木酮糖激酶基因rs17118多态性与中国汉族人群冠心病发病风险的关联性研究

张艳炜 韩京军 张磊 李海洲 许英杰

518055 深圳市疾病预防控制中心免疫规划所(张艳炜)；518033 深圳，中山大学附属第八医院心胸外科(韩京军、张磊、李海洲、许英杰)

Fundprogram： Scientific Research Project of Shenzhen Health Commission System(SZGW2017003)；Medical Research Fund of Guangdong Province(A2020168)

《2005—2017年中国疾病负担研究报告》指出，2017年我国脑血管疾病、冠心病、慢性阻塞性肺病、肺癌和阿尔茨海默症是导致我国居民寿命年损失、缩短寿命的前五位死因，而冠心病死亡人数增幅最大，达54.5%。推算我国现有冠心病患者1 139万，且每年以5.05%的速度增长[1]。冠心病是受环境、遗传及两者的相互作用影响的循环系统疾病[2]。许多因素与其发病风险有关，其中包括高血压、血脂异常、肥胖、糖尿病和不良生活方式等可改变因素，以及性别、年龄和遗传因素等不可改变因素。

木酮糖激酶(xylulokinase，XYLB)基因是1998年Tamari等[3]针对第三染色体上肿瘤抑制基因测序过程中发现的能量代谢相关基因。通过同源分析结果显示，该基因序列所表达的蛋白与线虫中一种60.3-kDa的C蛋白R08D7.7及酵母菌细胞中的一种68.3-kDa蛋白结构较为相似，而这两种蛋白均属于激酶家族，主要包括岩藻糖激酶、葡糖酸激酶、甘油激酶及XYLB等[4-5]。目前关于XYLB与人类疾病关联性研究少见报道，但个别研究已经表明岩藻糖激酶和甘油激酶的核苷酸突变与人类某些疾病息息相关。XYLB是体内糖和脂肪代谢的重要调节因子[5-6]，而脂质代谢紊乱可以增加动脉粥样硬化发生风险。本课题组前期采用外显子测序技术发现并确定XYLB基因rs17118多态性与中国汉族人群缺血性脑卒中发病风险呈正相关[7]。缺血性脑卒中和冠心病具有相同的高危因素，故本研究将进一步验证探讨XYLB基因rs17118C/A多态性与中国汉族人群冠心病发病风险的关联。

1 对象和方法

1.1 研究对象

病例对照研究，纳入2016年6月至2018年2月在深圳市中山大学附属第八医院诊治的、资料完整并成功完成基因分型的汉族患者。按照1∶1的比例，选择年龄、性别匹配的冠心病患者(病例组)和健康体检者(对照组)各597例。冠心病诊断标准符合国际心脏病学会和WHO临床命名的《冠心病的命名及诊断标准》，包括心绞痛临床表现、心电图和心肌酶改变，并行冠状动脉造影，结果显示在主要冠状动脉血管中，至少存在1条血管内径狭窄超过50%。对照来自同时期门诊健康体检者，经询问病史、调查问卷、心脏彩色超声、CT冠状动脉成像或冠状动脉造影等检查排除冠心病。每一例纳入对象均无任何血缘关系，排除心肌病、脑血管意外、肺心病、风湿性心脏病、先天性心脏病、充血性心力衰竭、周围血管性疾病、肝肾疾病及其他恶性肿瘤患者。本研究符合医学伦理学要求，所有研究对象均签署知情同意书，并分别通过深圳市疾病预防控制中心和中山大学附属第八医院医学伦理委员会的批准。

1.2 方法

通过统一的调查问卷对符合条件的研究对象进行调查，调查内容主要包括：年龄、性别、体重、身高、民族、籍贯、吸烟及饮酒情况，是否患有高血压、糖尿病，是否有冠心病家族史等。通过病案系统调取患者和健康体检者血液检查结果，包括总胆固醇(total cholesterol，TC)、三酰甘油(triglyceride，TG)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol，HDL-C)和空腹血糖(fasting blood glucose，FBG)等。

高血压的诊断标准：收缩压≥140 mmHg和(或)舒张压≥90 mmHg或目前正在服用降压药。糖尿病的诊断标准：FBG≥7.0 mmol/L，或目前正在服用降糖药。由专业人员通过询问患者家属及之前的诊查记录等方法进行数据质控。

1.3 rs17118基因多态性检测

采集受检者清晨6点空腹情况下外周静脉血3.0 ml，置于2%EDTA抗凝管，200 μl用于提取基因组DNA，剩余分装并存放于-80℃冰箱。用全血基因组DNA提取试剂盒(美国，AXYGEN公司)进行全血DNA提取，采用紫外线分光光度计检测DNA浓度和纯度，分装后存放于-80℃冰箱待检测。

采用Taqman探针法进行rs17118多态性检测，预期扩增片段在150 bp左右。位点的上、下引物和探针均由美国ABI公司合成。反应体系为：2×TIANtough Genotyping PreMix 10 μl， 40×Taq Man SNP Genotyping Assays 0.5 μl， 50×ROX Referece Dye 0.4 μl， Rnase-Free ddH2O 7.1 μl， 模版DNA 2.0 μl组成。在ABI Step One Plus荧光PCR仪上执行如下程序：60℃，30 s；95℃，2.0 min；95℃，20 s；60℃， 32 s，共40个循环， 最后60℃ 30 s，结果判定。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 一般情况

如表1所示，较对照组，病例组患高血压、糖尿病和吸烟者的比例明显增高，而饮酒者所占比例明显降低，FBG水平明显升高，而TC、HDL-C和LDL-C均显著降低(均为P<0.05)。

表1 病例组和对照组的一般情况和临床资料比较

2.2 遗传平衡检验

将对照组基因型频率代入Hardy-Weinberg遗传平衡定律，进行群体代表性检验，结果显示rs17118基因型频率与期望值基本吻合，χ2值为0.076，P=0.783， 分布符合遗传平衡定律。

2.3 基因型频率分布及与冠心病的关联性

病例组(29.3%)A等位基因分布频率高于对照组(26.5%)，A等位基因携带者冠心病发病风险是C等位基因携带者的1.15倍(95%CI：0.96～1.38，P=0.139)。CA基因型携带者冠心病发病风险是CC基因型携带者的1.30倍(95%CI：1.02～1.65，P=0.038)，AA基因型则为1.09倍(95%CI：0.69～1.72，P=0.726)，CA+AA基因型发病风险是CC基因型携带者的1.27倍 (95%CI：1.01～1.59，P=0.045)，见表2。

2.4 多因素logistic回归分析

以分类变量有无冠心病为应变量，将高血压、糖尿病、吸烟、饮酒等传统因素作为自变量放入多因素logistic回归模型，分析后发现携带rs17118CA基因型是冠心病易感危险因素，其OR值为1.41(95%CI：1.03～1.94，P=0.034)，见表2。

表2 病例组和对照组rs17118基因型和等位基因分布

2.5 不同基因型间生化指标差异分析

分别对病例组和对照组不同基因型间生化指标差异进行分析。对照组各基因型间TG、TC、HDL-C、LDL-C和FBG差异均无统计学意义(均为P>0.05)。病例组中，AA基因型携带者LDL-C[(2.31±0.82)mmol/L]和TC[(3.93±1.22)mmol/L]水平明显低于CC基因型[(2.61±0.86)mmol/L、(4.40±1.19) mmol/L，P=0.050、0.035]和CA基因型[(2.68±0.82)mmol/L、(4.49±1.22)mmol/L，均为P<0.05]，CA+AA基因型携带者HDL-C水平也明显低于CC基因型携带者[(1.05±0.26)mmol/L比(1.10±0.31)mmol/L，P=0.035]，见表3。

表3 病例组和对照组不同基因型间血糖和血脂指标的比较

3 讨论

本研究发现，中国汉族人群XYLB基因rs17118多态性与冠心病发病风险有关联性。rs17118CA基因型可以增加冠心病的发病风险(OR=1.30， 95%CI：1.02～1.65)，校正传统危险因素后，这种危险关系仍然存在，是独立危险因素(OR=1.41，95%CI：1.03～1.94)。病例组AA基因型携带者TC和LDL-C水平均显著低于其他2种基因型，CA+AA基因型携带者HDL-C水平明显低于CC基因型，由此我们推测XYLB基因多态性可能通过引起脂质代谢水平改变，进而影响动脉粥样硬化的形成进程，增加冠心病的发病风险。本课题组前期发现并验证出，rs17118多态性与缺血性脑卒中有关联[7]，而冠心病和缺血性脑卒中有着几乎相同的病理机制和高危因素。

本研究对冠心病传统危险因素进行分析，结果与已经发表研究结论相同，高血压、糖尿病和吸烟仍然是高危因素。病例组饮酒者所占比例明显低于对照组，提示饮酒可以一定程度上降低冠心病发病风险，可能与患者因病戒酒有关，近年来也有轻中度饮酒可以减少心血管疾病发病风险的观点[8-9]。另外，病例组TC和LDL-C均低于对照组，与以往研究结果相反，可能与病例组接受降脂药物治疗有关。

XYLB基因位于染色体3p22.2，共有26个外显子，编码的蛋白质为D-木酮糖激酶，广泛表达于肝脏和肾脏[4]。XYLB在葡萄糖醛酸-木糖途径起到关键作用，催化D-木酮糖(D-xylulose， Xu)生成5-磷酸木酮糖(xylulose-5-phosphate， Xu5P)[10-12]，Xu5P作为该代谢途径的唯一终产物，具有调控糖酵解和脂肪发生相关基因表达的关键作用，可以上调肝脏内脂肪生成和糖酵解过程[6]。本研究发现，病例组中携带rs17118A等位基因的个体HDL-C水平明显低于CC基因型，而流行病学研究已经证实，低水平HDL-C是动脉粥样硬化型心脏病发生和发展的独立危险因素，HDL-C与发病风险呈负相关[13]。越来越多的证据表明，高水平LDL-C和TC会增加冠心病的发病风险，而经过他汀类降脂药物治疗后逐渐下降的LDL-C，可以预防动脉粥样硬化血栓形成和冠状动脉内斑块破裂，对减少冠心病发病风险有非常积极的作用[14-16]。研究已经证实，小而密LDL(small dense LDL，sdLDL) 比LDL-C具有更强的致动脉粥样硬化作用，美国胆固醇教育计划委员会成人治疗组已经明确表示，sdLDL属于新一类的心血管危险因素[17]。本研究病例组AA基因型携带者TC和LDL-C水平显著低于其他基因型，因未采集sdLDL检测结果，所以无法客观分析sdLDL在其中所起作用，同时也不排除与患病后服用降脂类药物有关。根据上述结果，我们推测XYLB基因与脂类代谢密切相关，可能会导致血脂代谢异常进而影响动脉粥样硬化的发生和发展，在一定程度上可以调节冠心病的遗传易感性。目前为止，国内外关于XYLB基因与冠心病关联性研究极少见报道。

本研究选择中国汉族冠心病患者及健康体检人群作为研究对象，比较分析了XYLB基因rs17118多态性在病例组和对照组的分布， 明确rs17118多态性与汉族人群冠心病发病风险有关，提示XYLB基因可能通过调整脂类代谢进而影响冠心病的发生和发展。但本研究的样本量有限，为进一步确定以上结论，尚需要更大的样本量进行验证，并需要更加深入的机制研究。

利益冲突：无