ALDH 2基因多态性与老年2型糖尿病冠心病易感性及心血管事件的关系

刘莹,袁蓉,陈邱玲,李娟

中国人民解放军西部战区总医院干部病房二科二病区,四川成都 610083

心脑血管疾病是导致2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)残疾和死亡的重要原因,了解相关作用机制可为临床T2DM心脑血管并发症防治提供依据[1]。乙醛脱氢酶2(aldehyde dehydrogenase 2,ALDH2)存在于肝脏线粒体内,其作为催化人体乙醛氧化成乙酸的重要醛类氧化酶,与人类饮酒行为关联密切[2]。ALDH2基因rs671多态性位点第12外显子发生G→A的点突变时,对应翻译产物出现谷氨酸→赖氨酸替换,使得酶结构发生改变,继而引起ALDH2酶活性下降或丧失[3]。研究认为,ALDH2可通过多种途径影响心血管疾病发生,而不依赖酒精[4];ALDH2基因多态性与高血压、冠心病等多种慢性病有关[5]。目前关于ALDH2基因多态性在T2DM患者中研究报道并不多见。本研究以老年T2DM患者为研究对象,旨在探究ALDH2基因多态性与T2DM患者冠心病易感性及心血管事件发生关系,从而为临床防治提供参考。

1 资料与方法

1.1一般资料按照Kendall准则估算多因素分析样本例数,观测数至少是变量数目的10倍,观察性别、年龄、体质量指数、血压、吸烟史、饮酒史、空腹血糖、糖化血红蛋白、总胆固醇、低密度脂蛋白、ALDH2基因型11个变量与老年T2DM患者冠心病关系,估算样本量110例,考虑数据缺失情况,增加10%,样本量约为121例,本研究共纳入了2019年1月—2021年7月就诊于西部战区总医院干部二科的226例老年T2DM患者为研究对象,另选取年龄和性别匹配的150名体检健康者为对照组,满足研究样本量需求。T2DM患者根据冠脉造影结果, 226例老年T2DM患者分为冠心病组(n=104)和非冠心病组122例。3组性别、年龄、体质量指数、高血压病史、吸烟史、饮酒史差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

1.2纳入和排除标准纳入标准： (1)符合T2DM诊断[6]; (2)年龄≥60岁; (3)入院前无降脂药物、抗血小板药物服用; (4)精神认知正常; (5)自愿接受冠脉造影检查; (6)可取得随访配合,且随访时间≥1年; (7)签订知情同意书。符合以上全部标准的患者纳入本研究。排除标准： (1)伴血液病、肝肾功能不全、免疫系统疾病等严重基础疾病; (2)伴糖尿病其他严重并发症,如酮症酸中毒、糖尿病足、糖尿病肾病等; (3)存在影响短期预后疾病,如心衰、恶性肿瘤等; (4)近期有急慢性炎症、感染、大手术史; (5)既往接受静脉溶栓或冠状动脉手术者; (6)精神病史。具有上述任1标准的患者不纳入本研究。

1.3方法

1.3.1ALDH2基因多态性检测 收集受试者空腹外周静脉血标本5 mL,用Ficoll淋巴分离液分离白细胞,再提取基因组DNA(DNA试剂盒购自武汉博士德生物工程有限公司);引物序列(苏州吉玛生物技术有限公司完成设计合成)：正向引物5’-GTCAACTGCTATGATGTGTTTGG-3’,反身引物5’-CCACCAGCAGACCCTCTCAAG-3’;PCR反应体系共50 μL：模板DNA 2 μL,正、反向游引物各2 μL, 2×Taq Maste Mix 25 μL,双蒸水19 μL;反应条件： 94 ℃预热3 min后进入循环, 94 ℃ 45 s(变性), 60 ℃ 30 s(退火), 72 ℃ 45 s(延伸),共35个循环,再72 ℃终延伸5 min,于4 ℃条件下保存。取扩增产物,经2%琼脂糖凝胶电泳、上样,利用凝胶成像分析软件观察结果。结合所提供目的基因片段(苏州吉玛生物技术有限公司)测定ALDH2基因型,依据相关基因位点比对结果分为野生型(GG型)和突变型(GA、 AA型)。

1.3.2 治疗及随访 患者均首选二甲双胍口服降糖;合并冠心病者,首选双联抗血小板治疗(阿司匹林+氯吡格雷),首选硝酸脂类药物缓解心绞痛,首选钙通道阻滞剂/β受体阻滞剂控制血压、改善心肌缺血;伴脂代谢紊乱者首选他汀类药物降脂。随访1年,每3个月随访1次,采用电话或微信随访形式;统计患者心血管事件发生情况,主要包括经临床确诊(症状、实验室指标、影像学检查)的急性冠脉综合征(心肌梗死或心绞痛)、新发房颤、致死性心律失常、心力衰竭、心源性猝死。

表1 3组患者一般资料比较

1.4观察指标比较T2DM伴冠心病组、非冠心病组及对照组ALDH2等位基因频率及基因型;分析ALDH2基因多态性与T2DM冠心病易感性、 1年内心血管事件关系。

2 结果

2.13组ALDH2等位基因及基因型分布比较3组ALDH2等位基因及ALDH2基因型分布比较差异有统计学意义(P<0.05),其中T2DM伴冠心病组A等位基因频率、 AA基因型频率较T2DM非冠心病组、对照组明显升高(P<0.05)。见表2。

2.2ALDH2基因多态性对T2DM患者冠心病发生的Logistic回归分析以T2DM患者是否发生冠心病为因变量,以性别、年龄、体质量指数、吸烟史、饮酒史、血压、空腹血糖、糖化血红蛋白、总胆固醇、低密度脂蛋白、ALDH2基因型(突变型、野生型)为自变量纳入Logistic回归模型,结果显示,携带ALDH2突变型基因的T2DM患者冠心病易感性较野生型增加4.024倍(OR=4.024, 95%CI：1.157～19.425,P=0.018)。

2.3T2DM患者心血管事件发生情况随访1年内,无失访病例。结果显示, T2DM伴冠心病组心血管事件总发生率15.38%,明显高于非冠心病组的4.92%(P<0.05)。见表3。

2.4ALDH2基因多态性与T2DM患者心血管事件关系结果显示,在冠心病组、非冠心病组ALDH2 AA型患者心血管事件发生率均明显高于GG型、 GA型(P<0.05)。见表4。

表2 3组ALDH 2等位基因及基因型分布比较[例(%)]

表3 T2DM患者心血管事件发生率[例(%)]

表4 ALDH 2基因多态性与T2DM患者心血管事件关系

3 讨论

目前T2DM伴发冠心病病理机制并不明确,过去一般认为高龄、高血压、糖脂代谢紊乱、吸烟等是其重要危险因素,随着研究进展,胰岛素抵抗、氧化应激反应、纤溶系统异常、内皮细胞损伤等非传统危险因素在T2DM伴发冠心病中也显示一定作用,而近些年来关于基因多态性该类疾病发病中的研究也越来越多,有望成为T2DM伴发冠心病防治提供新靶点[7]。

ALDH2酶广泛分布于人体心、脑、肺、肾等重要组织,具有酯酶、脱氢酶等多种酶功能,是醛代谢中关键线粒体酶,也是重要的抗氧化应激分子,其最初研究重要集中于消化系统肿瘤、肝炎等与酒精代谢关联密切的疾病,近些年来研究认为,动脉粥样硬化、心功能不全等心血管疾病也受ALDH2酶活性影响[8]。ALDH2基因位于人第12号染色体,其第12外显子存在G→A突变的多态性,使得对应位点编码的谷氨酸残基向赖氨酸突变,引起ALDH2酶活性改变,一般来说,野生纯合型GG催化活性正常,突变杂合型GA催化活性为GG型10%～45%,而突变纯合型AA酶活性为GG型1%～5%[9]。ALDH2基因在不同人种、民族、地域中突变频率不同,有研究对湖北武汉地区465名汉族人群进行ALDH2基因多态性检测显示GG、 GA、 AA实际频率分别63.01%、 34.62%、 2.37%[10],与本研究结果有一定差异,这可能体现出一定地区差异。分析发现, T2DM伴冠心病组A等位基因频率、 AA基因型频率较非冠心病组、对照组明显升高,而携带ALDH2突变型基因的T2DM患者发生冠心病危险性较野生型增加4.024倍,提示T2DM伴冠心病易感性可能受ALDH2基因型频率影响。冠状动脉粥样硬化是冠心病病理基础,炎症反应、氧化应激增加、内皮功能受损等多种机制与冠状动脉粥样硬化进展有关[11]。研究认为[12],正常活性ALDH2可通过减弱平滑肌细胞内质网应激和凋亡,从而延缓动脉粥样硬化进展。还有研究指出[13],ALDH2基因活性可参与抗氧化应激、抑制凋亡过程,有助于保护糖尿病大鼠心肌成纤维细胞因高糖诱导发生损伤。当ALDH2基因突变引起ALDH2酶活性下降后,醛类物质可在机体堆积,可与细胞内脂类、蛋白、 DNA等大分子结合产生细胞毒性作用,导致炎症反应增强,可促进斑块生成;因ALDH2活性下降对平滑肌细胞内质网应激和凋亡抑制作用减弱,使得机体对冠状动脉保护能力下降[14]。故ALDH2基因多态性可能影响冠状动脉粥样硬化进程及冠心病发生。

本研究经随访发现,在冠心病组、非冠心病组中,携带ALDH2 AA型患者心血管事件发生率均明显高于GG型、 GA型,提示ALDH2 AA型可能意味着更高的心血管事件风险。有研究认为[15],ALDH2活性下降不仅影响动脉斑块形成,还可能增加斑块中α平滑肌细胞,使得斑块不稳定性增加,从而增加心血管事件风险。还有研究指出[16],ALDH2活性下降使得其解毒4-HNE途径、抑制乙醛生成功能减弱,对心肌缺血再灌注损伤保护能力降低,可能影响心血管事件发生,支持本研究结果。本研究创新点在于初步发现ALDH2 AA基因型与老年T2DM患者冠心病易感性及心血管事件发生关系,可为临床该类患者冠心病及心血管事件风险预测及预防提供指导;不足之处在于未能阐明相关机制,且ALDH2基因多态性是否对普通人群冠心病易感性具有影响尚不得而知,后期可进一步开展相关研究。

综上所述,ALDH2基因多态性可能影响老年T2DM患者冠心病易感性,其中携带AA型基因可能增加了T2DM患者心血管事件发生风险,值得临床关注。