冠心病相关基因多态性的研究进展

岳玉霞陈 灿*

（广东医学院心血管内科，广东 湛江 524000）

冠心病相关基因多态性的研究进展

岳玉霞△陈 灿*

（广东医学院心血管内科，广东 湛江 524000）

大量的研究证明，冠心病是多基因遗传病。目前以单核苷酸多态性为遗传标记已经成为研究冠心病遗传因素的关键手段，利用这种手段传统的遗传策略主要是家系连锁分析和候选基因关联分析，而现在全基因组关联分析成为这方面研究热点。通过全基因组关联分析已经有大量的遗传位点表明与冠心病表型相关。本文旨在对目前与冠心病有关的基因多态性的研究进展作一综述。

单核苷酸多态性；冠心病；关联分析

冠状动脉性心脏病简称冠心病（coronary artery disease，CAD），是一种由冠状动脉器质性狭窄或阻塞引起的心肌缺血缺氧或心肌坏死的心脏病，又称缺血性心脏病。冠心病是全球范围内致病率和致死率居首要原因的复杂性疾病，而在我国，由于人口基础大，冠心病的受累人数十分惊人，并且随着我国经济和生活水平的提高，冠心病的发病率以及病死率都在逐年上升。目前大量的临床研究与流行病学调查证明，冠心病是一种复杂的多基因遗传病，其原因包括环境因素、遗传因素以及二者之间的相互作用[1]；并且不少研究也已证实，冠心病的遗传度为40%～60%，并且也存在性别差异[2]。因此从遗传学角度来研究冠心病的发病机制，可能将为冠心病提供一种新的诊疗手段。

冠心病具有家族聚集性。在通常情况下我们需要通过一定的手段来研究冠心病发病的遗传机制，单核苷酸多态性是目前比较常用的遗传研究的工具。单核苷酸多态性作为“第三代DNA遗传标记”，是指在染色体基因组水平上单个核苷酸的变异引起的DNA序列多态性。它是一种双等位基因形成的多态，指在基因组内特定核苷酸位置上存在两种或者两种以上不同的碱基，是目前研究的主要遗传标志物。利用这种遗传标志物，主要的遗传研究策略包括连锁分析和关联分析。

1 冠心病的遗传学研究策略

连锁分析和关联分析是两种通过致病基因或易感基因定位来寻找与疾病遗传相关性的研究手段，据研究对象的不同可分为基于家系的连锁分析和无血缘关系的散发人群的关联分析。因此，传统的遗传学策略主要是家系连锁分析和候选基因关联分析。而随着人类基因组计划和国际人类基因组单倍型图谱计划的完成，使从全基因中水平来研究疾病成为了可能，推动了一种较新颖的研究策略的产生--全基因组关联分析（Genome-Wide Association Study，GWAS）。

1.1 家系连锁分析

家系连锁分析，简单地说是研究某基因多态性在家系中是否与疾病等表型共分离，以寻找致病基因。前提是在没有任何关于疾病假定遗传背景的基础进行分析研究的，主要用于研究由单基因引起的罕见且高外显度的突变产生的少数病例，在复杂疾病中研究则比较少见。连锁分析是基于孟德尔第二遗传定律提出的，预测在人类基因组上存在着这样的关系，即同一个染色体上的等位基因或位置相邻的等位基因相互之间的随机性减少，而且等位空间越靠近越容易共同连锁遗传。连锁分析就是利用遗传标记在家系中进行基因分型，来寻找出与疾病共同传递的具有统计学意义的标志物。经过分析如果发现与疾病相关的染色体区域，即可找到此区域附近的相关基因，然后根据对该已知基因的生物学功能的了解，从而确定出真正的功能基因。虽然由单基因引起的疾病病例较为罕见，但是通过此方法可能发现致病基因，增加对疾病的认识，对其研究冠心病遗传机制以及临床预防治疗同样是意义重大。

1.2 关联分析

无血缘关系的散发人群的关联分析，主要是研究某基因多态性在不同的人群组间（疾病组和正常组）是否分布不同以寻找易感基因，其包括候选基因关联分析、全基因组关联分析。与候选基因关联分析不同，GWAS在研究分析之前不需要构建假设，而是将覆盖全基因组在全基因组范围内寻找基因变异与疾病之间的关系。全基因组关联分析主要步骤是首先需要挑选大规模的实验人群，然后对其DNA样本进行全基因组高密度遗传标记分型，统计分析，最终寻找与复杂疾病相关的遗传位点[3]。由于GWAS假阳性结果比例比较高，因此需要在与实验人群相似或不同的人群中验证分析。总的来说，与候选基因研究相比，GWAS更全面更能发现新的易感基因。

2 冠心病相关的遗传位点研究进展

通过家系连锁分析和关联分析发现了越来越多的与冠心病相关联的遗传位点和基因，这些研究结果丰富了我们对冠心病遗传机制的理解，提高了对冠心病的预测能力，为疾病的可治可防提供了可能。

2.1 冠心病的家系研究进展

表1 冠心病相关的易感基因

2003年Wang等研究了一个包含13个冠心病患者的三代家系，致病位点定位于15q26区域上的基因MEF2A，作者认为该基因编码区21个碱基的缺失是导致冠心病发生的主要原因[4]。随后，2006年Yuan等[5]，2007年Han等[6]在中国人群也都得到结果一致认为该基因与冠心病有关。

2007年，另一项与冠心病有关的四代家系的连锁分析被报道。研究发现12p11-13基因LRP6的一个相当保守的位置的错义突变与疾病完全连锁[7]。接着，在2009年Tomaszewski等进一步证实LRP6基因上的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）位点与高LDL相关，而高LDL与冠心病具有相关性[8]。

目前为止，通过连锁分析已经发现了两个与家族性冠心病有关的致病基因，这些致病基因的发现为研究CAD分子遗传学机制研究提供了重要线索。

2.2 冠心病的关联研究进展

2005年，Science杂志报道了第一篇GWAS，该文章是关于年龄相关性视网膜黄斑变性的研究[9]。2007年，Science杂志又报道了第一篇关于CAD的GWAS研究，Helgadottir等发现了与Ml/CAD具有强关联的易感位点9p21[10]。随后，另外两个大型的临床研究采用了同样的方法也都确定该位点与冠心病相关[11-12]。自2005年以来，GWAS迅速发展，除9p21位点外与冠心病相关的易感基因不断被发现（表1）[13-23]；而除冠心病外与其他复杂基因疾病的关联分析也层出不穷[25]，见表1。

3 结 论

目前，已经有50多个与CAD相关的易感位点被发现与验证，从一定程度上，基因多态性的研究使人类对疾病的发病机制有了一个新的认识，也为疾病的预防与个体化以及靶向治疗提供了可能。但是，这些位点绝大多数都是在欧洲人群或者其他人种中得到的研究结果。由于人群分层问题、样品数量原因、地域环境差异以及遗传背景的异质性的存在不可避免，关联研究还是存在一定的局限性。因此为了研究基因多态性是否与冠心病有关，需要增加样本量、消除人群分层等原因，并需要在不同的人群直接进行验证，这样对冠心病的诊断以及实现个体化治疗才会有指导意义。

[1] Sing CF,Stengård JH,Kardia SL.Genes,environment,and cardiovascular disease[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2003,2 3(7):1190-1196.

[2] Zdravkovic S,Wienke A,Pedersen NL.Heritability of death from coronary heart disease: a 36-year follow-up of 20 966 Swedish twins[J].J Intern Med,2002,252(3):247–254.

[3] Hirschhorn JN,Daly MJ.Genome-wide association studies for common diseases and complex traits[J].Nat Rev Genet,2005,6(2):95-108.

[4] Wang JJ,Fan C,Topol SE,et al.Mutation of MEF2A in an Inherited Disorder with Features of Coronary Artery Disease[J]. Science,2003,302(5650):1578-1581.

[5] Yuan H,Lu HW,Hu J,et al.MEE2A gene and susceptibility to coronary artery disease in the Chinese people[J].J Cent South Univ(Med Sci),2006,31(4):453-457.

[6] Han YL,Yang Y,Zhang XL.Relationship of the CAG repeat polymorphism of the MEF2A gene and coronary artery disease in a Chinese population[J].Clin Chem Lab Med,2007,45(8):987–992.

[7] Mani A,Radhakrishnan J,Wang H.LRP6 Mutation in a Family with Early Coronary Disease and Metabolic Risk Factors[J]. Science,2006,315(5816):1278-1282.

[8] Tomaszewski M,Charchar FJ,Barnes T,et al.A Common Variant in Low-Density Lipoprotein Receptor–Related Protein 6 Gene (LRP6) Is Associated With LDL-Cholesterol[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2009,29(9):1316-1321.

[9] Klein RJ,Zeiss C,Chew EY,et al.Complement Factor H Polymorphism in Age-Related Macular Degeneration[J]. Science,2005,308(5720): 385–389.

[10] Helgadottir A,Thorleifsson G,Manolescu A,et al.A Common Variant on Chromosome 9p21 Affects the Risk of Myocardial Infarction[J].Science,2007,316(5830):1491-1493.

[11] McPherson R,Pertsemlidis A,Kavaslar N,et al.A Common Allele on Chromosome 9 Associated with Coronary Heart Disease[J].Science,2007,316(5830):1488-1491.

[12] Samani NJ,Sci FD,Erdmann J,et al.Genomewide AssociationAnalysis of Coronary Artery Disease[J].N Engl J Med,2007,357(5):443-453.

[13] The Wellcome Trust Case Control Consortium.Genome-wide association study of 14,000 cases of seven common diseases and 3,000 shared controls[J].Nature,2007,447(7145):661-678.

[14] Larson MG,Atwood LD,Benjamin EJ,et al.Framingham Heart Study 100K project: genome-wide associations for cardiovascular disease outcomes[J].BMC Med Genet,2007,8 (Suppl 1):S5.

[15] Myocardial Infarction Genetics Consortium.Genome-wide association of early-onset myocardial infarction with single nucleotide polymorphisms and copy number variants[J].Nat Genet,2009,41(3):334-341.

[16] Aoki A,Ozaki K,Sato H,et al.SNPs on chromosome 5p15.3 associated with myocardial infarction in Japanese population[J]. J Hum Genet,2011,56(1):47–51.

[17] Erdmann J,Willenborg C,Nahrstaedt J,et al.A new locus for coronary artery disease on chromosome 10p11.23[J].Eur Heart J,2011,32(2):158–168.

[18] Lettre G,Palmer CD,Young T,et al.Genome-Wide Association Study of Coronary Heart Disease and Its Risk Factors in 8,090 African Americans:The NHLBI CARe Project[J].PLoS Genet,2011,7(2):e1001300.

[19] Schunkert H,König IR,Kathiresan S,et al.Large-scale association analysis identifies 13 new susceptibility loci for coronary artery disease[J].Nat Genet,2011,43(4):333-338.

[20] Barbalic M,Reiner AP,Wu C,et al.Genome-Wide Association Analysis of Incident Coronary Heart Disease (CHD) in African Americans: A Short Report[J].PLoS Genet,2011,7(8):e1002199.

[21] Wild PS,Zeller T,Schillert A,et al.A Genome-Wide Association Study Identifies LIPA as a Susceptibility Gene for Coronary Artery Disease[J].Circ Cardiovasc Genet,2011,4(4):403-412.

[22] Davies RW,Wells GA,Stewart AF,et al.A Genome-Wide Association Study for Coronary Artery Disease Identifies a Novel Susceptibility Locus in the Major Histocompatibility Complex[J].Circ Cardiovasc Genet,2012,5(2):217-225.

[23] Vargas-Alarcón G,Posadas-Romero C,Villarreal-Molina T,et al.Single Nucleotide Polymorphisms within LIPA (Lysosomal Acid Lipase A) Gene Are Associated with Susceptibility to Premature Coronary Artery Disease.A Replication in the Genetic of Atherosclerotic Disease (GEA) Mexican Study[J]. PLoS ONE,2013,8(9): e74703.

[24] Zeggini E,Scott LJ,Saxena R,et al.Meta-analysis of genomewide association data and large-scale replication identifies additional susceptibility loci for type 2 diabetes[J].Nat Genet,2 008,40(5):638-645.

[25] Wu DF,Yin RX,Cao XL,et al.Scavenger Receptor Class B Type 1 Gene rs5888 Single Nucleotide Polymorphism and the Risk of Coronary Artery Disease and Ischemic Stroke: A Case-Control Study[J].Int J Med Sci,2013,10(12):1771-1777.

R541.4

A

1671-8194（2014）11-0058-03

△在读研究生

*通讯作者