汉族人群乙醛脱氢酶2基因Glu504Lys多态性与原发性高血压患者颈动脉内膜中层厚度增厚的关系及其机制研究

马孝湘，刘玉萍，王 林，何 霞，杨雁华，陈晓平

(1.四川省医学科学院·四川省人民医院 a.健康管理中心； b.药物基因组实验室，四川 成都 610072； 2.四川大学华西医院心内科，四川 成都 610041)

汉族人群乙醛脱氢酶2基因Glu504Lys多态性与原发性高血压患者颈动脉内膜中层厚度增厚的关系及其机制研究

马孝湘1a，2，刘玉萍1a，王 林1a，何 霞1b，杨雁华1a，陈晓平2

(1.四川省医学科学院·四川省人民医院 a.健康管理中心； b.药物基因组实验室，四川 成都 610072； 2.四川大学华西医院心内科，四川 成都 610041)

目的 探讨汉族人群ALDH2基因Glu504Lys多态性与原发性高血压(Essential hypertension，EH)患者颈动脉内膜中层厚度(CIMT)增厚之间的关系及其作用机制。方法 选择四川省人民医院进行体检的EH患者414例，根据CIMT厚度分为CIMT增厚组与CIMT正常组，对CIMT增厚组行肱动脉血流介导的内皮依赖性舒张功能(FMD)检测；分析不同基因型与CIMT增厚的关系及CIMT增厚组中不同基因型携带者与FMD的相关性。结果 CIMT增厚组AG型、AA型、AA/AG基因型及A等位基因频率显著高于CIMT正常组，差异均有统计学意义(均P<0.05)。 Logistic 回归分析显示ALDH2基因Glu504Lys AA/AG基因与CIMT增厚相关。多元线性回归分析发现，CIMT增厚组中ALDH2基因Glu504Lys AA/AG基因型与FMD值的降低独立相关；将FMD作为变量纳入回归分析后，ALDH2基因多态性与CIMT的相关性较之前明显降低。结论 汉族人群ALDH2基因Glu504Lys多态性与EH患者CIMT增厚存在相关性，ALDH2基因Glu504Lys 突变可能通过使血管EDD发生障碍导致EH发生CIMT增厚。

乙醛脱氢酶2；基因；原发性高血压；颈动脉内膜中膜厚度

人类乙醛脱氢酶2(Aldehyde dehydrogenase，ALDH2)为位于线粒体基质的同源四聚体酶。近年来有研究显示，ALDH2酶活性降低会增加体内的氧化应激，从而增加原发性高血压(Essential hypertension，EH)的易感性，其基因多态性可能是EH的遗传危险因素之一，也可能与动脉粥样硬化(Atherosclerosis，AS)进展及内皮功能损伤相关[1～3]。由于ALDH2基因存在遗传多态性，尤其是在我国，ALDH2基因Glu504Lys突变发生率高达30%～50%[4]，而我国EH发病率仍在持续上升，超过半数以上的心血管疾病发病均与EH有关[3]。因此，我们推测ALDH2基因多态性可能在我国EH患者AS改变的发生发展中发挥了重要作用。目前国内外有关ALDH2基因Glu504Lys多态与EH伴发AS关系的研究不多，且结论尚不一致[5～7]。因此，本研究拟探讨汉族人群ALDH2基因SNP位点Glu504Lys的多态性与EH早期AS相关的指标——颈动脉内膜中层厚度(Carotid intima-media thickness，CIMT)之间的关联，并进一步探讨ALDH2基因Glu504Ly突变是否通过使血管EDD发生障碍导致EH患者发生CIMT增厚。为我国EH伴发AS的发病机制研究、早期预防和个体化诊治以及将来可能的基因诊断、基因治疗提供一定的基础理论依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取在四川省人民医院体检中心进行体检的EH患者414例，均为汉族人群，且均在4周内未服用降脂药或抗氧化药物，高血压诊断标准符合《JNC-7高血压指南》[8]，排除继发性高血压、外周血管疾病、心脑血管疾病、内分泌疾病及各种原因导致的心、肝肾等重要脏器功能不全者。根据颈动脉多普勒超声检测得到的CIMT值大小分为两组[9]:为CIMT增厚组(CIMT≥0.9 mm)及CIMT正常组(CIMT<0.9 mm)。其中CIMT增厚组281例，男153例，女128例，年龄(60.25±14.76)岁，CIMT(1.28±0.24)mm；CIMT正常组133例，男80例，女53例，年龄(58.87±13.68)岁，CIMT(0.77±0.11)mm。两组性别、年龄、血脂、血糖、心率等比较差异均无统计学意义(P>0.05)。所有患者均自愿签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 ALDH2基因多态性检测 所有受试者于检查日清晨禁食12 h后采集外周静脉血7 ml，取静脉血2 ml，加至EDTA抗凝管中。采用DNA微阵列芯片法[10]提取和纯化DNA并得到样本ALDH2基因型。 将芯片的欲扫描面向上，放入芯片扫描仪中，点开Array Doctor软件，扫描出ALDH2基因Glu504Lys共有三种基因型:GG型(Glu504 glu)、AG型(Glu504Lys)和AA型(Lys504Lys)。 将剩余5 ml外周静脉血不抗凝迅速分离血清，用于各项生化指标的检测。并进一步将CIMT增厚组分为野生型组者[携带GG基因型(ALDH2*1/*1，Glu504 glu)，共有71例]和突变型组携带者[AA/AG基因型(ALDH2*1/*2，Glu504Lys和ALDH2*2/*2，Lys504Lys)，共有210例]两个亚组。

1.2.2 血管EDD检测 受检者卧姿休息至少15分钟后，运用通用型超声波图像诊断装置UNEXEF18 g(北京百世贸易有限公司)进行血流介导的内皮依赖性舒张功能(Flow-mediated dilation，FMD)测量。

1.3 统计学方法 采用SPSS 19.0软件进行统计分析。基因频率通过直接计数法来计算，使用哈迪-温伯格平衡(Hardy-weinberg equilibrium)定律检验样本代表性。计量资料用均数±标准差表示，采用多因素非条件Logistic回归分析基因型与CIMT增厚的关系，应用多元线性回归分析基因多态性与CIMT增厚中血管EDD的关系。P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组ALDH2基因Glu504Lys多态性基因型及等位基因分布比较 各组ALDH2基因Glu504Lys基因型分布均符合HWE平衡定律(P> 0.05)，说明样本具有群体代表性。CIMT增厚组AG型、AA型、AA/AG基因型和A等位基因频率均显著高于CIMT正常组，差异有统计学意义(均P<0.05)。见表1。

表1 两组ALDH2基因Glu504Lys多态性基因型及等位基因分布比较

2.2 CIMT增厚组中两亚组的FMD值比较 对CIMT增厚组患者行血管内皮功能检测结果显示，突变型组与野生型组的FMD值分别为:(5.60±2.12)% vs(9.89±2.62)%，突变型组的FMD值较野生型组明显降低，差异有统计学意义(t=21.324，P= 0.011)。

2.3 CIMT增厚影响因素作用的Logistic回归分析 以ALDH2基因Glu504Lys 基因型为自变量，CIMT增厚为因变量进行 Logistic 回归分析，调整危险因素后，结果仍具有统计学意义(P= 0.015，OR=3.326，95%CI:1.711～13.024)，表明ALDH2基因Glu504Lys AA/AG基因型是影响EH患者CIMT增厚的独立危险因素。见表2。

表2 ALDH2基因Glu504Lys基因型与EH的Logistic回归分析

Modle1:单因素分析；Modle 2:调整年龄、性别、饮酒史、吸烟史、高血压家族史、BMI、TC、TG、LDL-C、HDL-C、空腹血糖

2.4 多元线性回归分析 多元线性回归分析发现，校正混杂因素后，CIMT增厚组中，ALDH2基因Glu504Lys AA/AG基因型与FMD值降低呈独立相关(P=0.014，OR =3.568，95%CI:1.164～9.223)。另外，在分析ALDH2基因Glu504Lys多态与CIMT增厚关系的Logistic回归中，将FMD值作为独立变量纳入后降低了CIMT增厚组ALDH2基因Glu504Lys突变型在Logistic回归模型中的重要性(P=0.028，OR=2.013，95%CI:1.289～11.335)。

3 讨论

人类ALDH2是由线粒体内位于12号染色体的ALDH2基因编码，存在高度遗传多态性[4]。ALDH2基因第12外显子发生一个鸟嘌呤(G)到腺嘌呤(A)的点突变(Glu504Lys)，这个单核苷酸多态性突变使ALDH2第504位氨基酸发生变化，即Glu被Lys替[11]。因此存在ALDH2*1和ALDH2*2两种等位基因，并拥有野生型纯合子GG型、突变型杂合子AG型和突变型纯合子AA型三种基因型。突变型杂合子AG型仅有大约6%的酶活性，而突变型纯合子AA几乎没有酶活性[1]。ALDH2基因在亚洲人群中的突变率显著高于欧美白种人。

颈动脉位置表浅，病变出现较早，使用高分辨率B型多普勒超声测定CIMT能精确和形象地描述颈AS引起的血管壁改变，是衡量AS早期改变的可靠指标。大量研究证实，遗传及氧化应激均在AS的发生、发展过程中扮演重要角色[12]。而ALDH2是体内重要的抗氧化应激分子，在心血管疾病的发生、发展过程中发挥了重要作用[1]。故我们猜测ALDH2可能与AS的发生和发展有关。为此我们探讨了ALDH2基因Glu504Lys多态性与EH患者CIMT的相关性。为便于统计，我们将突变杂合型与突变纯合型归为一组(AA/AG 基因型)进行分析。结果显示，CIMT增厚组AG型、AA型、AA/AG和A等位基因频率均显著高于CIMT正常组，差异均有统计学意义(均P<0.05)。提示ALDH2基因Glu504Lys多态性与EH患者的CIMT存在相关性。进一步行Logistic回归分析显示，调整危险因素后ALDH2基因Glu504LysAA/AG基因与CIMT增厚相关，说明ALDH2基因Glu504Lys AA/AG基因型是影响EH患者CIMT增厚的一项独立危险因素。此结论与我们的猜测一致。

有研究表明ALDH2 突变型基因可通过抗氧化应激，加重内皮细胞损伤，导致内皮功能障碍[1]。由于AS的形成最早是从血管内皮结构的完整性和功能的受损开始的，而CIMT增厚是AS早期改变的可靠指标，故而我们推测，不同的ALDH2基因Glu504Lys基因型表达不同的活性可能通过影响血管内皮功能进而导致EH患者CIMT增厚的发生。因此，我们又进一步将CIMT增厚组划分为野生型组和突变型组两个亚组，观察了两个亚组中FMD值的差异。我们采用新近研究成功的一种先进的专门用于肱动脉FMD检测的超声仪器UNEX-EF来检测FMD值以反应血管舒张功能的变化。结果显示，突变型组较野生型组的FMD值明显降低，差异有统计学意义(P= 0.011)。多元线性回归分析发现，校正因素后，CIMT增厚组中，ALDH2基因Glu504Lys AA/AG基因型与FMD值降低呈独立相关，并且，将与FMD作为独立变量纳入回归分析后，ALDH2基因多态性与EH伴CIMT的相关性出现较明显的降低。这一结果提示，ALDH2基因突变可能通过引起血管EDD障碍，进而导致EH患者发生CIMT增厚。推测其机制可能为:突变型ALDH2活性明显降低甚至丧失，可促使体内氧化应激显著增加，损伤内皮细胞，诱导血管内皮通透性增加，导致血管EDD障碍[1]，促使脂质迁移至动脉内膜下，发生血管内膜增厚及脂质斑块形成 。另外，突变型ALDH2基因使硝酸甘油在体内代谢转化为NO的过程受阻，从而使具有生物活性的 NO 减少以及 NO 的生物利用度降低，导致血管EDD障碍，最终促进AS的发生和发展。

但是，由于AS为多基因复杂性疾病，且ALDH2基因分布存在明显的种族和地域差异，因此未来还需设计多方面、大规模的研究来进一步验证以上结论。

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The relationship and its mechanism between Glu504Lys polymorphism of aldehyde dehydrogenase 2 in Han population and thickening of the carotid intima-media thickness in essential hypertension patients

MA Xiao-xiang1a，2，LIU Yu-ping1a，Wang lin1a，HE xia1b，YANG Yan-hua1a，CHEN Xiao-ping2

(1a.Center of Health Physical Examination and Health Management，1b.Pharmacogenomics Laboratory，Sichuan Academy of Medical Sciences & Sichuan Provincial People’s Hospital，Chengdu 610072，China； 2.Department of Cardiology，West China Hospital，Sichuan University，Chengdu 610041，China)

CHEN Xiao-ping

Objective To explore the relationship and its mechanism between Glu504Lys polymorphism of aldehyde dehydrogenase 2 (ALDH2) in Han population and thickening of the carotid intima-media thickness (CIMT) in essential hypertension (EH) patients.Methods We selected 414 EH patients in Sichuan Province People’s Hospital and divided into CIMT thickening group and CIMT normality group.The endothelium dependent dilation function was detected by brachial artery flow-mediated dilation (FMD) in the patients with CIMT thickening group.The relationships between different genotypes and thickening of the CIMT and between different genotypes and FMD in the EH patients were statistically analyzed.Results The frequencies of AG type，AA type，AA/AG type and A allele in the CIMT thickening group were significantly higher than those in the normal CIMT group (P< 0.05).Logistic regression analysis demonstrated that AA/AG gene type of ALDH2 Glu504Lys was related to CIMT thickening.Multiple linear regression analysis showed that AA/AG gene type of ALDH2 Glu504Lys was independently related to decreased FMD in the EH patients with CIMT thickness.However，the correlation between ALDH2 gene Glu504Lys polymorphism and EH patients combined with increased CIMT was lowered after including FMD as an independent variable in logistic regression analysis.Conclusion ALDH2 gene Glu504Lys polymorphism in Han population was associated with thickening of CIMT in EH patients.The mutations of ALDH2 gene Glu504Lys lead to CIMT thickening in EH patients through abnormalities of vascular EDD.

Aldehyde dehydrogenase 2；Gene；Essential hypertension；Carotid intima-media thickness

四川省干部保健科研课题(编号:川干研2015-206)

陈晓平

R544.1

A

1672-6170(2017)01-0040-04

2016-06-12；

2016-11-15)