油田作业工人职业紧张、ET-1基因和GDF-15基因与高血压的关系研究

徐　欢，宁　丽，连玉龙，刘继文(新疆医科大学公共卫生学院，乌鲁木齐　8300;南通大学公共卫生学院，江苏　南通　609)



油田作业工人职业紧张、ET-1基因和GDF-15基因与高血压的关系研究

徐欢1，宁丽1，连玉龙2，刘继文1
(1新疆医科大学公共卫生学院，乌鲁木齐830011;2南通大学公共卫生学院，江苏南通226019)

摘要:目的探讨油田作业工人的职业紧张水平和高血压的状况及其关系，研究内皮素-1(ET-1)基因和生长分化因子-15(GDF-15)基因交互作用对油田作业工人高血压的影响。方法采用整群抽样的方法，抽取1 425名新疆油田作业工人进行职业紧张调查，并从中抽取700名对ET-1和GDF-15基因5个位点进行分子生物学分析，应用多因素Logistic回归分析方法进行基因-基因交互作用危险性分析，计算基因多态性与高血压风险的比值比(OR)及其95%可信区间(CI)。结果(1)不同职业紧张组油田作业人员高血压患病率的差异具有统计学意义(P＜0．05)，并且随职业紧张水平的增高，高血压患病率随之增高。(2)GDF-15基因rs1059369与ET-1基因rs3087459位点的交互作用能降低油田作业人员高血压患病风险(P=0．030，OR=0．423，95%CI:0．194，0．922)。结论油田作业工人职业紧张水平与高血压患病率密切相关;油田作业工人高血压患病状况受ET-1基因和GDF-15基因交互作用的影响。

关键词:油田作业工人;职业紧张;高血压;内皮素-1;生长分化因子-15

Keywords:oil field workers;Occupational stress;hypertension．Endothelin-1;Growth differentiation factor-15 (GDF-15)

职业紧张无处不在，几乎涉及脑力劳动和体力劳动的各个环节，已普遍存在于人们周围［1］。特殊的作业环境，能影响人的生理心理状况［2］。由于油田工人工作节奏单一、工作重复性高、工作压力较大，易发生职业紧张。高血压是是一种人类多基因疾病，是环境因素(外因)与机体(内因)相互共同作用的结果，但这些潜在的交互作用机制仍在探索中。

Dzholdasbekova等［3］研究发现，动脉高血压的发生与内皮素-1(ET-1)基因的多态性有关。ET-1基因的198Asn等位基因以及AsnAsn基因型，可作为动脉高血压发生的风险增加的标记。聂劼等［4］在探讨血浆ET-1和原发性高血压(高血压)分级之间的关系的研究中发现，ET-1与收缩压呈正相关(r =0．60，P＜0．05)，与舒张压也呈正相关(r=0．59，P ＜0．05)。血浆ET-1浓度升高与高血压血压分级有密切关系。但也有相反的研究结果，如李丽华［5］等发现，高血压组与对照组ET-1的基因型和等位基因频率分布无明显差异。基于对高血压中ET-1水平的研究证据，ET-1基因以及其与高血压的关系已成为一系列基因相关研究的研究重点。生长分化因子-15(GDF-15)是一个新的炎症相关因子，其在心血管疾病中所产生的作用日趋明显。血清GDF-15水平的升高与妇女心血管疾病的发病风险有关［6］。GDF-15参与心脏的调节是心血管疾病风险分层和治疗决策方面的一个新的任务，当GDF-15对机体的病理生理机制完全阐明后，它将成为一个有价值的药物治疗靶点。

本研究旨在探讨油田作业人员职业紧张水平和高血压的患病状况及其关系，结合Logistic回归阐述研究ET-1与GDF-15基因交互作用与高血压的关联。

1　对象与方法

1．1研究对象采用整群抽样的方法，随机抽取某油田作业工人1 425名作为研究对象。在对1 425名油田作业人员现况调查的基础上，从中筛查出高血压患者337名作为病例组，分别从对应的工作单位中选取同性别、年龄相差3岁、同民族、同工种的318名作业人员作为对照组进行病例对照研究。剔除不配合抽取血样以及不合格血样后，最终有236名病例和245名对照的油田作业人员的样本进行分子生物学分析。

1．2高血压患病状况调查研究对象清晨、坐位、右上臂血压3次，测量时肘部和心脏同一水平，测量过程中保持安静。若血压≥140/90 mmHg，静坐休息15 min后再重复测量2次，取平均值。高血压诊断标准为“非同日3次测量血压”，收缩压(SBP)≥140 mmHg和/或舒张压(DB)≥90 mmHg［7］。

1．3职业紧张水平调查运用国内修订后具有较好信度和效度的职业紧张量表修订版(Occupation Stress Inventory Revised Edition，OSI-R)［2，7］进行测试。该量表包括职业任务(ORQ)、个体紧张反应(PSQ)和个体应变能力(PRQ)3个分量表。每一条目按5个级别评分，根据得分对职业紧张水平进行分组，总得分＞160分为高度紧张组，120～160分为中度紧张组，＜120分为低度紧张组。

1．4 ET-1、GDF-15基因的测定

1．4．1血样采集所有研究对象均于清晨空腹、同一时间抽取4 mL静脉血放于EDTA抗凝管中，4℃、3 000 r/min离心5 min，吸取血清，置于－4℃冰盒中运回，采血前3 d忌高脂肪饮食和饮酒。

1．4．2 ET-1、GDF-15基因SNPs检测(1)SNPs的选取:根据2009年Hapmap数据库(http://www．hapmap．ORg)提供的中国人基因组SNPs基因型信息(CHB)采用Haploview软件确定位点有:ET-1基因:rs5370、rs3087459、rs2070699，GDF-15基因: rs1059519、rs1059369。(2)基因组DNA的提取:全血基因组DNA快速提取试剂盒(溶液型)北京百泰克生物公司。(3)SNaPshot SNP分型技术测定基因型多重PCR反应采用Touch-down的PCR反应程序如下:反应体系(10μL)包含1x HotstarTaq buffer、3．0 mmol/L Mg2+、0．3 mol/L dNTP、1 U HotstarTaq polymerase(Qiagen Inc．)，1μL样本DNA和1μL多重PCR引物。95℃2 min;94℃20 s，65℃40 s每个循环下降0．5℃，72℃1．5 min，11个循环;94℃20 s，59℃30 s，72℃1．5 min，24个循环;72℃2 min 4℃，forever。PCR循环程序如下:96℃，1 min;96℃，10 s;55℃，5 s;60℃，30 s，28 cycles;4℃，foreverABI3730XL测序仪上收集的原始数据用GeneMapper 4．1(AppliedBiosystems Co．，Ltd．，USA)来分析。将各组分混匀，95℃变性5 min后上ABI3730XL测序仪。ABI3730XL测序仪上收集的原始数据用Gene-Mapper 4．1(AppliedBiosystems Co．，Ltd．，USA)来分析。

1．5统计学处理采用Epidata3．0双遍数据录入，使用SPSS17．0软件包对数据进行统计学分析。计数资料的两组或多组间的比较、基因型分布是否符合Hardy-Weinberg平衡定律均使用卡方检验。应用多因素Logistic回归分析方法进行基因-基因交互作用的危险性分析，计算基因多态性与高血压风险的比值比(OR)及其95%可信区间(CI)。

2　结果

2．1油田作业工人一般情况调查1 425名油田作业工人中，以41～50岁年龄段的人数最多(39．6%)，其次为31～40岁年龄段(35．5%);男性693人(48．6%)，女性732人(51．4%);汉族1 097 人(77．0%)，少数民族(维吾尔、哈萨克、回族等)328 人(23．0%);教育程度大中专821人(57．6%)，比例最高;输油工占40．5%;工龄≥15 a的石油作业工人占63．2%;已婚者占75．6%(表1)。

表1　调查对象的一般情况(n=1 425)

2．2不同职业紧张水平油田作业人员高血压患病情况1 425名石油作业工人中，1 103名油田作业工人为高度职业紧张，比例高达78%，中度职业紧张248人(17%)，低度紧张仅有74人(5%)。不同职业紧张组油田作业人员高血压患病率的差异具有统计学意义(P＜0．05)，并且患病率随职业紧张水平的升高而随之升高(表2)。

2．3SNP位点的Hardy-W einberg检验通过SNaPshot SNP分型技术对ET-1和GDF-15基因的5个位点进行基因分型分析，其基因型预期值与实际值的分布均无统计学差异(P＞0．05)，符合Hardy-Weinberg遗传平衡定律，说明研究样本具有群体代表性(表3)。

表2　不同职业紧张水平油田作业人员高血压患病率比较/人(%)(n=1 425)

表3　ET-1和GDF-15基因的Hardy-W einberg遗传平衡检验(n=700)

2．4不同紧张水平组基因型的分布情况低度职业紧张水平人数在各基因位点中分布均较少，故将低、中度职业紧张组归为一组(低、中度职业紧张组)。将野生型(如GG)赋值为0，突变型(如GT/ TT)赋值为1，对不同职业紧张水平组基因型进行比较。分析结果显示，低、中度职业紧张组与高度职业紧张组，5个位点基因型的分布均无统计学差异(P ＞0．05)(表4)。

2．5基因-基因交互作用的多因素Logistic回归分析将病例组赋值为1，对照组赋值为0，应用多因素Logistic回归对ET-1和GDF-1基因的5个位点进行分析，将rs5370、rs3087459、rs2070699、rs1059519、rs1059519放入模型分析后发现，rs1059369和rs3087459位点的交互作用效应达到显著水平(P＜0．05)，GDF-15基因rs1059369与ET-1基因rs3087459位点的交互作用能降低油田作业人员高血压患病风险(OR=0．423)(表5)。

表4　不同职业紧张水平的基因型比较/人(%)

表5　基因-基因交互作用对高血压易感性的Logistic回归分析

3　讨论

职业紧张是威胁员工健康和降低生产力的主要危害因素，能够引起严重的经济损失［8］，诱发多种紧张相关疾病。相关研究显示，职业紧张水平是影响职业人群心血管疾病现患率的重要因素［9］。长期处于职业紧张状态的职业人群，其高血压患病率明显较高。本研究结果显示，不同紧张水平组油田作业人员高血压患病率差异具有统计学意义(P＜0．05)，随着职业紧张程度的增高，高血压患病率随之增高。油田作业工人作为一个特殊的人群，由于工作时间较长、工作节奏单一、工作难度较大、工作环境相对封闭、工作压力较大，所以更易产生职业紧张，高血压患病率也更高。

原发性高血压是遗传易感性和环境因素交互作用的结果，已成为心血管疾病发病的主要怀疑因素之一［10］。目前关于原发性高血压的病因和分子机制研究已有大量报道，涉及了多个基因和多个位点的变异。人们发现寻找高血压的易感基因多种多样，甚至可能需要几种基因同时突变才能致病，又同时受到种族差异、遗传异质性、环境因素等诸多因素的影响，很难建立起一种基因与疾病的固定联系，故找到某个特定基因是调控血压的唯一因素更是难以实现。

ET在多种缩血管活性多肽中作用最强，具有3个亚型，分别为ET-1、ET-2、ET-3，其中ET-1起主要作用，ET-1由血管内皮细胞产生，可以导致血压升高、相关的血管重建以及靶器官的损害．而且可以反映血管内皮的功能［11－12］。GDF-15是TGF-β(转化生长因子-β)超家族成员中的一种应激反应蛋白，在心血管疾病中所产生的作用日趋明显，其主要生物学功能为抗炎症反应和抑制细胞生长。

多项研究发现，高血压的发病和疾病发展过程中均有低度炎症反应的参与，而GDF-15作为一种应激反应蛋白在炎性反应过程中的表达自然会增加，且高血压病本身只是一个低度的炎性反应过程，可能影响了其与GDF-15的相关性［13－14］。

本研究应用分子生物学技术和候选基因法对ET-1和GDF-15基因5个位点的多态性进行检测，为探讨其多态性与高血压的关联，并应用多因素Logistic回归方法进一步分析基因间交互作用对油田作业人员高血压的影响，结果发现，GDF-15基因rs1059369与ET-1基因rs3087459位点的交互作用能降低油田作业人员高血压的患病风险。Johnson等［15］研究显示，同一条染色体上的SNP间不是孤立的，相邻的等位基因SNP常常更容易同时出现，因此，对单个多态性进行分析，不能完全反映该基因和所研究疾病之间的真实关联，尤其是高血压这种受多基因影响的复杂疾病。越来越多的研究证据表明，GDF-15也是一个保护心血管损伤的因子，虽然其在心脏中的基线表达微乎其微，但在环境紧张或病理的情况下，其在心肌内的表达水平迅速上升［16－17］。可能由于GDF-15基因起的作用较大，因此两基因2个位点间的交互作用反而能够降低高血压的发病风险，但具体原因还有待于进一步分析。

高血压的疾病发展过程是一种低度炎症反应的过程，GDF-15参与高血压的发生、发展过程，并且在炎症反应的过程中表达增加，ET-1和GDF-15在高血压发病过程中共同作用，但GDF-15作为应激反应蛋白的作用可能更大，从而降低了高血压的患病风险。但高血压的病因较为复杂，本研究选择的基因多态性位点只挑选了2个基因，无法全面准确地发现基因多态性对高血压的影响，还需进一步研究分析，今后的研究中应选择更多的基因位点来阐明基因多态性对油田作业工人高血压的影响。

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(本文编辑张巧莲)

Correlation study of occupational stress and hypertension by detecting ET-1 gene，GDF-15 gene for oil field workers

XU Huan1，NING Li1，LIAN Yulong2，LIU Jiwen1
(1School of Public Health，Xinjiang Medical University，Urumqi830011，China;2School of Public Health，Nantong University，Jiangsu Nantong 226019，China)

Abstract:Objective To explore the condition of occupational stress and hypertension among oil field workers，and investigate the interaction effects of Endothelin 1(ET-1)gene and Growth differentiation factor-15(GDF-15) gene on hypertension of oil workers．M ethods A cluster sampling method was used to inquire the occupational stress among 1425 oil field workers of Xinjiang，of which 700 subjectswere extracted randomly to detect 5 loCIof ET-1 gene and GDF-15 gene．Gene interaction，gene polymorphism，the odds ratio(OR)and 95%confidence interval(CI)of the risk of hypertension were calculated by multivariate logistic regression analysis．Results(1) The difference was statistically significant for oil workers hypertension incidence in different stress levels between groups(P＜0．05)，ie，the higher levels of occupational stress，themore increased hypertension prevalence rate accordingly．(2)The interaction of GDF-15 rs1059369 and ET-1 rs3087459 reduced the risk of hypertension［P=0．030，OR=0．423，95%CI=(0．194，0．922)］among oil field workers．Conclusion Oil field workers increased prevalence of hypertension exposed to higher occupational stress intensity;The interaction of GDF-15 rs1059369 and ET-1 rs3087459 may elevate the risk of suffering hypertension for oil field workers．

［收稿日期:21015-09-26］

通信作者:刘继文，女，教授，博士生导师，研究方向:职业紧张与健康，E-mail:liuiiwendr@163．com。

作者简介:徐欢(1992－)，女，在读硕士，研究方向:职业紧张与健康。

基金项目:国家自然科学基金(81260424，81260425)

doi:10．3969/j．issn．1009-5551．2016．03．024

中图分类号:R13;R34

文献标识码:A

文章编号:1009-5551(2016)03-0357-05