木酮糖激酶基因rs17118多態(tài)性與中國(guó)漢族人群冠心病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)聯(lián)性研究

張艷煒 韓京軍 張磊 李海洲 許英杰

518055 深圳市疾病預(yù)防控制中心免疫規(guī)劃所(張艷煒)；518033 深圳，中山大學(xué)附屬第八醫(yī)院心胸外科(韓京軍、張磊、李海洲、許英杰)

Fundprogram： Scientific Research Project of Shenzhen Health Commission System(SZGW2017003)；Medical Research Fund of Guangdong Province(A2020168)

《2005—2017年中國(guó)疾病負(fù)擔(dān)研究報(bào)告》指出，2017年我國(guó)腦血管疾病、冠心病、慢性阻塞性肺病、肺癌和阿爾茨海默癥是導(dǎo)致我國(guó)居民壽命年損失、縮短壽命的前五位死因，而冠心病死亡人數(shù)增幅最大，達(dá)54.5%。推算我國(guó)現(xiàn)有冠心病患者1 139萬，且每年以5.05%的速度增長(zhǎng)[1]。冠心病是受環(huán)境、遺傳及兩者的相互作用影響的循環(huán)系統(tǒng)疾病[2]。許多因素與其發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)，其中包括高血壓、血脂異常、肥胖、糖尿病和不良生活方式等可改變因素，以及性別、年齡和遺傳因素等不可改變因素。

木酮糖激酶(xylulokinase，XYLB)基因是1998年Tamari等[3]針對(duì)第三染色體上腫瘤抑制基因測(cè)序過程中發(fā)現(xiàn)的能量代謝相關(guān)基因。通過同源分析結(jié)果顯示，該基因序列所表達(dá)的蛋白與線蟲中一種60.3-kDa的C蛋白R(shí)08D7.7及酵母菌細(xì)胞中的一種68.3-kDa蛋白結(jié)構(gòu)較為相似，而這兩種蛋白均屬于激酶家族，主要包括巖藻糖激酶、葡糖酸激酶、甘油激酶及XYLB等[4-5]。目前關(guān)于XYLB與人類疾病關(guān)聯(lián)性研究少見報(bào)道，但個(gè)別研究已經(jīng)表明巖藻糖激酶和甘油激酶的核苷酸突變與人類某些疾病息息相關(guān)。XYLB是體內(nèi)糖和脂肪代謝的重要調(diào)節(jié)因子[5-6]，而脂質(zhì)代謝紊亂可以增加動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。本課題組前期采用外顯子測(cè)序技術(shù)發(fā)現(xiàn)并確定XYLB基因rs17118多態(tài)性與中國(guó)漢族人群缺血性腦卒中發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)[7]。缺血性腦卒中和冠心病具有相同的高危因素，故本研究將進(jìn)一步驗(yàn)證探討XYLB基因rs17118C/A多態(tài)性與中國(guó)漢族人群冠心病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)聯(lián)。

1 對(duì)象和方法

1.1 研究對(duì)象

病例對(duì)照研究，納入2016年6月至2018年2月在深圳市中山大學(xué)附屬第八醫(yī)院診治的、資料完整并成功完成基因分型的漢族患者。按照1∶1的比例，選擇年齡、性別匹配的冠心病患者(病例組)和健康體檢者(對(duì)照組)各597例。冠心病診斷標(biāo)準(zhǔn)符合國(guó)際心臟病學(xué)會(huì)和WHO臨床命名的《冠心病的命名及診斷標(biāo)準(zhǔn)》，包括心絞痛臨床表現(xiàn)、心電圖和心肌酶改變，并行冠狀動(dòng)脈造影，結(jié)果顯示在主要冠狀動(dòng)脈血管中，至少存在1條血管內(nèi)徑狹窄超過50%。對(duì)照來自同時(shí)期門診健康體檢者，經(jīng)詢問病史、調(diào)查問卷、心臟彩色超聲、CT冠狀動(dòng)脈成像或冠狀動(dòng)脈造影等檢查排除冠心病。每一例納入對(duì)象均無任何血緣關(guān)系，排除心肌病、腦血管意外、肺心病、風(fēng)濕性心臟病、先天性心臟病、充血性心力衰竭、周圍血管性疾病、肝腎疾病及其他惡性腫瘤患者。本研究符合醫(yī)學(xué)倫理學(xué)要求，所有研究對(duì)象均簽署知情同意書，并分別通過深圳市疾病預(yù)防控制中心和中山大學(xué)附屬第八醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)。

1.2 方法

通過統(tǒng)一的調(diào)查問卷對(duì)符合條件的研究對(duì)象進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容主要包括：年齡、性別、體重、身高、民族、籍貫、吸煙及飲酒情況，是否患有高血壓、糖尿病，是否有冠心病家族史等。通過病案系統(tǒng)調(diào)取患者和健康體檢者血液檢查結(jié)果，包括總膽固醇(total cholesterol，TC)、三酰甘油(triglyceride，TG)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterol，HDL-C)和空腹血糖(fasting blood glucose，F(xiàn)BG)等。

高血壓的診斷標(biāo)準(zhǔn)：收縮壓≥140 mmHg和(或)舒張壓≥90 mmHg或目前正在服用降壓藥。糖尿病的診斷標(biāo)準(zhǔn)：FBG≥7.0 mmol/L，或目前正在服用降糖藥。由專業(yè)人員通過詢問患者家屬及之前的診查記錄等方法進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)控。

1.3 rs17118基因多態(tài)性檢測(cè)

采集受檢者清晨6點(diǎn)空腹情況下外周靜脈血3.0 ml，置于2%EDTA抗凝管，200 μl用于提取基因組DNA，剩余分裝并存放于-80℃冰箱。用全血基因組DNA提取試劑盒(美國(guó)，AXYGEN公司)進(jìn)行全血DNA提取，采用紫外線分光光度計(jì)檢測(cè)DNA濃度和純度，分裝后存放于-80℃冰箱待檢測(cè)。

采用Taqman探針法進(jìn)行rs17118多態(tài)性檢測(cè)，預(yù)期擴(kuò)增片段在150 bp左右。位點(diǎn)的上、下引物和探針均由美國(guó)ABI公司合成。反應(yīng)體系為：2×TIANtough Genotyping PreMix 10 μl， 40×Taq Man SNP Genotyping Assays 0.5 μl， 50×ROX Referece Dye 0.4 μl， Rnase-Free ddH2O 7.1 μl， 模版DNA 2.0 μl組成。在ABI Step One Plus熒光PCR儀上執(zhí)行如下程序：60℃，30 s；95℃，2.0 min；95℃，20 s；60℃， 32 s，共40個(gè)循環(huán)， 最后60℃ 30 s，結(jié)果判定。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 一般情況

如表1所示，較對(duì)照組，病例組患高血壓、糖尿病和吸煙者的比例明顯增高，而飲酒者所占比例明顯降低，F(xiàn)BG水平明顯升高，而TC、HDL-C和LDL-C均顯著降低(均為P<0.05)。

表1 病例組和對(duì)照組的一般情況和臨床資料比較

2.2 遺傳平衡檢驗(yàn)

將對(duì)照組基因型頻率代入Hardy-Weinberg遺傳平衡定律，進(jìn)行群體代表性檢驗(yàn)，結(jié)果顯示rs17118基因型頻率與期望值基本吻合，χ2值為0.076，P=0.783， 分布符合遺傳平衡定律。

2.3 基因型頻率分布及與冠心病的關(guān)聯(lián)性

病例組(29.3%)A等位基因分布頻率高于對(duì)照組(26.5%)，A等位基因攜帶者冠心病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)是C等位基因攜帶者的1.15倍(95%CI：0.96～1.38，P=0.139)。CA基因型攜帶者冠心病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)是CC基因型攜帶者的1.30倍(95%CI：1.02～1.65，P=0.038)，AA基因型則為1.09倍(95%CI：0.69～1.72，P=0.726)，CA+AA基因型發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)是CC基因型攜帶者的1.27倍 (95%CI：1.01～1.59，P=0.045)，見表2。

2.4 多因素logistic回歸分析

以分類變量有無冠心病為應(yīng)變量，將高血壓、糖尿病、吸煙、飲酒等傳統(tǒng)因素作為自變量放入多因素logistic回歸模型，分析后發(fā)現(xiàn)攜帶rs17118CA基因型是冠心病易感危險(xiǎn)因素，其OR值為1.41(95%CI：1.03～1.94，P=0.034)，見表2。

表2 病例組和對(duì)照組rs17118基因型和等位基因分布

2.5 不同基因型間生化指標(biāo)差異分析

分別對(duì)病例組和對(duì)照組不同基因型間生化指標(biāo)差異進(jìn)行分析。對(duì)照組各基因型間TG、TC、HDL-C、LDL-C和FBG差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P>0.05)。病例組中，AA基因型攜帶者LDL-C[(2.31±0.82)mmol/L]和TC[(3.93±1.22)mmol/L]水平明顯低于CC基因型[(2.61±0.86)mmol/L、(4.40±1.19) mmol/L，P=0.050、0.035]和CA基因型[(2.68±0.82)mmol/L、(4.49±1.22)mmol/L，均為P<0.05]，CA+AA基因型攜帶者HDL-C水平也明顯低于CC基因型攜帶者[(1.05±0.26)mmol/L比(1.10±0.31)mmol/L，P=0.035]，見表3。

表3 病例組和對(duì)照組不同基因型間血糖和血脂指標(biāo)的比較

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)，中國(guó)漢族人群XYLB基因rs17118多態(tài)性與冠心病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)聯(lián)性。rs17118CA基因型可以增加冠心病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)(OR=1.30， 95%CI：1.02～1.65)，校正傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素后，這種危險(xiǎn)關(guān)系仍然存在，是獨(dú)立危險(xiǎn)因素(OR=1.41，95%CI：1.03～1.94)。病例組AA基因型攜帶者TC和LDL-C水平均顯著低于其他2種基因型，CA+AA基因型攜帶者HDL-C水平明顯低于CC基因型，由此我們推測(cè)XYLB基因多態(tài)性可能通過引起脂質(zhì)代謝水平改變，進(jìn)而影響動(dòng)脈粥樣硬化的形成進(jìn)程，增加冠心病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。本課題組前期發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證出，rs17118多態(tài)性與缺血性腦卒中有關(guān)聯(lián)[7]，而冠心病和缺血性腦卒中有著幾乎相同的病理機(jī)制和高危因素。

本研究對(duì)冠心病傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素進(jìn)行分析，結(jié)果與已經(jīng)發(fā)表研究結(jié)論相同，高血壓、糖尿病和吸煙仍然是高危因素。病例組飲酒者所占比例明顯低于對(duì)照組，提示飲酒可以一定程度上降低冠心病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，可能與患者因病戒酒有關(guān)，近年來也有輕中度飲酒可以減少心血管疾病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的觀點(diǎn)[8-9]。另外，病例組TC和LDL-C均低于對(duì)照組，與以往研究結(jié)果相反，可能與病例組接受降脂藥物治療有關(guān)。

XYLB基因位于染色體3p22.2，共有26個(gè)外顯子，編碼的蛋白質(zhì)為D-木酮糖激酶，廣泛表達(dá)于肝臟和腎臟[4]。XYLB在葡萄糖醛酸-木糖途徑起到關(guān)鍵作用，催化D-木酮糖(D-xylulose， Xu)生成5-磷酸木酮糖(xylulose-5-phosphate， Xu5P)[10-12]，Xu5P作為該代謝途徑的唯一終產(chǎn)物，具有調(diào)控糖酵解和脂肪發(fā)生相關(guān)基因表達(dá)的關(guān)鍵作用，可以上調(diào)肝臟內(nèi)脂肪生成和糖酵解過程[6]。本研究發(fā)現(xiàn)，病例組中攜帶rs17118A等位基因的個(gè)體HDL-C水平明顯低于CC基因型，而流行病學(xué)研究已經(jīng)證實(shí)，低水平HDL-C是動(dòng)脈粥樣硬化型心臟病發(fā)生和發(fā)展的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，HDL-C與發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān)[13]。越來越多的證據(jù)表明，高水平LDL-C和TC會(huì)增加冠心病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，而經(jīng)過他汀類降脂藥物治療后逐漸下降的LDL-C，可以預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化血栓形成和冠狀動(dòng)脈內(nèi)斑塊破裂，對(duì)減少冠心病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)有非常積極的作用[14-16]。研究已經(jīng)證實(shí)，小而密LDL(small dense LDL，sdLDL) 比LDL-C具有更強(qiáng)的致動(dòng)脈粥樣硬化作用，美國(guó)膽固醇教育計(jì)劃委員會(huì)成人治療組已經(jīng)明確表示，sdLDL屬于新一類的心血管危險(xiǎn)因素[17]。本研究病例組AA基因型攜帶者TC和LDL-C水平顯著低于其他基因型，因未采集sdLDL檢測(cè)結(jié)果，所以無法客觀分析sdLDL在其中所起作用，同時(shí)也不排除與患病后服用降脂類藥物有關(guān)。根據(jù)上述結(jié)果，我們推測(cè)XYLB基因與脂類代謝密切相關(guān)，可能會(huì)導(dǎo)致血脂代謝異常進(jìn)而影響動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展，在一定程度上可以調(diào)節(jié)冠心病的遺傳易感性。目前為止，國(guó)內(nèi)外關(guān)于XYLB基因與冠心病關(guān)聯(lián)性研究極少見報(bào)道。

本研究選擇中國(guó)漢族冠心病患者及健康體檢人群作為研究對(duì)象，比較分析了XYLB基因rs17118多態(tài)性在病例組和對(duì)照組的分布， 明確rs17118多態(tài)性與漢族人群冠心病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)，提示XYLB基因可能通過調(diào)整脂類代謝進(jìn)而影響冠心病的發(fā)生和發(fā)展。但本研究的樣本量有限，為進(jìn)一步確定以上結(jié)論，尚需要更大的樣本量進(jìn)行驗(yàn)證，并需要更加深入的機(jī)制研究。

利益沖突：無