亞甲基四氫葉酸還原酶和纖溶酶原激活劑抑制物基因多態(tài)性與老年慢性腎衰竭的相關(guān)性

胡常暉,侯儆,張建軍,靳志雄

張家口市第一醫(yī)院,a 腎內(nèi)科,b 急診科,c 普外一科,張家口 075000

慢性腎衰竭(CRF)是臨床常見疾病,其患病率在老年群體中日益增加,據(jù)統(tǒng)計(jì),全球每年約有數(shù)百萬人死于腎臟疾病,老年CRF是其中的主要原因之一[1]。腎衰竭是一種臨床綜合征,通常由各種病因引起,如糖尿病、高血壓、腎小球腎炎等,然而研究表明遺傳因素也可能對腎衰竭的發(fā)生和進(jìn)展起到重要作用[2]。亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)基因和纖溶酶原激活劑抑制物-1(PAI-1)基因是與老年CRF密切相關(guān)的兩個基因,其中MTHFR基因參與了體內(nèi)甲基代謝途徑,與血液中同型半胱氨酸水平的調(diào)節(jié)有關(guān),PAI-1基因編碼血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的重要調(diào)節(jié)因子,與血管內(nèi)皮功能紊亂相關(guān),因此這些基因的變異可能導(dǎo)致腎臟結(jié)構(gòu)和功能的改變,從而增加腎衰竭的風(fēng)險[3]。本研究旨在探究MTHFR和PAI-1基因多態(tài)性與老年CRF的關(guān)系,以期為腎衰竭的預(yù)防和治療提供更有效的基因遺傳學(xué)方面的指導(dǎo)。

1 對象與方法

1.1 研究對象 納入2020年2月至2023年2月張家口市第一醫(yī)院收治的100例老年CRF患者作為CRF組,同時期老年健康體檢者100例作為對照組。納入標(biāo)準(zhǔn):①符合CRF診斷標(biāo)準(zhǔn)[4](CRF組);②尿毒癥期CKD 3～4期(CRF組);③腎功能正常(對照組);④年齡≥60歲;⑤能夠配合完成研究相關(guān)的檢查;⑥簽署知情同意書并同意參與本研究。排除標(biāo)準(zhǔn):①肝功能異常者;合并心肌梗死、心力衰竭、嚴(yán)重心律失常等心血管疾病者;②合并活動性感染或正在接受抗生素治療者;③急性腎損傷或腎功能不穩(wěn)定者;④妊娠或哺乳期女性;⑤存在其他嚴(yán)重疾病或嚴(yán)重生活不能自理的情況。CRF組男53例,女47例;年齡62～78(68.3±3.5)歲;對照組男51例,女49例;年齡60～80(67.9±5.1)歲。2組性別、年齡比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。本研究方案經(jīng)張家口市第一醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 檢測方法

1.2.1 樣本采集 采集所有受試者外周血樣本及CRF組患者尿液樣本。

1.2.2 MTHFR基因型測定 采用酚/氯仿法提取血液樣本白細(xì)胞基因組DNA。根據(jù)選取的MTHFR、PAI-1等位基因,參照NCBI GeneBank進(jìn)行引物序列設(shè)計(jì),MTHFR C677T正向引物1:5-GAGAAGGTGTCTGCGGGAGC-3,正向引物2:5-GGAGAAGGTGTCTGCGGGAGT-3,反向引物:5-CGCTGTGCAAGTTCTGGACC-3,引物均由上海invitrogen生物工程公司合成。以基因組DNA為模板,進(jìn)行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴(kuò)增,擴(kuò)增產(chǎn)物通過限制性內(nèi)切酶切割,獲得目標(biāo)DNA片段,通過凝膠電泳分析,得到不同基因型對應(yīng)的DNA條帶圖譜,根據(jù)分析結(jié)果確定MTHFR C677T基因型。

1.2.3 PAI-1基因型測定 采用酚/氯仿法提取血液樣本白細(xì)胞基因組DNA。根據(jù)選取的MTHFR、PAI-1等位基因,參照NCBI GeneBank進(jìn)行引物序列設(shè)計(jì),PAI-1基因4G/5G多態(tài)性片段引物設(shè)計(jì):正向4G引物P1:5′-GTCTGGACACGTGGGGA-3′;上游正向5G引物P2:5′-GTCTGGACACGTGGGGG-3′;上游遠(yuǎn)端對照正向引物P3:5′-AAGCTTTTACCAT-GGTAACCCCTGGT-3′;共同的下游反向引物P4:5′-TGCAGCCAGCCACGT-GATTGTCTAG-3′,引物均由上海invitrogen生物工程公司合成。以基因組DNA為模板,進(jìn)行PCR擴(kuò)增,擴(kuò)增產(chǎn)物通過限制性內(nèi)切酶切割,獲得目標(biāo)DNA片段,通過凝膠電泳分析,得到不同基因型對應(yīng)的DNA條帶圖譜,根據(jù)分析結(jié)果確定PAI-1基因型。

1.2.4 腎功能指標(biāo) 采用酶法測定血尿素氮、肌酐水平,腎小球?yàn)V過率采用改良MDRD公式進(jìn)行估算。

1.3 觀察指標(biāo) 比較CRF組與對照組MTHFR、PAI-1基因型與基因頻率分布情況,以及CRF患者M(jìn)THFR、PAI-1不同基因型血尿素氮、血肌酐、腎小球?yàn)V過率水平,采用logistics回歸分析MTHFR、PAI-1基因多態(tài)性與CRF患病的關(guān)系。

2 結(jié)果

2.1 2組MTHFR、PAI-1基因型與基因頻率分布比較 CRF組MTHFR C677T基因位點(diǎn)TT基因型、T等位基因占比及PAI-1 4G/5G基因位點(diǎn)4G/4G基因型、4G等位基因占比均高于對照組(P<0.05)。見表1、表2。

表1 2組MTHFR C677T基因型、基因頻率分布比較[例(%)]

表2 2組PAI-1 4G/5G基因型分布[例(%)]

2.2 CRF患者M(jìn)THFR不同基因型尿素氮、肌酐水平比較 MTHFR基因TT基因型的CRF患者尿素氮、肌酐水平均高于其他基因型(P<0.05),腎小球?yàn)V過率低于其他基因型(P<0.05)。見表3。

表3 CRF患者M(jìn)THFR C677T各基因型尿素氮、肌酐水平比較

2.3 CRF患者PAI-1不同基因型尿素氮、肌酐水平比較 PAI-1基因4G/4G基因型的CRF患者尿素氮、肌酐水平均高于其他基因型(P<0.05),腎小球?yàn)V過率低于其他基因型(P<0.05)。見表4。

表4 CRF患者PAI-1各基因型尿素氮、肌酐水平比較

2.4 MTHFR、PAI-1基因多態(tài)性與CRF的關(guān)系分析 多因素logistics回歸分析顯示,MTHFR TT基因型、PAI-1 4G/4G基因型均為老年人CRF患病的獨(dú)立危險因素(P<0.05)。見表5。

表5 MTHFR、PAI-1基因多態(tài)性與CRF的關(guān)系分析

3 討論

老年人群中CRF的發(fā)病率較高,且其病因復(fù)雜,涉及多種遺傳和環(huán)境因素,研究基因多態(tài)性與老年CRF的相關(guān)性,可幫助我們深入了解該疾病的病因和發(fā)病機(jī)制,為CRF的診斷、預(yù)防和個體化治療提供科學(xué)依據(jù)和理論支持。

本研究探討了MTHFR和PAI-1基因多態(tài)性與老年CRF的相關(guān)性,結(jié)果表明,MTHFR C677T位點(diǎn)的TT基因型和PAI-1 4G/5G位點(diǎn)的4G/4G基因型與老年CRF的發(fā)生相關(guān)。MTHFR是一種關(guān)鍵的酶,在維持同型半胱氨酸代謝過程中發(fā)揮著重要的作用,其功能是在脫氧核苷酸合成途徑中將5,10-甲基四氫葉酸還原為5-甲基四氫葉酸,從而供給單碳基團(tuán)進(jìn)行DNA和RNA的合成[5]。MTHFR酶活性與C677T位點(diǎn)的基因型密切相關(guān),其中TT基因型與酶活性的降低有關(guān),因此會導(dǎo)致同型半胱氨酸水平升高。同型半胱氨酸是一種代謝產(chǎn)物,已經(jīng)被證實(shí)與多種疾病的發(fā)生相關(guān),可經(jīng)腎臟過濾并通過腎小管排出體外,而高水平的同型半胱氨酸可導(dǎo)致腎小管細(xì)胞的損傷和腎小球的硬化,尤其是老年人體內(nèi)腎小球硬化和腎小管細(xì)胞損傷的累積,可進(jìn)一步增加CRF的發(fā)生風(fēng)險[6-8]。本研究結(jié)果顯示,MTHFR C677T位點(diǎn)的TT基因型與老年CRF的發(fā)生相關(guān),且MTHFR基因TT基因型的CRF患者尿素氮、肌酐水平均高于其他基因型,腎小球?yàn)V過率低于其他基因型,與既往研究[9]一致,表明MTHFR C677T位點(diǎn)TT基因型的個體更容易患上CRF,且該基因型的CRF患者腎功能損害更明顯。

PAI-1是一種重要的凝血系統(tǒng)調(diào)節(jié)因子,其主要作用是抑制纖溶酶原激活物的活性,從而影響纖溶酶原系統(tǒng)[10]。PAI-1的基因位點(diǎn)4G/5G位于PAI-1基因的啟動區(qū)域,已被證實(shí)與PAI-1的表達(dá)水平相關(guān),4G等位基因的存在導(dǎo)致PAI-1表達(dá)水平增加,從而引起凝血和纖溶平衡失調(diào)[11-12]。本研究結(jié)果顯示,CRF組PAI-1 4G/5G基因位點(diǎn)4G/4G基因型和4G等位基因占比高于對照組,與既往相關(guān)研究[13]一致。本研究還發(fā)現(xiàn)PAI-1基因4G/4G基因型的CRF患者尿素氮、肌酐水平均高于其他基因型,腎小球?yàn)V過率低于其他基因型,這一結(jié)果表明PAI-1基因的多態(tài)性可能與老年CRF患者的腎功能損傷程度有關(guān)。分析其原因,PAI-1可能通過影響血管內(nèi)皮功能、血液凝固和纖溶系統(tǒng)的平衡,從而影響腎小球的血流動力學(xué),導(dǎo)致腎小球硬化,進(jìn)一步影響腎小管功能。PAI-1基因4G/4G基因型在其他疾病中也被發(fā)現(xiàn)是一個危險因素,包括心臟病、糖尿病、高血壓等,這些疾病與腎臟疾病有許多共同的危險因素,如高膽固醇、肥胖等,這些共同的危險因素也可能與老年CRF的發(fā)生有關(guān)[14]。此外,MTHFR、PAI-1的遺傳多態(tài)性可能與環(huán)境因素相互作用,共同導(dǎo)致CRF的發(fā)生,因此進(jìn)一步研究MTHFR、PAI-1基因多態(tài)性與老年CRF的關(guān)系,還需考慮環(huán)境因素和其他危險因素的影響[15]。本研究通過進(jìn)一步的多因素logistics回歸分析顯示,MTHFR TT基因型、PAI-1 4G/4G基因型均為老年人CRF患病的獨(dú)立危險因素,提示MTHFR TT基因型和PAI-1 4G/4G基因型均為老年人CRF患病的獨(dú)立危險因素,且他們的影響可能是相互獨(dú)立的。

綜上所述,MTHFR C677T位點(diǎn)的TT基因型及PAI-1 4G/5G位點(diǎn)的4G/4G基因型均與老年CRF的發(fā)生相關(guān),在老年人中應(yīng)重視這兩種基因遺傳多態(tài)性對腎功能的影響。通過研究MTHFR和PAI-1基因多態(tài)性與老年CRF的相關(guān)性,還可以為其他相關(guān)疾病的研究提供參考和借鑒,許多疾病如心血管疾病、糖尿病、下肢深靜脈血栓等,也涉及基因多態(tài)性的影響。對基因與疾病之間關(guān)系的研究,不僅對于CRF的治療和預(yù)防具有重要的意義,也有助于推動其他疾病的研究和治療進(jìn)程以及遺傳學(xué)和基因醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。