冠状动脉慢血流基因多态性研究进展

朱 晴，赵翠婷，王永槐，李光源，孟平平，孔凡鑫，马春燕，杨 军

(中国医科大学附属第一医院心血管超声科，沈阳 110001)

冠状动脉慢血流(coronary slow flow，CSF)指在无阻塞性冠状动脉疾病的情况下，冠状动脉造影证实心外膜冠状动脉“正常”或“接近正常”，但冠状动脉末端充盈延迟的现象，由Tambe等[1]在1972年首次发现。研究表明，约90%的CSF患者会出现反复胸痛，33%的患者需要再次入院治疗，其严重影响患者的生活质量，2.5%的患者预后不良，有猝死的可能[2-3]。因此，CSF患者应引起临床密切关注，及时给予临床干预。

目前CSF的病因和发病机制尚不明确，可能与冠状动脉内皮功能障碍、微血管储备功能异常、炎症反应、动脉粥样硬化早期病变以及遗传因素等有关[4-6]。基因多态性亦称遗传多态性，通常分为DNA片段长度多态性、DNA重复序列多态性、单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)，SNP是指在基因组水平上由单个核苷酸变异所引起的DNA序列多态性。现对基因多态性与CSF发病机制相关性的研究进展进行简要概述，以阐明CSF发病机制中的遗传易感性，并为预防及个体化治疗提供临床依据。

1 血管内皮收缩因子与舒张因子基因多态性

研究表明，冠状动脉内皮功能障碍可能是导致CSF发生的最主要的机制之一，其中血管收缩因子和血管舒张因子的不平衡在CSF的发生、发展中起重要作用[7-8]。血管内皮细胞可产生多种活性物质，在调节血管紧张度、平滑肌细胞增殖、单核细胞黏附、血小板聚集以及维持正常血管结构和功能方面具有重要作用。

1.1血管内皮舒张因子 血管内皮收缩及舒张因子是血管内皮分泌的血管活性因子，具有调控血管平滑肌收缩和舒张的功能，包括一氧化氮(nitric oxide，NO)、前列腺素I2、内皮素、血管紧张素等。NO是最重要的血管舒张因子之一，与可溶性糖皮质激素结合，促使鸟苷三磷酸转化成环鸟苷酸，进一步激活蛋白激酶，使蛋白酶磷酸化，进而发挥生物学效应。该途径具有扩张血管、抑制白细胞和血小板聚集及斑块形成、减低血管阻力、增加冠状动脉内血流的作用。内皮受损、炎症应激时，血管内皮生成的NO减少，血管内皮功能紊乱[9]。

一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)是NO合成的限速酶，可分为神经源型、诱导型和内皮型。内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase，eNOS)在冠心病的发病中起重要作用，其表达减少会导致NO合成减少。而NO具有抑制血小板聚集，减弱血小板和白细胞黏附，并拮抗血管平滑肌细胞增殖的作用，NO合成减少会导致以上作用减弱，从而导致动脉粥样硬化[10]。研究表明，静息状态下CSF患者血浆中eNOS的水平较无CSF者降低，提示eNOS可能参与了CSF的发生及发展[11-12]。因此，eNOS的基因多态性可能与CSF存在关联。

NOS3 Glu298Asp多态性是指eNOS基因的第7个外显子298位谷氨酸-天冬氨酸的错义突变，其被认为是导致内皮功能障碍的因素之一，同时也是原发性高血压和冠心病的危险因素[1,13-14]。关于Glu298Asp基因多态性与CSF的相关性存在争议：对土耳其人的研究显示，NOS3 Glu298Asp多态性与CSF的T等位基因频率缺乏关联[10,15]；而Gupta等[16]的研究则认为，NOS3Glu298Asp多态性与CSF相关。

Nakayama等[17]最先报道了核苷酸-786基因位点上胸苷嘧啶被胞嘧啶所取代(T-786C)。研究表明，eNOS基因T-786C多态性与基因启动子活性以及NO水平降低相关，增加了高血压、急性冠状动脉综合征以及冠状动脉痉挛的发生风险[17-18]。Nurkalem等[19]报道了eNOS基因T-786C多态性与CSF的关联，并认为C等位基因与心肌梗死溶栓帧数相关。但Gazi等[20]则认为T-786C多态性与CSF无关。

在eNOS内含子4a/b基因多态性中，等位基因“a”会增加eNOS的表达，但降低eNOS的活性[21]。Ekmekci等[22]发现，eNOS内含子4的可变串联重复序列多态性的“a等位基因”是SCF的独立预测因子，并与冠状动脉血流储备受损相关。但Gupta等[16]和Sezgin等[10]的研究未观察到“a等位基因”与CSF的关联。

由此可见，eNOS Glu298Asp多态性、eNOS T-786C多态性以及eNOS内含子4a/b多态性与CSF的相关性还需更大规模的临床试验加以证实。

1.2血管内皮收缩因子 血管紧张素原(angiotensinogen，AGT)是肾素-血管紧张素-醛固酮系统的关键分子，在血压调节、血管重塑以及电解质平衡中发挥着重要作用。肾素将AGT转变为血管紧张素Ⅰ，血管紧张素Ⅰ在血管紧张素转换酶(angiotensin-converting enzyme，ACE)的作用下生成血管紧张素Ⅱ。血管紧张素Ⅱ在血管内皮细胞释放细胞因子和黏附分子引起的动脉粥样硬化中起作用。AGT T207M多态性是指在外显子2的密码子207中苏氨酸与甲硫氨酸的交换。研究表明，AGT基因多态性导致AGT水平升高，并与高血压和冠状动脉疾病有关[23-24]。但Gazi等[25]的研究认为，AGT T207M多态性与CSF无关联。

ACE是肾素-血管紧张素-醛固酮系统中的一种关键酶，在血管壁动态平衡和内皮功能中发挥重要作用。ACE基因位于17q23，总长21 kb，第16号内含子具有插入(I)和缺失(D)的多态性，共有3种基因型，插入(I)/插入(I)型、缺失(D)/缺失(D)型、缺失(D)/插入(I)型。研究显示，具有D/D等位基因的受试者血清ACE的活性高于I/D等位基因受试者，并与高血压、动脉粥样硬化以及心血管疾病相关[26]。Yalcin等[27]的研究认为，D/D基因型是CSF的一个危险因素；Tanriverdi等[28]的研究显示，ACE I/D多态性与颈动脉壁增厚显著相关，从而引起CSF。但也有研究显示，ACE I/D多态性与CSF无显著关联[20,29]。

2 炎性细胞因子基因多态性

细胞因子是一类由细胞产生，具有多种生物学功能的小分子多肽或糖蛋白，通常与相应的受体结合而发挥生物学效应。炎性细胞因子是指参与炎症反应的各种细胞因子，如白细胞介素(interleukin，IL)、肿瘤坏死因子等。研究表明，炎症在CSF的发病中有重要作用[30]。CSF可能是动脉粥样硬化的早期形式，而低度炎症反应与动脉粥样硬化过程密切相关[22,31-32]。

2.1IL IL是由多种细胞产生并作用于多种细胞的一类细胞因子，在信息传递、激活与调节免疫细胞，介导B细胞和T细胞活化、增殖、分化，以及炎症反应中起重要作用。IL-1是单核细胞、淋巴细胞、巨噬细胞、血小板以及受损内皮释放的促炎细胞因子，少量时可促进B细胞增殖和分泌抗体，协同刺激抗原呈递细胞和T细胞活化，调节免疫；大量产生时，IL-1可诱导肝脏急性期蛋白合成，引起发热和恶病质[33]。IL-6是一种多效性细胞因子，通过刺激活化的B细胞增殖而分泌抗体；刺激T细胞增殖及细胞毒性T淋巴细胞活化；促进血细胞发育。IL-6是急性期反应最重要的介质之一，在肝细胞合成C反应蛋白中具有重要作用[34]，并参与炎症反应，具有促炎和抗炎作用[35]。IL-10是一种多功能的抗炎细胞因子，通过抑制辅助性T淋巴细胞1、B淋巴细胞以及辅助性T淋巴细胞2抑制促炎细胞因子的产生，从而下调细胞介导的免疫反应和细胞毒性反应[36]。

Mutluer等[37]研究IL-1基因簇多态性与CSF的相关性时发现，CSF的临床表现与冠状动脉循环对炎症的反应以及炎症系统的激活有关，并证实机体的炎性因子可能通过不断增强的免疫系统促使CSF形成，CSF患者IL-1β-511 SNP显著高于冠状动脉造影正常者。Liu等[38]研究IL-6启动子多态性与CSF的关系时发现，IL-6-634C/G多态性与CSF相关，CG+GG基因型的CSF患者血清IL-6的水平高于CC基因型患者，G等位基因增加了汉族患CSF的风险。这种结果可能与IL-6基因转录水平升高，血清IL-6水平升高，进而调节C反应蛋白基因的表达有关[39-40]。Shi等[41]在研究IL-10启动子-592A/C多态性与中国汉族CSF患者的关系时发现，IL-10-592A/C多态性与CSF相关，A等位基因通过降低血清中IL-10的水平，促进促炎细胞因子启动，增加了汉族人群患CSF的风险。

2.2淋巴毒素(lymphotoxin，LT) LT是淋巴细胞受抗原等刺激活化后在某些肿瘤、自身免疫疾病存在的情况下分泌的一种细胞因子。淋巴毒素α(lymphotoxin-α，LTA)是一种促炎细胞因子，与冠心病的发病相关[42]。Yücel等[29]研究LTA C+804A(Thr26Asn，rs1041981，外显子3)基因多态性与慢性冠状动脉综合征的相关性时发现，与冠状动脉造影正常者相比，CSF患者中LTA多态性的纯合基因型更高。以上结论支持低度炎症反应在CSF的发病中起重要作用的假说。

2.3细胞间黏附分子1(intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1) ICAM-1是免疫球蛋白家族成员之一，是由内皮细胞、巨噬细胞以及淋巴细胞释放的细胞表面糖蛋白。因ICAM-1介导内皮细胞活化，触发炎症反应，诱导白细胞黏附以及向血管基膜迁移，在动脉粥样硬化斑块的发展中起重要作用。ICAM-1基因第6外显子(K469E)的单核苷酸A-G多态性导致谷氨酸(E)取代赖氨酸(K)(rs5498)。研究显示，ICAM-1 K469E多态性(rs5498)增加了ICAM-1的血清水平和活性，并与动脉粥样硬化的形成和进展密切相关[43-44]。Gazi等[25]研究CSF中ICAM-1 K469E时发现，ICAM-1基因K等位基因的存在使罹患CSF的风险增加了近2倍，支持动脉粥样硬化和内皮功能障碍可能在CSF的发病中起重要作用的观点。

3 其他与CSF相关的基因多态性

3.1亚甲基四氢叶酸还原酶(methylenetetrahydrofolate reductase，MTHFR) 同型半胱氨酸升高和氧化应激等也可能与CSF的发病相关。为此，有学者对MTHFR的基因多态性与CSF发病的相关性进行了研究。MTHFR是叶酸代谢通路的关键酶，其主要作用是将5,10-亚甲基四氢叶酸转化为5-甲基四氢叶酸，5-甲基四氢叶酸通过进入甲基传递通路而发挥生物学功能，维持血浆中同型半胱氨酸在一个较低的水平，并为DNA和蛋白质的甲基化提供甲基。MTHFR在同型半胱氨酸的转化以及DNA的合成中具有重要作用。研究表明，MTHFR基因多态性与编码酶的活性、血浆同型半胱氨酸的水平及叶酸的水平密切相关[45]。有学者研究MTHFR基因多态性与CSF现象的关系时发现，CSF患者血清同型半胱氨酸的水平增高，而MTHFR C677T基因多态性、血浆高同型半胱氨酸与叶酸可能参与了CSF的发生，高同型半胱氨酸可抑制NOS的合成和活性，减少NO的生成，同时通过高氧化应激反应损伤血管内皮功能，引起微血管舒张功能减退，进而出现CSF[46-47]。

3.2乙醛脱氢酶2(aldehyde dehydrogenase 2，ALDH2) ALDH2主要位于肝细胞线粒体内，是乙醇代谢过程的关键酶，由ALDH2基因编码，可分为野生型(GG型)和突变型(GA型或AA型)两种。多项研究显示，ALDH2在减轻心肌缺血、保护心脏功能及抗氧化应激中发挥作用[48-50]。李勇等[51]的研究显示，CSF患者中ALDH2基因的突变率明显高于正常血流组，ALDH2基因突变可能是CSF现象的独立危险因素之一，其机制可能与ALDH2在抗氧化应激、降低炎症水平、防止内皮细胞损伤、抗心肌缺血及心肌保护等方面具有重要作用有关。

4 小 结

近年来，随着对心血管疾病研究的深入，CSF等冠状动脉微血管功能障碍疾病逐渐引起了人们的关注。从目前的研究来看，基因多态性与CSF发病的相关性尚存在争议。不同研究人员对同一位点的基因多态性与疾病的相关性得出的结论不同，可能与基因多态性在不同种族、地域及环境中表现形式不同有关。同时，研究中样本量的差异可能也是导致结论具有争议的原因之一。因此，仍需加强对中国汉族人群CSF基因多态性的大样本研究，根据个体及群体差异，寻找CSF遗传预警标志，实现个体化治疗、精准治疗，这对减轻患者症状，改善预后以及防止恶性心血管事件的发生具有重要临床意义。