新疆汉族、维吾尔族急性冠脉综合征患者CYP2C19基因多态性分布

李 晖,任智慧,韩素霞,赵 园,王春梅

(1新疆医科大学第一附属医院内科VIP一病区,乌鲁木齐 830011;2新疆医科大学第一附属医院临床研究院;3上海市浦东新区人民医院心内科;4新疆医科大学影像中心;5新疆医科大学第一附属医院心脏中心)

研究显示,我国冠心病(coronary heart disease,CHD)患病率呈上升趋势,患病人数约2.3亿,急性冠脉综合征(acute coronary syndrome,ACS)是CHD严重类型,由冠状动脉病变导致心肌急性缺血引起,发病率也明显增加,其病情发展极快,死亡率高,是全球主要致死性疾病之一[1]。因此积极防治ACS心血管事件,提高患者生存质量,抗血小板治疗发挥着重要作用,氯吡格雷是常用抗血小板药物,药物代谢与CYP2C19基因多态性密切相关。CYP2C19是CYP450酶家族一员,主要在肝脏表达,参与包括氯吡格雷等多种药物代谢,影响心血管功能[2,3]。CYP2C19基因多态性[4],分为:①野生型(CYP2C19*1)含有纯合子,有效发挥CYP2C19正常代谢能力,为快代谢基因型,即CYP2C19*1/*1;②野生型(CYP2C19*1)含有杂合子,为中间代谢基因型,即CYP2C19*1/*2、CYP2C19*1/*3;③等位基因携带2个突变位点(CYP2C19*2与*3),使CYP2C12代谢能力降低称为慢代谢基因型。人体主要突变是等位基因CYP2C19*2和CYP2C19*3,前者是基因位点剪切异常,后者产生提前终止密码子[5,6],查阅文献,国内主要针对一定地区汉族CHD患者或健康人群进行研究,关于新疆地区汉族、维吾尔族ACS患者CYP2C19基因多态性相关分析,研究不多,结合新疆地区ACS流行趋势,本研究对象选择某一时期新疆地区住院的ACS患者,采用DNA微阵列芯片法检测CYP2C19基因,以此分析CYP2C19基因在中国西部(新疆地区)的分布。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选择2015-10～2017-10连续2年在新疆医科大学第一附属医院心脏中心住院,确诊为ACS的1 763例患者,其中汉族916例,维吾尔族847例,所有受试对象常规行心肌酶、高敏肌钙蛋白、心电图、冠状动脉造影等相关检查,结合临床症状,明确诊断为急性冠脉综合征,其中非ST段抬高型ACS患者960例,ST段抬高型ACS患者803例。所有患者经询问家族史,直系三代内均为同民族婚配,长期居住在新疆地区,相互间无血缘关系,征得患者同意后,签署新疆医科大学第一附属医院临床研究院伦理委员会批准的知情同意书,方可纳入本研究。

纳入标准:入选患者符合CHD及ACS诊断标准,临床资料完整者。

排除标准:排除合并严重感染;严重肝肾功能不全;恶性肿瘤;脑卒中急性期;出血性疾病;合并失代偿心力衰竭;资料不完整;精神障碍不合作者。

1.2 研究方法

1.2.1 问卷调查 采用问卷获取ACS患者年龄、民族、文化程度、吸烟史、饮酒史、高血压史、糖尿病史,脑血管病史等信息、并采集身高、体质量、脉搏、血压及进行心、肺、腹等查体内容。

1.2.2 标本采集与检测 应用乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝真空管,采集外周静脉血2 ml,4 ℃冷藏,DNA提取过程尽可能保证实验环境洁净,避免标本污染,提取的DNA样本进行多管分装,避免反复冻融,-80 ℃冰箱冻存,用微量紫外可见分光光度计对提取DNA进行纯度及浓度检测,质量合格样本送测,应用DNA微阵列芯片法进行基因检测:①应用全血基因组提取试剂盒进行DNA的提取。②PCR扩增条件为:50 ℃,5 min;94 ℃ 5 min,94 ℃ 25 s;48 ℃,40 s;72 ℃,30 s;35循环;72 ℃ 5 min。取出扩增产物,4 ℃保存。③CYP2C19基因检测实验步骤:采用上海白傲科技有限公司CYP2C19基因检测试剂盒,应用DNA微阵列芯片法进行基因检测,采用BaiO基因芯片图像分析软件对CYP2C19基因进行分析、图像扫描、数据分析与输出基因结果。

1.3 统计分析

所有数据处理采用SPSS21.0软件包完成,应用Hardy-Weinberg平衡检验样本的群体代表性;用Q-Q图进行正态分布检验,计量资料比较用t检验,计数资料采用χ2检验,检验水准α=0.05。P<0.05认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 汉族和维吾尔族ACS患者一般临床资料比较

汉族ACS与维吾尔族ACS患者在性别、饮酒史、高血压史、糖尿病史、脑血管病史方面比较,差异无统计学意义(P>0.05)。两组患者年龄、吸烟史、体质量指数比较,差异有统计学意义(P<0.01,见表1)。

表1 汉族和维吾尔族ACS患者一般临床资料的比较

Table 1 Comparison of general clinical data between Han and Uygur ACS patients

组别n男性[例(%)]年龄(岁)吸烟史[例(%)]饮酒史[例(%)]高血压史[例(%)]糖尿病史[例(%)]脑血管病史[例(%)]BMI(kg/m2)汉族916704(76.8)60.13±12.39202(22.0)103(11.2)290(31.6)197(21.5)29(2.4)27.00±3.22维吾尔族847681(80.4)57.10±10.98351(41.4)88(10.4)244(28.8)152(17.9)23(2.5)27.42±3.46χ2/t3.2845.41476.840.331.6953.5150.3122.616P0.070.0010.0010.3090.1930.0610.5670.009

2.2 Hardy Weinberg遗传平衡定律检验

1 763例患者分为汉族ACS受试组和维吾尔族ACS受试组:汉族916例,平均年龄(60.13±12.39)岁;维吾尔族847例,平均年龄(57.10±10.98)岁。应用Hardy Weinberg遗传平衡软件检验6种CYP2C19基因型,结果显示:CYP2C19基因实际观察值与理论预期值比较无明显差异(P>0.05,见表2),符合Hardy Weinberg遗传平衡定律,提示所有ACS患者具有群体代表性。

表2 CYP2C19基因型Hardy Weinberg平衡检验

Table 2 Hardy Weinberg equilibrium test of CYP2C19 genotypes frequency

基因型汉族ACS组(n=916)维吾尔族ACS组(n=847)n观察频率预期频率∗χ2Pn观察频率预期频率∗χ2PCYP2C19∗1/∗13200.34930.35370.0690.9955140.60680.61860.0350.998CYP2C19∗1/∗23300.36030.35043020.35650.3578CYP2C19∗1/∗3760.08290.0873280.03310.033CYP2C19∗2/∗21440.15720.1582000.0001CYP2C19∗2/∗3450.04910.048210.00120.001CYP2C19∗3/∗310.00110.003120.00240.0024

*根据Hardy Weinberg遗传平衡定律计算出来的期望频率

2.3 汉族、维吾尔族ACS患者CYP2C19基因多态性分布比较

916例汉族患者,男性704例,女性212例;847例维吾尔族患者,男性681例,女性166例;汉族、维吾尔族在性别比较差异无统计学意义(χ2=3.284,P=0.072),汉族、维吾尔族患者CYP2C19六种基因型比较,差异具有统计学意义(χ2=252.62,P<0.01),CYP2C19*1/*1基因型汉族(34.9%)低于维吾尔族受试(60.7%),差异有统计学意义(χ2=117.06,P<0.001);CYP2C19*1/*2基因型汉族组(36.03%)与维吾尔族(35.66%)比较,差异无统计学意义(χ2=3.38,P=0.068);汉族和维吾尔族主要的基因型是CYP2C19*1/*1、*1/*2,维吾尔族CYP2C19*1/*1比例较大(见表3)。

2.4 不同年龄段、性别CYP2C19基因多态性比较

ACS患者汉族以CYP2C19*1/*2为主,占人群中的18.72%,其中以41-60岁为多,占9.25%。维吾尔族以CYP2C19*1/*1为主,占维吾尔族人群的29.15%,41-60岁年龄段为多,占该基因型的16.56%。但统计分析显示:汉族各年龄段基因分布差异无统计学意义(χ2=20.29,P=0.16),维吾尔族各年龄段基因差异无统计学意义(χ2=8.01,P=0.78,见表4)。

1 763例ACS患者中,1 385名男性中CYP2C19*1/*1频率为81.2%;378名女性中CYP2C19*1/*1的基因频率为18.9%。虽然不同性别之间的CYP2C19*1/*1、CYP2C19*1/*2基因型分布频率差异有统计学意义,但整体基因型与性别比较,差异无统计学意义(χ2=3.284,P>0.07)。

表3 汉族和维吾尔族急性冠脉综合征患者CYP2C19基因多态性分布

Table 3 Distribution of CYP2C19 gene polymorphism in patients with acute coronary syndrome in Han and Uygur populations

基因型汉族ACS组(n=916)维吾尔族ACS组(n=847)n观察频率预期频率∗χ2Pn观察频率预期频率∗χ2PCYP2C19∗1/∗13200.34930.35370.0690.9955140.60680.61860.0350.998CYP2C19∗1/∗23300.36030.35043020.35650.3578CYP2C19∗1/∗3760.08290.0873280.03310.033CYP2C19∗2/∗21440.15720.1582000.0001CYP2C19∗2/∗3450.04910.048210.00120.001CYP2C19∗3/∗310.00110.003120.00240.0024

2.5 汉维ACS患者CYP2C19基因多态性不同代谢表型比较

CYP2C19快代谢型(EM)、中间代谢(IM)、慢代谢基因型(PM)汉族ACS患者分布频率分别为18.2%，31.2%，2.6%,维吾尔族ACS患者分布频率分别为29.2%，18.7%，0.1%。汉族ACS患者的基因代谢表型主要为中间代谢,维吾尔族的基因型主要为快代谢型,汉族和维吾尔族ACS患者在快代谢基因型比较,差异有统计学意义(P<0.001);汉族和维吾尔族ACS患者在中间代谢基因型分布差异有统计学意义(P<0.001)；汉族和维吾尔族ACS患者慢代谢基因型分布差异有统计学意义(P<0.001,见表5)。新疆汉族、维吾尔族ACS患者CYP2C19基因型分布具有统计学意义,快代谢基因型维吾尔族高于汉族,中间代谢、慢代谢基因型维吾尔族低于汉族。

表4 汉族、维吾尔族急性冠脉综合征患者年龄与CYP2C19基因型分布例(%)

Table 4 Distribution of CYP2C19 genotypes in patients with acute coronary syndromes in different age of Han and Uygur ACS patientscases(%)

基因型20-40岁41-60岁61-80岁≥81岁汉族维吾尔族汉族维吾尔族汉族维吾尔族汉族维吾尔族合计CYP2C19∗1/∗123(1.30)34(1.93)139(7.88) 292(16.56)151(8.56) 183(10.38)7(0.40)5(0.28) 834(47.30)CYP2C19∗1/∗28(0.45)13(0.74)163(9.25) 177(10.04)143(8.11) 107(6.07) 16(0.90)5(0.28) 632(35.85)CYP2C19∗1/∗31(0.06)3(0.17)37(2.09)12(0.68)35(1.99)13(0.74)3(0.17)0(0.00)104(5.90)CYP2C19∗2/∗28(0.45)0(0.00)67(3.80) 0(0.00)61(3.46) 0(0.00)8(0.45)0(0.00)144(8.17)CYP2C19∗2/∗34(0.22)0(0.00)16(0.90) 0(0.00)23(1.30) 1(0.06)2(0.11)0(0.00) 46(2.60)CYP2C19∗3/∗30(0.00)0(0.00) 1(0.06) 1(0.06) 0(0.00) 1(0.06)0(0.00)0(0.00) 3(0.17)合计44(2.49)50(2.84)423(23.99)482(27.3) 413(23.43)305(17.30)36(2.04)10(0.56)1763(100)

2.6 CYP2C19基因在ACS不同类型间及不同民族间的分布

1 763例病例中,ST段抬高型ACS患者803例,汉族266例,维吾尔族537例,基因型以CYP2C19*1/*1为主,共352例,占43.83%;非ST段抬高型ACS患者960例,汉族650例,维吾尔族310例,基因型以CYP2C19*1/*1为主,共482例,占50.20%。不同ACS类型、不同民族基因分布具有差异性(χ2=6.59,P=0.037,见表6)。

表5 汉维两民族的CYP2C19基因代谢表型分布

Table 5 Distribution of metabolic phenotype in CYP2C19 gene in Han and Uygur ACS patients

代谢表型基因型突变位点汉族ACS维吾尔族ACSχ2P快代谢型117.06 <0.001 是CYP2C19∗1/∗1None320514 否--596333中间代谢78.24<0.001 是CYP2C19∗1/∗2681G>A330302CYP2C19∗1/∗3636G>A7628CYP2C19∗2/∗2681G>A1440 否--366517慢代谢型20.38<0.001 是CYP2C19∗2/∗3681G>A451CYP2C19∗3/∗3636G>A12 否--870844

表6 CYP2C19基因在ACS不同类型及不同民族的分布例(%)

Table 6 Distribution of CYP2C19 gene in ACS in different types and different populationscases(%)

基因型nST段抬高型ACS非ST段抬高型ACS汉族维吾尔族合计汉族维吾尔族合计CYP2C19∗1/∗18342350352(43.83)318164482(50.20)CYP2C19∗1/∗2632122185307(38.23)208117325(33.85)CYP2C19∗1/∗310452153(6.60)242751(5.31)CYP2C19∗2/∗214465065(8.09)79079(8.23)CYP2C19∗2/∗34625025(3.11)20121(2.19)CYP2C19∗3/∗3301 1(0.12)11 2(0.21)合计1763266537803(45.5) 650310960(54.5)

3 讨论

CHD是遗传和环境共同作用的一种多因素复杂性疾病[7],遗传作用占40%-60%[8],CYP2C19是体内参与花生四烯酸代谢途径关键酶之一,通过环氧二十碳三烯酸的合成途径,参与对CHD的调控[9]。引起酶产物生物活性差异主要为CYP2C19多个编码基因位点,基因多态性与某些人群的CHD发生率密切相关[10]。ACS是CHD致死、致残主要原因,本文采用新疆ACS患者进行CYP2C19基因检测,以期联系临床ACS的诊治,对ACS诊治提供一些思路及见解。

Wrighton等[11]1993年从肝脏中发现一种参与美芬妥英药物代谢作用的酶,命名为CYP2C19,不同个体、不同地区、不同种族CYP2C19基因多态性存在差异。研究表明[12]CYP2C19*2等位基因在美国黑人、中国人和白人的分布频率分别为17%,30%和15%,CYP2C19*3等位基因分别为0.4%,5%,4%,慢代谢型发生率在白种人、中国人、亚洲人中分别为3%,15%-17%,10-25%。中国人等位基因*2、*3和慢代谢型在亚洲人中的发生率(10%-25%)远高于高加索人(2%-3%)以及非洲人(4%)[13]。我国为多民族国家,各民族间存在CYP2C19基因多态性,由于各民族间遗传易感因素的不同,各民族间的基因频率研究结论也各不相同[6]。国内学者对河南汉族CYP2C19基因型分析,结果显示河南汉族与中国其他地区的汉族CYP2C19基因分布基本一致[14]。国内相关研究[15]也显示,我国福建汉族健康人群CYP2C19等位基因及慢代谢型分布与哈萨克族、维吾尔族健康人群比较差异有统计学意义(P<0.05)。刘娜等[16]研究表明,陕西汉族CHD患者氯吡格雷慢代谢型发生率较高,约占61.4%。对甘肃地区回族、藏族健康人群研究提示,CYP2C19回族、藏族差异有统计学意义,男性与女性CYP2C19遗传多态性分布无明显差异[17]。

CYP2C19基因多态性与氯吡格雷药物代谢多为抗血小板方面研究,氯吡格雷是噻吩并吡啶类药物,无活性的前体药,经CYP活化的氯吡格雷药物代谢分为两步,不同基因型CYP2C19可以增强或减弱氯吡格雷药物代谢,产生不同的抗血小板功能,其中CYP2C19*2与氯吡格雷抵抗有关,可导致不良心血管事件发生率明显增加[18]。全球约4 000万人使用氯吡格雷,防止血栓形成或用于经皮冠状动脉介入术中、术后抗血小板,抗栓事件[19],对氯吡格雷的敏感性研究呈现个体差异,大约1/5的患者对氯吡格雷耐受,究其原因主要是药物吸收下降、转化活性代谢物减少、体质量指数上升、糖尿病和急性冠脉综合征等原因引起氯吡格雷有效性下降[20]。虽然对氯吡格雷耐受机制尚不明确[21],但有研究提示CYP2C19基因多态性可能发挥着重要作用[22]。虽然目前指南没有规定在氯吡格雷处方前必须进行基因检测或血小板反应检测,但对于临床医生要考虑到患者对氯吡格雷反应的个体差异[23]。2016美国ACC/AHA冠心病患者抗血小板指南仍推荐使用氯吡格雷[24]。有研究在CYP2C19基因检测后制定抗血小板治疗方案,明显降低MACE事件发生率[25]。亦有研究表明CYP2C19*2、*3、*17位的点突变对氯吡格雷的代谢具有明显影响,与氯吡格雷的抗血小板作用的多样性密切相关[19,26,27]。也有研究认为CYP2C19基因多态性只能解释部分氯吡格雷反应差异[28]。相关研究提示也可能存在其他遗传基因多态性与氯吡格雷药物代谢功能相关[29]。

本研究结果显示:①汉族ACS和维吾尔族ACS患者在性别、饮酒史、高血压、糖尿病、脑血管病史,两组之间差异无统计学意义,两组在年龄、吸烟史、体质量指数方面比较,差异有统计学意义(P<0.01)。维吾尔族主要以牛羊肉、奶制品和面食为主,呈现高脂、高盐、高蛋白的膳食特点,其饮食习惯与肥胖及冠心病密切相关,故维吾尔族的体质量指数较汉族为高(P<0.001)。维吾尔族ACS患者趋于年轻化,维吾尔族男性吸烟人数较汉族患者为多,研究证实吸烟是心血管系统危险因素,需普及健康教育,进一步加强对健康人群的CHD、ACS的知识普及及宣传,尤其提高维吾尔居民对疾病的认知能力,大力宣传预防CHD及ACS的重要性。②两民族ACS患者性别比较,差异无统计学意义,汉族、维吾尔族患者6种基因型比较差异有统计学意义(χ2=252.62,P<0.01),汉族ACS患者发生CYP2C19*2、CYP2C19*3的杂合型突变率较高,该突变型多为杂合突变,汉族ACS患者的慢代谢型高于维吾尔族,与牛春燕等[30]及秦延海等[31]研究相似。余铭等[32]研究显示,快代谢基因型、中间代谢基因型和慢代谢基因型在新疆地区汉族CHD人群分布频率分别为40.1%,44.8%,15.1%,维吾尔族分布频率分别为51.4%,42.1%,6.5%,且快代谢基因型维吾尔族高于汉族,慢代谢基因型维吾尔族低于汉族。本研究选取ACS人群结论与此相似,维吾尔族ACS患者主要以快代谢基因为主,而汉族主要以中等代谢及慢代谢为主。③CYP2C19基因的快、中、慢三种代谢表型在汉族ACS患者分布频率分别为18.2%,31.2%,2.6%;维吾尔族ACS患者分布频率分别为29.2%,18.7%,0.1%。提示维吾尔族ACS需结合其他的遗传及环境因素多种因素综合影响ACS发生、发展,提示在临床诊治过程中,要关注汉族ACS患者CYP2C19基因型检测,尤其在对ACS患者的实施抗血小板个体化治疗方案时,该项研究也进一步证实冠心病及ACS是多个遗传基因、多个环境因素共同作用,促进冠心病及ACS发生、发展。④不同类型ACS患者,汉族和维吾尔族在基因型的分布上具有差异性(χ2=6.59,P=0.037)。提示CYP2C19基因的分布可能与ACS的病情轻重度有相关性。ACS临床诊治中,需密切关注ACS的基因型,指导临床抗血小板的药物治疗,达到个体化治疗的目的,针对临床用药的复杂性,还应考虑进行多位点、多种因素综合因素影响以及结合特定基因位点突变,进行预测和调整抗血小板用药方案。

本研究的局限性在于:只选取了某个时期在本院住院的ACS人群,存在选择性偏倚,可能尚不能完全代表新疆地区整体的ACS患者CYP2C19的分布情况,有待于多中心合作,扩大样本量进行研究,进一步证实本次研究的结论。