程度越重。

1.5 Hardy- Weinberg平衡定律 群體內(nèi)一個(gè)位點(diǎn)上的基因型頻率和基因頻率將代代保持不變，處于遺傳平衡狀態(tài)。Hardy-Weinberg遺傳平衡行χ2檢驗(yàn)，以P<0.05表示樣本人群該基因頻率不符合遺傳平衡法則；P>0.05表示樣本人群該基因頻率符合遺傳平衡法則，具有恒定性[5]。

2 結(jié) 果

2.1 基因分型及Hardy-Weinberg遺傳平衡檢驗(yàn)結(jié)果 ADRB1基因Ser49Gly在人群中的多態(tài)性包括純合野生型(Ser/Ser)、雜合突變型(Ser/Gly)及純合突變型(Gly/Gly)；Arg389Gly同樣存在純合野生型(Arg/Arg)、雜合突變型(Arg/Gly)及純合突變型(Gly/Gly)3種分型。在本研究中，基因型分布均符合 Hardy-Weinberg 遺傳平衡，基因頻率處于遺傳平衡。詳見表3、表4。

表3 ADRB1基因Ser49Gly分型及Hardy-Weinberg遺傳平衡檢驗(yàn)結(jié)果 單位：例(%)

表4 ADRB1基因Arg389Gly分型及Hardy-Weinberg遺傳平衡檢驗(yàn)結(jié)果 單位：例(%)

2.2 ADRB1各基因模型與冠心病的關(guān)系 單因素分析顯示，ADRB1基因Ser49Gly位點(diǎn)的等位、顯性及隱性基因模型均為冠心病的影響因素(P<0.05)。經(jīng)Logistic回歸校正年齡、性別后，ADRB1基因Ser49Gly位點(diǎn)等位基因模型、顯性基因模型為冠心病的影響因素(P<0.05)。基因Arg389Gly位點(diǎn)在校正前只有隱性基因模型為冠心病的影響因素，校正后隱性基因模型不是冠心病的影響因素(P>0.05)。詳見表5。

表5 ADRB1各基因模型與冠心病的相關(guān)性

2.3 各SYNTAX評(píng)分亞組ADRB1基因Ser49Gly多態(tài)性分布 3個(gè)SYNTAX評(píng)分亞組的Ser49Gly位點(diǎn)多態(tài)性分布比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。詳見表6。

表6 SYNTAX評(píng)分亞組ADRB1基因Ser49Gly位點(diǎn)基因型頻率分布 單位：例(%)

3 討 論

冠心病是臨床常見心血管疾病之一，臨床多突發(fā)心前區(qū)發(fā)作性絞痛或壓榨痛[6]。目前，國內(nèi)外醫(yī)務(wù)工作者已在不同人群中對遺傳多態(tài)性與冠心病風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系進(jìn)行了眾多研究，并認(rèn)為冠心病是與多基因相關(guān)的一種疾病，若能進(jìn)一步闡明其基因水平發(fā)病相關(guān)因素，則可極大地提高預(yù)防、診斷及治療冠心病的能力[7-9]。

人類ADRB1基因位于10q24～26，主要分布在心、肝臟、腎臟、骨骼肌及脂肪組織，可介導(dǎo)心臟正性肌力并調(diào)節(jié)心率，Ser49Gly及Arg389Gly是其兩種常見基因型[10]。有報(bào)道指出Ser49Gly及Arg389Gly基因多態(tài)性與高血壓、糖尿病、心力衰竭、冠心病均有一定的相關(guān)性[11]。有研究表明，ADRB1屬于G蛋白偶聯(lián)受體超家族成員，經(jīng)兒茶酚胺激活后與Gs蛋白偶聯(lián)，活化腺苷酸環(huán)化酶，轉(zhuǎn)化ATP為環(huán)磷酸腺苷(cAMP)，并激活cAMP依賴蛋白激酶A，引起L型鈣通道開放，增加心肌收縮細(xì)胞Ca2+內(nèi)流及肌漿網(wǎng)Ca2+釋放，可加快心率，增強(qiáng)心肌收縮力，增加心臟血液排出量[12-13]。Songtao等[14]通過轉(zhuǎn)染不同ADRB1基因型到倉鼠成纖維細(xì)胞，體外發(fā)現(xiàn)Gly49及Gly389可抑制腺苷酸環(huán)化酶活性，從而降低cAMP的表達(dá)。cAMP作為第二信使參與調(diào)控血管舒張，cAMP表達(dá)的降低可加重血管收縮及血小板聚集[15]。本研究中發(fā)現(xiàn)Ser49Gly等位基因與冠心病緊密相關(guān)，顯性基因模型與冠心病存在一定的關(guān)系(P<0.05)，說明Ser49Gly基因突變在體內(nèi)呈顯性表現(xiàn)，突變型雜合子及純合子均可能增加冠心病發(fā)病率；Arg389Gly隱性基因模型的單變量分析與冠心病相關(guān)，考慮年齡、性別的混雜因素，校正后的模型與冠心病無關(guān)。

為了研究基因多態(tài)性與冠心病嚴(yán)重程度的關(guān)系，有必要對冠心病嚴(yán)重程度進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。冠心病臨床表現(xiàn)多種多樣，癥狀嚴(yán)重程度不同，但大多數(shù)病人的冠狀動(dòng)脈粥樣硬化病理表現(xiàn)更為常見。冠狀動(dòng)脈造影是診斷冠心病的金標(biāo)準(zhǔn)，盡管如此，冠狀動(dòng)脈病變的位置及程度仍然可預(yù)測其分級(jí)的復(fù)雜性，SYNTAX評(píng)分系統(tǒng)全面考慮各種復(fù)雜因素，客觀反映冠心病病情嚴(yán)重程度，病情隨著SYNTAX評(píng)分升高而加重[16]。鑒于此，本研究根據(jù)SYNTAX評(píng)分對試驗(yàn)組病人進(jìn)行分組，結(jié)果具有一定可信度。

冠心病發(fā)生不僅與遺傳因素有關(guān)，且與諸多外部因素如環(huán)境等有關(guān)，ADRB1基因Ser49Gly多態(tài)性與冠心病有一定的相關(guān)性，但與SYNTAX評(píng)分所示的病情輕重?zé)o關(guān)。這其中有兩種可能性：首先，冠心病是一種具有一定程度遺傳傾向的疾病，必然與多基因變異有關(guān)，ADRB1基因Ser49Gly可能是與冠心病發(fā)生有關(guān)的位點(diǎn)而非其病情嚴(yán)重程度的相關(guān)位點(diǎn)；其次，在冠心病發(fā)生及進(jìn)展中，可能有些許相關(guān)的遺傳因素，但諸多環(huán)境因素、生活習(xí)慣等后天因素在冠心病的發(fā)生及發(fā)展中發(fā)揮了一定作用，且可能在病情加重的過程中起到的作用更大。然而，本研究中并未排除藥物基因組的相互作用及ADRB1基因多態(tài)性與β受體阻滯劑間的相互作用對冠心病進(jìn)程的影響。此外，樣本來自中國漢族人群，樣本民族、區(qū)域及數(shù)量均有一定的局限性，因此，研究結(jié)果仍需進(jìn)一步確認(rèn)。