血小板内皮聚集受体-1基因多态性与阿司匹林抵抗的研究进展
2020-01-08李达伟田文艳陈兆基
李达伟,田文艳,陈兆基
心脑血管疾病血栓事件的发生率、死亡率、致残率及复发率均高,不仅给患者带来沉重的经济负担,还对其生理和心理造成一定损害,导致患者的生活质量下降。血小板在止血和血栓形成之间维持着微妙的平衡,动脉粥样硬化斑块溃疡破裂后,活化的血小板聚集在其表面,导致血栓形成,从而引起心肌梗死、脑梗死和其他严重疾病甚至死亡。阿司匹林通过不可逆地将环氧合酶(COX)-1的第529位丝氨酸乙酰化,发挥抑制血小板聚集的作用,因此被广泛应用于冠状动脉粥样硬化性心脏病、缺血性卒中一线治疗及二级预防,然而并不是所有服用阿司匹林的患者都能产生足够的抗血栓疗效。据报道约有5%~45%服用阿司匹林的患者对阿司匹林的敏感性降低,导致血小板聚集不能被有效抑制,再次发生临床血栓事件[1],这种现象被称为阿司匹林抵抗(AR)。
1 AR的定义
关于AR的定义至今没有统一的标准,一般可分为两类,一是实验室AR:是指在体外通过不同的方法检测服用阿司匹林后患者血样中的血小板功能,发现血小板聚集抑制率不足;二是临床AR:是指患者长期规律服用治疗剂量的阿司匹林,仍有一部分有血栓事件发生。
2 AR的机制
AR的发生机制尚不明确,可能与患者年龄、性别、吸烟、依从性、药物剂量、炎症因素、代谢性疾病、基因多态性、药物相互作用、药代动力学等多种因素有关[1-3],其中基因多态性的关注度最广泛。
基因变异会对血小板功能产生影响,导致血小板活性增加,影响阿司匹林治疗后的残存血小板聚集,与阿司匹林相关的血小板反应变异性是高度遗传的,并且与心肌梗死和缺血性卒中的风险密切相关[4-5]。由于阿司匹林强烈抑制COX-1通路,所以血小板聚集将依赖于其他信号通路,近年来大量研究也集中在非COX-1依赖性途径,并发现了一些影响血小板聚集功能的基因,特别是血小板内皮聚集受体-1(PEAR1)。
3 PEAR1的作用机制
PEAR1是一种Ⅰ型细胞表面受体,其基因由23个外显子和22个内含子组成,在血小板和内皮细胞以及其他细胞类型中高度表达,可以参与并影响血小板的活化和聚集,在血栓的形成中起到重要作用。该受体磷酸化后可促进糖蛋白IIb/IIIa纤维蛋白原受体的活化,促使其信号激活放大,导致大量血小板脱颗粒,引起血小板之间不可逆的聚集反应。
4 PEAR1单核苷酸多态性(SNPs)与AR
不同的 PEAR1基因型可能决定了服用阿司匹林后的血小板聚集和血栓事件的发生,全基因组关联研究(GWAS)在非洲裔美国人和欧洲裔美国人中, 发现了PEAR1基因中的第一内含子与血小板聚集相关的共同变异位点,揭示了PEAR1与血小板聚集的关联性。另外一些研究也表明 PEAR1基因SNPs与血小板聚集有显著的相关性。
4.1 rs2768759与AR rs2768759是最早发现可能与AR相关的位点,2008年Herrera-Galeano等[6]发现PEAR1基因变异是阿司匹林治疗过程中残留血小板功能的重要决定因素,其研究表明 PEAR1基因中rs2768759位点的CC基因型与阿司匹林治疗后血小板活化功能及残余血小板聚集有关,但是该研究未发现PEAR1蛋白表达与rs2768759位点变异有关。一篇荟萃分析也表明服用阿司匹林治疗后,rs2768759位点AA野生型患者的血小板聚集率最低,其次是杂合型AC和纯合突变型CC[7]。而Würtz等[8]、Faraday等[9]、卜庆乐[10]多个研究均没有发现rs2768759基因型与服用阿司匹林后的血小板聚集相关的证据。所以目前rs2768759的基因分型与AR关联性尚不统一。
4.2 rs12566888与AR Johnson等[11]的全基因组关联研究发现了PEAR1中的rs12566888位点与血小板聚集性有关,但是遗憾的是没有检测阿司匹林治疗后的血小板功能。Eicher等[12]研究认为PEAR1显著影响血小板反应性,rs12566888与的阿司匹林治疗后血小板反应性有关且关联性最强,提示其可能是一个有价值的治疗靶点。来自我国的一项研究提示,rs1256888基因型与汉族人群缺血性脑卒中患者发生阿司匹林抵抗有关,TG基因型可增加AR的发生风险[10]。最新一项基因深度测序研究也显示rs12566888与血小板聚集表型有关,但与rs12041331相比,影响程度不显著,且两者存在一定的关联性,后者对血小板聚集的作用相对独立[13]。
4.3 rs12041331与AR 2011年Faraday等[9]通过对PERA1基因测序和精细定位,确定了一个变异位点rs12041331,并认为这是和血小板功能之间关联性最强的位点,占血小板功能表型总变异的15%,等位基因G增加了PEAR1蛋白的表达,在服用阿司匹林治疗的患者中,野生基因型GG表达最高,纯合子突变体AA表达最低。另外一些研究也显示rs12041331位点显著影响非COX-1依赖性血小板聚集途径,与阿司匹林治疗后的血小板聚集关联性最强[13-14]。
一些研究者认为携带rs12041331等位基因A的患者血小板聚集率相对减低[8,13,15-16],GG基因型是阿司匹林抵抗的独立危险因素[10]。在中国接受冠状动脉支架植入术的患者中,约有15%为AA突变纯合子,这些患者与非AA纯合子相比,短期内重大心血管不良事件风险增加了3倍[16]。而有些研究则显示携带等位基因A的患者血小板聚集率增高,从而增加了阿司匹林抵抗、缺血性卒中、心血管事件的风险,PEAR1突变纯合子AA型对阿司匹林存在严重抵抗,进而影响预后[17-18]。
4.4 其他位点与AR 从PEAR1被发现以来,多个候选基因及全基因组关联研究涉及了上百个SNPs,上述3个位点研究及临床证据较多,还有一些其他位点可能与AR相关。Nie等[19]的研究显示中国急性冠脉综合征患者服用阿司匹林和氯吡格雷后,rs822441及rs822442基因突变与血小板活性显著相关,rs11264579等位基因T可能是缺血事件的保护因子。另一项研究显示中国冠心病患者服用阿司匹林和氯吡格雷后,rs11264580、rs2644592、rs3737224、rs41273215、rs57731889也与血小板聚集密切相关[20]。
5 实验室AR与临床AR的矛盾
上述多个研究证实了PEAR1基因与实验室AR的关联。其中Lewis等[15]的研究显示rs12041331突变基因A携带者比野生型GG纯合子显著增加了心血管事件、死亡的风险,但是其研究发现携带rs12041331突变基因A的患者血小板聚集率减低,这与临床不良事件发生率增加似乎矛盾。也有研究者认为遗传因素与血栓事件并无相关性,比利时的一项研究纳入了1 938名弗兰德白种人,对PEAR1中的9个SNPs 基因型进行了分析,结果显示没有SNPs与死亡、心肌梗死、缺血性卒中等临床事件相关[21]。Voora等[22]的研究纳入了15 203名心血管疾病患者,规律服用阿司匹林6个月后进行随访,分析包括PEAR1在内的11个基因,结果显示多个基因SNPs与体外阿司匹林抵抗相关,但是没有SNPs与死亡、心肌梗死或缺血性卒中事件有显著关联,规律服用阿司匹林并携带实验室阿司匹林抵抗相关基因的患者不具有更高的死亡、心肌梗死或缺血性卒中风险。因此目前还没有足够的证据表明可以将体外实验室结果直接用于推断临床情况,体内血栓形成是一个极其复杂的过程,使用SNPs指导临床抗血小板治疗的合理性还需进一步证实。
6 展望
阿司匹林治疗过程中的抗血小板疗效显示出相当大的个体差异性,在过去的十几年中,针对阿司匹林抵抗的遗传因素做了大量的研究,尽管这些研究增加了一定认识,但导致血小板功能改变的基因和机制尚无统一定论,且遗传因素在多大程度上影响了阿司匹林治疗后的血小板聚集仍不明确。包括研究设计、入选人群多样性、血小板功能检测方法、其他一些混杂变量以及阿司匹林抵抗的定义方式等多种因素可能导致了研究结果的差异。最新的研究显示PEAR1基因变异导致DNA甲基化水平变化,从而影响了PEAR1的表达[23]。所以,可能需要更深入、更广泛的研究来解释基因型与表型之间的关联,从而将实验室结果转化到临床当中,进一步指导抗血小板药物的个体化治疗。