Gretarsdottir等于2003年首次发现位于人类染色体5q12上的磷酸二酯酶4D(PDE4D)基因单核苷酸多态性与冰岛人群缺血性脑血管病(ICVD)显著相关,认为PDE4D基因是脑卒中的候选基因[1]。国内研究表明,冠心病(CAD)已成为实施院前急救最主要的病因[2, 3],而急性心肌梗死(AMI)是其中最危险的类型。AMI与ICVD的发病机制具有相似之处,且都与遗传密切相关[4, 5, 6, 7, 8, 9],关于其发病风险是否与PDE4D基因多态性有关的问题,迄今尚未见有报道。本研究将探讨PDE4D基因rs966221多态性与中国常武地区汉族人群AMI易感性的可能关系。
1 资料与方法 1.1 一般资料AMI组:选择2006年6月至2012年11月在本中心住院的AMI患者232例,男156例,女76例,年龄33~99岁,(60.31±10.67)岁,均符合2002年AHA/ACC关于AMI的指南诊断标准[10]。对照组:选择性别和年龄与AMI组相匹配并经冠状动脉造影证实无冠脉狭窄的非CAD者220例,男130例,女90例,年龄29~85岁,(59.17±9.89)岁。所有入选者均为中国常武地区汉族人群,均排除严重肝肾功能不全、肿瘤、风湿类疾病和急性或严重慢性感染者。该研究经本院医学伦理委员会批准,并征得所有入选对象知情同意。
1.2 研究方法(1)标本采集 所有研究对象均在禁食12 h后,于清晨采肘静脉血,柠檬酸钠抗凝。采用生工生物工程(上海)有限公司提供的Ezup柱式血液基因组DNA抽提试剂盒提取DNA,严格按照配套说明书操作。-70℃保存备用。
(2)一般资料采集 使用统一表格记录入选对象的性别、年龄、吸烟史、高血压史、糖尿病史、血脂水平和冠状动脉造影等结果。
(3)PDE4D基因rs966221多态性检测 Taqman探针由美国ABI公司设计。Part number:4351379。Assay ID:C_3172890_20。聚合酶链反应(PCR)反应体系为10μL:Universal PCR Master Mix 5μL,Taqman探针 0.2μL,DNA 10 ng,加水至10μL。PCR反应条件:95 ℃ 10min;92 ℃ 15s,60℃ 1min,共40个循环。PCR反应前、后读板和扩增均在ABI 7500上进行。以SDS2.0图像分析软件Allelic Discrimination程序进行终点分析,通过检测不同等位基因所标记的FAM和VIC荧光强度,判断各待测样本基因分型为野生纯合子、变异纯合子或者杂合子。
1.3 统计学方法采用SPSS 17.0软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差(x±s)表示,采用t检验;基因型频率与Hardy-Weinberg平衡的符合程度和分类变量比较采用χ2检验;关联程度用优势比(OR)和95%可信区间(CI)表示;PDE4D基因rs966221多态性与AMI发病风险的相关性采用Logistic回归分析。以P<0.05为有统计学意义。
2 结 果 2.1 一般临床资料比较AMI组和对照组的性别和年龄相匹配,故具有可比性。总胆固醇水平差异具统计学意义(P<0.05),吸烟史、高血压史、糖尿病史、血清高密度脂蛋白胆固醇水平和血清低密度脂蛋白胆固醇水平有显著差异(P<0.01),而甘油三酯水平差异无统计学意义(P>0.05)(表 1)。
AMI组( n=232) | 对照组( n=220) | |
年龄(岁) | 60.31±10.67 | 59.17±9.89 |
男性[例(%)] | 156(67.24) | 130(59.10) |
吸烟[例(%)] | 66(28.45) b | 38(17.27) |
高血压史[例(%)] | 111(47.84) b | 81(36.82) |
糖尿病史[例(%)] | 63(27.16) b | 10(4.55) |
TC(mmol/L) | 4.70±1.11 a | 4.51±0.95 |
TG(mmol/L) | 1.70±1.19 | 1.64±0.98 |
HDL-C(mmol/L) | 1.11±0.29 b | 1.19±0.33 |
LDL-C(mmol/L) | 2.93±0.89 b | 2.59±0.73 |
注:TC=总胆固醇,TG=甘油三酯,HDL-C=高密度脂蛋白胆固醇,LDL-C=低密度脂蛋白胆固醇;与对照组比较, a P<0.05, b P<0.01 |
在AMI组和对照组,PDE4D基因rs966221位点均存在TT、TC和CC三种基因型,其中CC基因型检出频率较低(图 1)。经χ2检验符合Hardy-Weinberg遗传平衡规律,具有群体代表性(表 2)。与对照组相比,AMI组rs966221位点TT、TC、CC基因型和T等位基因的频率分布差异无统计学意义;经Logistic回归分 析调整吸烟史、高血压史、糖尿病史和血脂异常等CAD危险因素后显示,PDE4D基因rs966221位点T等位基因频率与AMI的发病风险存在相关性(表 3)。
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红色荧光点:TT;绿色荧光点:TC;蓝色荧光点:CC;×:扩增失败无法判定,需重新分型;█:空白对照。 图 1 PDE4D基因rs966221 Taqman探针分型 |
基因型 | TT | TC | CC | T | C | χ 2 | P |
AMI组( n=332) | 130 | 89 | 13 | 349 | 115 | 0.194 | 0.659 |
对照组( n=255) | 140 | 75 | 5 | 355 | 85 | 1.928 | 0.165 |
组别 | 基因型(例,%) | 等位基因(例,%) | |||
TT | TC | CC | T | C | |
对照组( n=220) | 140(63.64) | 75(34.09) | 5(2.27) | 355(80.68) | 85(19.32) |
AMI组( n=232) | 130(56.03) | 89(38.36) | 13(5.60) | 349(75.22) | 115(24.78) |
单因素分析 | |||||
P值 | 0.104 | 0.379 | 0.092 | 0.054 | |
OR(95% CI) | 0.728(0.499-1.063) | 1.203(0.819-1.767) | 2.553(0.895-7.283) | 0.727(0.529-0.998) | |
多因素分析a | |||||
P值 | 0.051 | 0.182 | 0.103 | 0.025 | |
OR(95% CI) | 0.660(0.435-1.002) | 1.336(0.873-2.042) | 2.588(0.826-8.112) | 0.660(0.459-0.950) | |
注: *多因素包括年龄、性别、吸烟、高血压史、糖尿病史、血清TC、TG、HDL-C和LDL-C水平 |
本研究所录入的非CAD者PDE4D基因rs966221位点TT、TC和CC基因型频率分布与中国上海[11]和南京[12]地区非ICVD者进行比较无统计学差异,但与南亚的巴基斯坦[13]地区报道的非ICVD者和印度[14]地区报道的非CAD者进行比较并不一致(表 4)。
地区人群 | TT | TC | CC | C |
本研究人群( n=220) a | 140(63.64) | 75(34.09) | 5(2.27) | |
中国上海地区人群( n=761) b | 496(65.18) | 230(30.22) | 35(4.60) | 0.207 |
中国南京地区人群( n=258) b | 152(58.91) | 94(36.43) | 12(4.65) | 0.286 |
巴基斯坦人群( n=257) b | 69(26.85) | 139(54.09) | 49(19.07) | 0.000 |
印度人群( n=232) a | 70(30.17) | 121(52.16) | 41(17.67) | 0.000 |
注: a非CAD者, b非ICVD者; c与本研究人群比较 |
PDE4D的主要作用是降解cAMP,而cAMP的减少可引起血管平滑肌增生和移行以及序贯受损处局部炎性反应加剧,促进动脉粥样硬化的形成和致血管粥样斑块的不稳定性增加[15, 16],从而参与AMI的发病。目前,关于PDE4D基因多态性与心血管疾病发病风险的相关性研究主要集中在ICVD。自从2002年Gretarsdottir等通过对卒中易患基因进行整个基因组范围内的筛查而首次发现冰岛人群中常染色体5q12区域与ICVD易感性存在相关性并且在随后1年的研究中证实位于5q12区域的PDE4D基因是ICVD的候选基因后[1, 17],一些学者陆续对PDE4D基因多态性进行了研究,但研究结果存在一定分歧,比如:PDE4D基因rs966221位点T等位基因与巴基斯坦人群ICVD发病风险显著相关[13],CC基因型是印度人群ICVD的遗传危险因子[18],由rs966221、rs153031和AC008818-1所构成的单倍体c-g-X和T-g-X分别是日本人群ICVD的危险型和保护型[19],C等位基因是独立于其他传统危险因素之外的国人ICVD危险等位基因,它增加卒中的风险[11, 20],TT基因型和T等位基因与中国北部汉族人群卒中的发病相关[21]。而Quarta、Cheng等并没有发现rs966221多态性与ICVD发病风险存在相关性的证据。
本研究结果显示,在本研究人群中存在PDE4D基因rs966221多态性,其中非CAD者TT、TC和CC基因型频率分别为63.64%、34.09%和2.27%,与中国上海(分别为65.18%、30.22%和4.60%)[11]和南京地区(分别为58.91%、36.43%和4.65%)[12]非ICVD者相一致,而与南亚的巴基斯坦地区(分别为26.85%、54.09%、19.07%)[13]非ICVD者和印度地区(分别为30.17%、52.16%、17.67%)[14]非CAD者相比则存在明显差异,表明rs966221多态性存在种族差异。
迄今,关于PDE4D基因多态性与CAD易感性的相关研究仅见Banerjee等于2009年在讨论多个炎症基因多态性与CAD的关系中涉及了rs966221位点,其结果表明,该位点多态性与CAD无相关性[14]。本文首次以中国常武地区汉族人群AMI患者和性别、年龄相匹配、经冠脉造影证实无冠脉狭窄的非CAD者为研究对象,发现AMI患者PDE4D基因rs966221位点的基因型和等位基因频率分布虽然与非CAD者存在一定差异,但无统计学意义;在经Logistic回归分析调整传统的CAD危险因素后显示,AMI组T等位基因频率显著低于非CAD者(P=0.025),即T等位基因可能降低AMI的发病风险;相对于T等位基因,C等位基因则可能增加其发病风险。PDE4D基因多态性对AMI发病所产生影响的机制并不十分明了。鉴于PDE4D的主要作用是降解cAMP,而cAMP的减少可引起血管平滑肌增生和移行以及序贯受损处局部炎性反应加剧的作用[15, 16],一般认为PDE4D基因多态性是通过降低cAMP水平来参与动脉粥样硬化的病理过程而增加心脑血管疾病的风险的[11, 13, 20, 23, 24]。
综上所述,本研究首次在国内外发现,中国常武地区汉族人群PDE4D基因rs966221多态性与AMI的易感性相关,其T等位基因可能是AMI发病的保护型等位基因。这一发现为AMI的发病机制提供了一些遗传学数据。不过,单中心、单基因研究和种族的局限性是本文的主要缺陷所在。因此,有必要扩大样本量,开展更大规模和多中心的研究,为PDE4D基因与AMI发病风险相关关系提供更明确的结论。
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