ACE基因I/D多态性与射血分数保留的心力衰竭患者左心室肥厚的关系研究

陈定道 黄丽嫔 张晨俐

高血压是动脉粥样硬化重要的危险因素，与射血分数保留的心力衰竭（heart failure with preserved ejection fraction，HFPEF）发展有关，HFPEF患者有心力衰竭症状，左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）正常，伴有左心室舒张功能异常[1]。肾素-血管紧张素-醛固酮系统（renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS）是血压调控的关键因素之一，血管紧张素Ⅱ作为RAAS的主要效应物，发挥强大的血管收缩和营养作用，并通过氧化激活和炎症反应诱导高血压的发生。血管紧张素转换酶（angiotensin-converting enzyme，ACE）是RAAS中的一种关键酶，可以催化转化血管紧张素Ⅱ[1]。有报道指出RAAS的遗传变异在高血压左心室肥厚的发展中起着重要作用[2]。ACE基因的插入/缺失（insertion/deletion，I/D）多态性已显示与高血压、糖尿病患者和左心室肥厚（left ventricular hypertrophy，LVH）密切相关[2-4]。虽然国内外学者对ACE基因I/D多态性与HFPEF的关系进行了研究，但研究结果并不一致[1-4]。本文旨在探讨ACE基因I/D多态性对HFPEF患者LVH的影响，现将结果报道如下。

1 对象和方法

1.1 对象选择2018年1月至2019年12月温州医科大学附属苍南医院临床诊断为HFPEF的患者152例，男45例，女107例，年龄33～86（63.69±12.89）岁。纳入标准：符合2010年《射血分数正常心力衰竭诊治的中国专家共识》制定的诊断标准[5]；符合HFPEF症状或体征、LVEF＞45%、左心室舒张功能异常、二尖瓣舒张早期充盈波（mitral inflow early rapid filling wave，E）和二尖瓣环舒张早期速度（mitral annular early diastolic velocities，E'）的比值（E/E'）≥8、N末端脑钠肽前体＞250 ng/mL。排除标准：严重冠心病、心肌梗死、严重心脏瓣膜疾病、继发性高血压、肝肾功能不全。根据Devereux公式计算左心室质量指数（left ventricular mass index，LVMI）[2]，将男性LVMI≥125 g/m2和女性LVMI≥110 g/m2定义为存在LVH，作为观察组，无LVH的患者为对照组，两组各76例。本研究经本院医学伦理委员会批准（批准文号：苍医伦审第2018016号），两组患者均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 一般资料收集和实验室检查收集并比较两组患者的一般资料，包括性别、年龄、体重指数、血压、糖尿病、吸烟等。采用全自动模块式血液体液分析仪（日本希森美康sysmex XN-20）检测血红蛋白，全自动生化分析仪（日本日立Hitachi 7600-020）检测肌酐、空腹血糖、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）和高密度脂蛋白胆固醇（high density liptein cholesterol，HDL-C）等。

1.2.2 超声心动图检查均取左侧卧位，于安静状态下应用美国GE Vivid7彩色超声诊断仪行超声心动图检查。两组患者超声心动图指标包括：室间隔厚度（interventricular septum，IVS）、左心室后壁厚度（left ventricle posterior wall，LVPW）、左心室舒张末期内径（left ventricle end-diastolic diameter，LVEDd）、左心房内径（left atrial diameter，LAD）和LVEF，根据相关公式计算左心室重量（left ventricle mass，LVM）和LVMI[2]。应用脉冲多普勒超声检测E、二尖瓣舒张晚期充盈波（peak velocity of late filling wave，A）、E/A、二尖瓣环舒张末期速度（mitral annular late diastolic velocity，A'）、E'、E/E'、E波减速时间（deceleration time，DT）和二尖瓣环收缩速度（systolic mitral annular velocity，Sm）。

1.2.3 DNA提取和基因分型 取两组患者的静脉血样本5 mL，采用乙二胺四乙酸抗凝，按照离心柱型DNA提取试剂盒（北京天根生化科技有限公司）说明方法提取DNA，并保存在-20℃环境下。应用上海生工生物工程公司提供的聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR）试剂盒及引物序列测定ACE基因I/D多态性，引物如下：上游5'-CTGGAGACCACTCCCATCCTTTCT-3'和 下 游5'-GATGTGGCCATCACATTCGTCAGAT-3'。PCR反应的总体积为25 μL，其中包含50～200 ng模板DNA、10 μM引物、2.5 μL10X PCR缓冲液、2 mM MgCl2、200 μM dNTP和0.5 U Taq DNA聚合酶。PCR扩增条件如下：94℃初始变性5 min，94℃变性40 s，60℃退火60 s，72℃延伸60 s，35个循环，72℃延伸5 min。以此获得ACE基因的I/D分型结果，包括I/I、I/D和D/D基因型，以及I和D等位基因。

1.3 统计学处理 采用SPSS 20.0统计软件，符合正态分布的计量资料以表示，3组间比较采用单因素方差分析；组间比较采用两独立样本t检验，计数资料组间比较采用χ2检验。使用Fisher确切概率法进行Hardy-Weinberg平衡检验。使用SNPassoc R语言软件包（http://www.Rproject.org）分析3种不同遗传模型[加性（D/D=0比I/D=1比I/I=2）、隐性（I/D+D/D比I/I）和显性（I/I+I/D比D/D）][6]。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者一般资料和实验室检查指标比较见表1。

由表1可见，观察组女性占比高于对照组，血红蛋白水平低于对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.01）。两组患者其余指标比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

表1 两组患者一般资料和实验室检查指标比较

2.2 两组患者超声心动图指标比较见表2。

由表2可见，观察组IVS、LVPW、LVEDd、LAD、LVMI和E/E'均高于对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。两组患者其余指标比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

表2 两组患者超声心动图指标比较

2.3 两组患者的基因型和等位基因频率比较见表3。

表3 两组患者的基因型和等位基因频率比较[例（%）]

由表3可见，观察组的D/D基因型和D等位基因频率均高于对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。

2.4 不同基因型患者一般资料和实验室检查指标比较见表4。

由表4可见，I/I、I/D和D/D 3亚组的一般资料和实验室检查指标比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

表4 不同基因型患者一般资料和实验室检查指标比较

2.5 两组3种遗传模型下基因型分布比较见表5。

由表5可见，在加性模型和隐性模型下，两组基因型比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）。

表5 两组3种遗传模型下基因型分布比较

3 讨论

高血压是导致HFPEF的最主要病因之一，而舒张功能异常是其发病关键，LVH作为有症状的舒张功能不全的表现可为尽早发现HFPEF临床综合征的易感表型提供线索[7]。HFPEF患者表现出LVEF正常[1]，本研究中两组患者的LVEF比较差异无统计学意义。LVH是一种以左心室质量异常增加为特征的病理状态，在本研究中，有LVH的HFPEF患者的IVS、LVPW、LVEDd、LAD、LVMI和E/E'均显著高于无LVH的HFPEF患者，IVS、LVPW和LVMI等均是LVH的主要指标，且左心室壁的厚度与LVMI呈密切相关[8]。

LVH发病机制复杂，涉及多方面，虽然还存在争议，但RAAS功能的遗传决定因素参与了LVH的发展[2]。ACE基因的多态性编码RAAS的一个组成部分，已被发现与多种心血管疾病有关，如高血压、心肌梗死和心室肥大。另一方面，已有研究表明血清ACE水平和ACE活性受ACE基因I/D多态性的影响[9]。本研究发现ACE基因的D/D基因型和D等位基因频率高的HFPEF患者更容易发生LVH。尽管有学者提出ACE是治疗心力衰竭的潜在靶标，但临床数据仍然匮乏，国内外有关ACE基因I/D多态性与高血压及HFPEF的相关性的研究结果报道不一致[1]。本研究结果提示了ACE基因I/D多态性在HFPEF患者LVH中的可能作用。

LVH作为高血压相关的终末器官损害之一，其预后较差，与高血压患者的心肌梗死、脑卒中和心血管死亡有关[10]。Mohammed等[11]研究发现与年龄匹配的对照组相比较，HFPEF患者的心脏肥大、冠状动脉微血管稀疏和纤维化程度更高。左心室质量增加是舒张功能障碍患者的常见表现，是高血压患者长期压力超负荷的结果[11]。RAAS激活是高血压主要的病理生理学原因，导致血管收缩、钠和液体滞留[12]。在RAAS不同组成部分的遗传多态性中，ACE基因的I/D多态性研究最为广泛，并显示与冠心病、心肌梗死、脑卒中和抑郁症相关[13]。本研究观察到ACE基因D等位基因与HFPEF患者的LVH相关，提示遗传因素在诱导心脏肥大和舒张功能障碍中的作用。先前的报道提示D等位基因在高血压患者LVH发生中的作用，Fajar等[14]发现ACE基因的D等位基因和D/D基因型与原发性高血压患者的LVH风险增加有关。胡丙清等[15]报道，D/D基因型的老年高血压患者易出现LVH，与本研究的ACE基因的D/D基因型更容易发生LVH一致。此外，Jonny等[16]共纳入13篇文献探讨ACE基因I/D多态性与LVH的关系，该研究包括1 219例患者和3 202例对照，结果提示ACE基因的D/D基因型和D等位基因频率高更容易发生LVH，而I等位基因与LVH的风险降低有关。然而，Jeng等[17]却发现ACE基因的D等位基因与高血压患者LVH不存在关联。

本研究的局限性在于LVH患者多为女性，尽管HFPEF在女性中更为普遍[18]，但尚缺少流行病学研究报道HFPEF患者的男女比例。因此，有必要针对男性HFPEF患者进行进一步的研究。

综上所述，HFPEF患者的D等位基因携带者中LVH可能性增加，提示D等位基因的遗传可以增加HFPEF患者发生LVH风险，这一发现可能具有重要的治疗和风险分层作用。