PAI-1基因启动子区-675位4G/5G多态性在糖尿病肾病并发脑梗死患者中表达的研究

【摘要】 目的：探讨PAI-1基因启动子区-675位4G/5G多态性在糖尿病肾病并发脑梗死患者中的分布特点及其对纤溶系统功能的影响，评估该基因多态性与糖尿病肾病并发脑梗死的相关性，为临床诊断和治疗提供理论依据。方法：收集2022年1月—2024年7月在大庆龙南医院确诊为糖尿病肾病的150例患者，其中发生脑梗死的患者43例作为观察组，未发生脑梗死的患者107例作为对照组。通过原位杂交技术检测PAI-1基因启动子区-675位4G/5G多态性，比较两组的基因多态性分布，分析其与纤溶系统指标（D-二聚体、纤维蛋白原）的关系，并进行多因素回归分析评估基因多态性和环境因素对糖尿病肾病并发脑梗死的影响。结果：观察组D-二聚体、纤维蛋白原、LDL-C水平及合并高血压、有吸烟与饮酒史的比例均显著高于对照组，差异均有统计学意义（Plt;0.05）。观察组4G/4G基因型患者的比例显著高于对照组，4G/5G和5G/5G基因型患者比例均显著低于对照组（Plt;0.05）。4G/4G基因型患者的D-二聚体和纤维蛋白原水平均显著高于4G/5G和5G/5G基因型患者，差异均有统计学意义（Plt;0.05）。4G/4G基因型、纤溶系统指标（D-二聚体、纤维蛋白原）、LDL-C水平、有吸烟与饮酒史、合并高血压均为糖尿病肾病患者发生脑梗死的独立危险因素（Plt;0.05）。结论：PAI-1基因启动子区-675位4G/5G多态性与糖尿病肾病并发脑梗死的发生存在一定关联，4G/4G基因型患者的纤溶系统功能显著异常，提示该基因多态性可能对糖尿病肾病并发脑梗死的发生发挥作用。

【关键词】 PAI-1基因多态性 糖尿病肾病 脑梗死 4G/5G多态性

Study on the Expression of PAI-1 Gene Promoter-675 4G/5G Polymorphism in Patients with Diabetic Nephropathy Complicated with Cerebral Infarction/ZHANG Hongyue， JIA Jing， LIU Yanxin. //Medical Innovation of China， 2025， 22（02）： -152

[Abstract] Objective： To investigate the distribution characteristics of the PAI-1 gene promoter-675 4G/5G polymorphism in patients with diabetic nephropathy complicated with cerebral infarction and its effect on the function of fibrinolytic system， to evaluate the correlation between the gene polymorphism and cerebral infarction of diabetic nephropathy， and to provide theoretical basis for clinical diagnosis and treatment. Method： A total of 150 patients diagnosed with diabetic nephropathy in Daqing Longnan Hospital from January 2022 to July 2024 were collected. Among them， 43 patients with cerebral infarction were used as the observation group， and 107 patients without cerebral infarction were used as the control group. The 4G/5G polymorphism of PAI-1 gene promoter region-675 was detected by in situ hybridization technique， and the gene polymorphism distribution of the two groups was compared to analyze its relationship with fibrinolytic system indicators （D-dimer， fibrinogen）， and the influence of gene polymorphism and environmental factors on diabetic nephropathy complicated with cerebral infarction was evaluated by multi-factor regression analysis. Result： The levels of D-dimer， fibrinogen， LDL-C and the proportion of hypertension， the proportion of smoking and drinking history in observation group were significantly higher than those in control group， the differences were statistically significant （Plt;0.05）. The proportion of patients with 4G/4G genotype in observation group was significantly higher than that in control group， and the proportion of patients with 4G/5G and 5G/5G genotype were significantly lower than those in control group （Plt;0.05）. The average D-dimer and fibrinogen water of 4G/4G genotype patients were significantly higher than those of 4G/5G and 5G/5G genotype patients， the differences were statistically significant （Plt;0.05）. 4G/4G genotype， fibrinolytic system index （D-dimer， fibrinogen）， LDL-C level， smoking and drinking history， and hypertension were all independent risk factors for cerebral infarction in diabetic nephropathy patients （Plt;0.05）. Conclusion： The PAI-1 gene promoter -675 4G/5G polymorphism is associated with the occurrence of cerebral infarction in patients with diabetic nephropathy. The 4G/4G genotype is linked to significant abnormalities in fibrinolytic function， suggesting that this gene polymorphism may play a role in the pathogenesis of cerebral infarction in these patients.

[Key words] PAI-1 gene polymorphism Diabetic nephropathy Cerebral infarction 4G/5G polymorphism

First-author's address： Department of Clinical Pharmacy， Daqing Longnan Hospital， Daqing 163453， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2025.02.034

糖尿病肾病（diabetic nephropathy，DN）是糖尿病患者最常见的微血管并发症之一，也是导致终末期肾病的主要原因[1]。DN患者不仅面临肾功能损害的风险，还显著增加了发生脑梗死等心脑血管事件的可能性[2]。尽管已有研究揭示糖尿病肾病与脑梗死之间的关联，导致这一病理联动的分子机制尚不完全清楚。血浆纤溶酶原激活物抑制剂-1（plasminogen activator inhibitor-1，PAI-1）在血栓形成及血管病变过程中发挥关键调控作用，其基因表达水平的异常被认为是心血管疾病和糖尿病并发症的重要风险因素[3-4]。PAI-1基因启动子区-675位4G/5G多态性（rs1799889）已被证实与PAI-1的表达水平存在显著关联，其中4G等位基因与PAI-1的高表达相关，可能增加血栓形成的风险[5]。尽管PAI-1基因多态性在多种疾病中的作用已有所研究，其在糖尿病肾病并发脑梗死患者中的具体表现尚不明确。深入探讨其在该人群中的分布及对纤溶系统的影响，有助于揭示潜在的分子机制，为早期诊断和个体化治疗提供理论依据[6]。此外，脑梗死的发生不仅受基因因素影响，环境因素如高血糖、高血压、吸烟等在糖尿病患者中的重要作用也已被广泛报道[7]。本研究旨在系统分析PAI-1基因启动子区-675位4G/5G多态性在糖尿病肾病并发脑梗死患者中的分布情况及其对纤溶系统功能的影响，并结合环境因素进行多因素回归分析，为糖尿病肾病并发脑梗死的早期诊断和个体化治疗提供新的分子标志物，并为临床实践提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2022年1月—2024年7月在大庆龙南医院确诊为糖尿病肾病的150例患者，其中发生脑梗死的患者43例作为观察组，未发生脑梗死的患者107例作为对照组。（1）纳入标准：①均符合糖尿病肾病的诊断标准（依据尿蛋白水平或肾功能评估）和急性脑梗死的影像学诊断标准；对照组符合糖尿病肾病的诊断标准但无脑梗死病史；②病历完整，可用于数据分析。（2）排除标准：①正服用抗凝或溶栓类药物；②有其他明确的免疫系统疾病，如系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎等；③有血液系统疾病，如骨髓瘤、血友病、真性红细胞增多症等；④患有急性心肌梗死或脑出血等急性严重疾病。本研究获得大庆龙南医院伦理委员会批准。患者自愿参加本研究并签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 基因组DNA提取与PAI-1 4G/5G位点基因多态性检测 使用EDTA抗凝剂的真空采血管（紫帽）抽取受检者的静脉血2 mL用于基因组DNA提取和PAI-1 4G/5G位点基因多态性检测。采血后，应将管子颠倒混匀数次以确保抗凝效果，并在抗凝管外部标签上详细登记血样信息。未能及时检测的全血样本需置于2～8 ℃条件下保存，保存时间不得超过7 d。基因组DNA提取严格按照DNA提取试剂盒的说明书进行，提取的DNA样本应存储在-20 ℃冰箱中以备后续分析。在基因多态性检测中，采用改良的液态匀相原位杂交技术。首先，将试剂在室温下静置融化后，瞬时离心备用。全血样本颠倒混匀后，取10 μL加入400 μL样本萃取液（CQ-ENH型）中混匀，并静置1 min，待样本变为褐色。随后，取1.0 μL样本加入试剂管壁，离心后上机进行检测。基因检测的关键步骤包含两个温控过程：首先是变性过程，在90～95 ℃下DNA双链打开形成单链；接着是退火复性过程，在60 ℃下，特异性双Z型探针与DNA单链进行原位杂交，目标探针与目标基因位点杂交，定位探针与邻近基因位点杂交。双Z探针杂交后，立体构型荧光放大系统发出荧光信号，通过多通道荧光定量分析仪捕捉，并通过曲线分析解读为基因型别。

1.2.2 纤溶系统指标检测 5 mL的血浆分离，3 000 r/min离心15 min后分离血浆，保存于-80 ℃冰箱中备用，用于纤溶系统指标的检测，包括D-二聚体、纤维蛋白原水平等。所有检测严格按照试剂盒说明书操作，并在标准化的实验室条件下完成，以确保数据的可靠性和重复性。

1.2.3 代谢状态与心血管健康检测 收集以下指标用于进一步评估代谢状态和心血管健康。

1.2.3.1 空腹血糖 采集8 mL空腹静脉血用于空腹血糖的测定。采用葡萄糖氧化酶法或葡萄糖脱氢酶法进行测定，使用自动化生化分析仪（Cobas）。空腹血糖测定需要患者禁食8 h。正常空腹血糖范围为3.9～6.1 mmol/L，高于7.0 mmol/L为糖尿病诊断标准。

1.2.3.2 HbA1c 采集静脉血样本2 mL用于HbA1c的检测，无需空腹。采用高效液相色谱法（HPLC）或免疫比浊法，通过自动化分析仪进行分析。HbA1c反映了过去2～3个月的平均血糖水平，正常值通常为lt;5.7%，糖尿病前期为5.7%～6.4%，糖尿病为≥6.5%。

1.2.3.3 估算肾小球滤过率（eGFR） 采集2 mL静脉血用于血肌酐（Scr）测定，并通过eGFR计算公式（如CKD-EPI或MDRD）计算eGFR。eGFR用于评估肾功能，正常值一般大于90 mL/（min·1.73 m2）。对于eGFR低于60 mL/（min·1.73 m2）的患者，提示存在肾功能损害。

1.2.3.4 低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C） 采集静脉血5 mL，血样需空腹8 h。通过免疫沉淀法或化学发光法测定，采用自动化生化分析仪进行分析。正常的LDL-C水平应低于3.0 mmol/L，显著升高则可能提示心血管疾病的风险。

1.3 统计学处理

使用SPSS 25.0统计软件对数据进行分析，计数资料以率（%）表示，比较采用字2检验；计量资料用（x±s）表示，组间比较采用单因素方差分析（ANOVA），若ANOVA检验结果显示多组间存在显著差异，则进一步采用LSD或Bonferroni法进行多重比较，以确定具体差异所在的组别；多元logistic回归分析用于评估基因多态性、纤溶系统指标与环境因素对糖尿病肾病并发脑梗死的影响。Plt;0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组基线资料比较

观察组性别、年龄、糖尿病病程、空腹血糖、HbA1c、eGFR与对照组相比，差异均无统计学意义（Pgt;0.05）；观察组的D-二聚体、纤维蛋白原、LDL-C及合并高血压、有吸烟与饮酒史的比例均高于对照组，差异均有统计学意义（Plt;0.05）。见表1。

2.2 两组基因多态性分布比较

观察组4G/4G基因型患者比例显著高于对照组，观察组4G/5G、5G/5G基因型患者比例均显著低于对照组，差异有统计学意义（字2=28.442，Plt;0.05），见表2。

2.3 不同基因型患者的纤溶系统指标比较

从两组不同基因型患者中选取4G/4G基因型20例，4G/5G基因型35例，5G/5G基因型20例进行纤溶系统指标比较。结果显示，4G/4G基因型患者的D-二聚体和纤维蛋白原水平均显著高于4G/5G和5G/5G基因型患者，差异均有统计学意义（Plt;0.05），见表3。

2.4 基因多态性与环境因素对糖尿病肾病并发脑梗死的多因素回归分析

将差异有统计学意义的数据进行赋值，PAI-1基因多态性（5G/5G基因型=0，4G/4G基因型=1，4G/5G基因型=2），有吸烟与饮酒史（否=0，是=1），合并高血压（否=0，是=1），D-二聚体、纤维蛋白原、LDL-C均采用原始数据进行分析。4G/4G基因型、D-二聚体、纤维蛋白原、LDL-C、有吸烟与饮酒史、合并高血压均是糖尿病肾病患者发生脑梗死的独立危险因素（Plt;0.05），见表4。

3 讨论

PAI-1在血栓形成及血管病变的过程中发挥着关键作用[8]。近年来，关于PAI-1基因启动子区-675位4G/5G多态性在心血管疾病中的作用已有较多研究，但在糖尿病肾病并发脑梗死中的具体作用机制尚未得到充分揭示[9]。糖尿病肾病是糖尿病患者最常见的微血管并发症之一，随着疾病进展，患者罹患脑梗死的风险显著增加[10]。鉴于PAI-1在血栓形成中的核心作用，探讨其基因多态性在糖尿病肾病并发脑梗死中的作用不仅具有科学研究价值，更有助于临床预防和个体化治疗的制定。本研究旨在系统分析PAI-1基因启动子区-675位4G/5G多态性在糖尿病肾病并发脑梗死中的分布及其与纤溶系统功能的关联性，从而为疾病的早期诊断和干预提供新思路。

研究发现，4G/4G基因型在糖尿病肾病并发脑梗死患者中的比例显著高于糖尿病肾病无脑梗死患者，而5G/5G基因型的比例较低。这一结果表明，4G/4G基因型可能通过提升PAI-1的表达，增强血栓形成的倾向，从而增加脑梗死的风险。具体机制如下：4G等位基因缺少抑制蛋白结合位点，导致PAI-1基因的表达增加[11]。高水平PAI-1抑制纤溶酶原转化为纤溶酶，减少纤维蛋白的降解，从而增强血栓形成的风险[12]。在糖尿病肾病患者中，已知的高糖环境下会进一步促进PAI-1的表达，这种效应在4G/4G基因型患者中尤为显著，从而加剧血栓形成的倾向。国际上的研究也支持这一观点，指出PAI-1 4G/4G基因型患者在各种心血管事件中的发病率显著升高[13]。此外，虽然ACE基因多态性被广泛认为是心血管疾病的风险因素，但本研究中未发现其在糖尿病肾病并发脑梗死患者中的分布具有显著差异[14-16]。这可能是因为糖尿病肾病与脑梗死的发生涉及多因素相互作用，PAI-1基因多态性可能在该过程中起到更为关键的作用[17-18]。与一些研究不同的是，本研究强调PAI-1在糖尿病肾病并发脑梗死中的独特作用，提示未来的研究应更多关注PAI-1及其调控机制，而不仅仅局限于ACE基因[19-20]。本研究还发现，纤溶系统功能在不同PAI-1基因型患者中表现出显著差异，4G/4G基因型患者D-二聚体水平显著高于其他基因型。这表明，4G/4G基因型通过影响纤溶系统的平衡，导致血液处于高凝状态，从而增加脑梗死的风险[21]。

综上所述，本研究通过对PAI-1基因启动子区-675位4G/5G多态性和纤溶系统功能的系统分析，揭示4G/4G基因型在糖尿病肾病并发脑梗死中的关键作用，为糖尿病肾病并发脑梗死的早期诊断和干预提供新思路，提示未来研究应重点关注PAI-1基因的调控机制及其与环境因素的相互作用。

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（收稿日期：2024-12-06） （本文编辑：张爽）