磷酸二酯酶4D基因多態性與動脈粥樣硬化血栓形成性腦卒中的關系

王漢旻 陳曉麗 葉好好 畢 涌 潘東波 徐麗英 吳建波 黃海波

目前腦卒中已成為我國首位的致殘和死亡原因，其中約70%為缺血性腦卒中。缺血性卒中是環境和遺傳因素共同導致的復雜疾病。冰島deCODE研究組發現，在冰島人群中磷酸二酯酶4D(phosphodiesterase 4D，PDE4D)基因是大動脈和心源性缺血性卒中的一種新的危險因素，如能在其他人種中證實這個結論，將有助于卒中預防和治療［1］。之后在不同的種族，進行了很多相關研究，但結果很不一致［2～6］。為驗證PDE4D基因與缺血性卒中相關性，筆者選擇冰島deCODE研究組結果中PDE4D基因與卒中關系最強的2個位點，即SNP83、32;研究浙南地區漢族人群中PDE4D基因與動脈粥樣硬化血栓形成性腦卒中(atherothrombosis ischemic stroke，AIS)的關系。

對象與方法

1．研究對象:(1)病例組:收集2006年4月～2009年6月期間在溫州醫學院附屬第一醫院腦血管科或神經內科病房住院的AIS患者235例(其中男性148例，女性87例)。患者年齡41～90歲，平均年齡61．31±10．11歲。(2)無卒中病史的對照組:系同期來筆者醫院體檢者，共105例(其中男性60例、女性45例)，均行神經查體、頭顱MRI/A及血管超聲檢查，排除既往卒中、TIA、血管狹窄。年齡41～84歲，平均年齡60．04±9．41歲。兩組均為浙南地區漢族人，無血緣關系，無遷移家史。兩組研究人群的臨床資料見表1。(3)入選標準:①腦血管檢查(DSA/CTA/MRA/血管超聲)證實顱內外動脈存在狹窄≥50%或閉塞;②有與病變側血管供血區明確相關的臨床癥狀和體征;③發病后DWI證實存在病變側血管供血區新發生的腦梗死;④患者存在腦血管動脈粥樣硬化的危險因素。(4)排除標準:①存在心源性栓子來源，如心臟瓣膜病變、心律失常、急性心肌梗死等;②其他非動脈粥樣硬化性頸動脈病變，如頸動脈夾層、血管炎等;③存在其他可能導致腦梗死的因素，如紅細胞增多征、系統性紅斑狼瘡等。

2．血標本生化檢測和臨床資料收集:抽取空腹血標本，在筆者醫院檢驗科利用自動生化儀，常規檢測血脂、血糖、血電解質、肝腎功能等項目。并且詳細詢問病史，包括高血壓、糖尿病、煙酒史等。按照WHO標準，SBP＞140mmHg和(或)DBP＞90mmHg診斷為高血壓。

3．實驗方法:采用DNA fast2000試劑盒(上海博邁生物技術有限公司)從全血中抽提基因組DNA。SNP32位點序列上游引物:5'－GCTAAATGATGAGTTAATGG－3'，下游引物:5'－CATAGCAAGAACCTGACC－3'。SNP83位點序列上游引物:上游引物:5'－TTGTTTCTAGTGTTAGCCTTG －3'，下游引物:5'－ATTTGGCCTTGCAATATAC－3'。以 200ngDNA為模板，在25μl體系內進行 PCR擴增(AB1．9700PCR儀)。先95℃變性2min，然后進入循環，循環條件是 94℃ 30s，62．5℃30s，72℃ 30s，一共進行43個循環，循環結束后，72℃延伸反應5min。取擴增產物5μl于15μl酶切反應體系中進行酶切，內切酶分別為Msp AⅡ和MaeⅡ(分別購自NEB、Fermentas公司)。經1．5%瓊脂糖凝膠電泳，于凝膠圖像分析系統下分析基因型。SNP32缺乏相應酶切位點為A型(305bp 1條帶)，存在相應酶切位點為G型(96bp、209bp，2條帶);SNP83缺乏相應酶切位點為T型(492bp，1條帶)，存在相應酶切位點為C型(288bp、204bp，2 條帶)。

4．統計學方法:所有數據統計均由SPSS16．0統計軟件包完成。等位基因計數采用直接計數法，并計算基因型頻率。基因型頻率的分布經Hardy－Weinberg平衡檢驗，當P＞0．05時，說明群體基因遺傳平衡，數據來自同一蒙德爾群體。計量資料比較采用t檢驗，病例組與對照組間不同基因型及等位基因分布頻率比較采用χ2檢驗，多因素分析采用Logistic回歸。以p＜0．05為有統計學差異。

結 果

1．病例組和對照組臨床資料的比較:病例組和對照組在年齡、性別、高血壓、吸煙、飲酒、TC、LDL－C、TG等方面無明顯差異;病例組糖尿病患者比例明顯高于對照組(p＜0．01);且病例組HDL－C明顯低于對照組(P ＜0．01)，詳見表1。

2．PDE4D基因SNP83在兩組中頻率分布:電泳圖片見圖1。PDE4D基因SNP83在病例組和對照組中的分布均符合Hardy－Weinberg定律。病例組C等位基因頻率(24．26%)高于對照組(15.71%)(P=0.012;OR=1．718;95%CI:1．120 ～2．633)詳見表2。3種不同基因型之間存在統計學差異，P=0．044;進一步利用優勢模型分析，病例組CC+CT基因型明顯高于對照組，差異有統計學意義(p＜0.05)，(OR=1．875;95%CI:1．137 ～3．092);調整糖尿病、HDL－C等危險因素后，差異仍存在(OR=2．023;95%CI:1．207 ～3．391)。

圖1 PDE4D基因SNP83多態性PCR－RFLP結果

表2 SNP83位點基因型和等位基因在兩組中的分布頻率及與卒中相關性［n(%)］

3．PDE4D基因SNP32在兩組中頻率分布:電泳圖片見圖2。PDE4D基因SNP32在兩組中的分布均符合Hardy－Weinberg定律。SNP32等位基因頻率在兩組相比，差異無統計學意義(P＞0．05)，詳見表3。

圖2 PDE4D基因SNP32多態性PCR－RFLP結果

表3 PDE4D基因SNP32在兩組中頻率分布［n(%)］

討 論

本研究結果表明病例組PDE4D基因SNP83C等位基因頻率明顯高于對照組，且差異有統計學意義，說明C等位基因為AIS的致病風險基因;進一步利用優勢模型分析，病例組CC+CT基因型明顯高于對照組，差異也有統計學意義，CC或CT基因型發病概率為TT型的2倍;結果提示SNP83是AIS的遺傳危險因素。我們的結果與deCODE研究組結論一致［1］。在巴基斯坦人、澳大利亞人群中，也同樣發現SNP83與缺血性卒中相關［7，8］。Sun 等［9～11］人分別在中國不同地區漢族人群中證實了SNP83是缺血性卒中，尤其是AIS的遺傳危險因子。然而在日本人群中卻未發現這種相關性，這可能與研究群體差異及缺血性卒中本身是多因素疾病等有關［5］。我們的研究結論同中國幾位學者結果完全一致，更加支持PDE4D(SNP83)基因是中國漢族人群AIS的致病基因。但本研究未發現SNP32與卒中的相關性，這同Brophy等［2，7］人研究結果一致，提示SNP32位點可能僅在冰島特定人群中與卒中有關。

PDE4D基因位于人類染色體5q12上，全長約1.6Mb，含有24個外顯子。該基因的蛋白產物有9種異構體。PDE4D在體內廣泛表達，分布于各種炎性細胞內，包括肥大細胞、巨噬細胞、淋巴細胞等［12］;同時在血管及神經元中亦有表達。PDE4D基因編碼的PDE4D能特異性水解細胞內環磷酸腺苷(cAMP)，cAMP濃度主要由PDE4D的活性決定。在動脈粥樣硬化形成過程中，cAMP起著關鍵作用，它具有多種生物學作用，參與調控哺乳類動物的血小板聚集、血管細胞的增殖和移行、免疫反應等。體外和在體試驗均證實，高濃度的cAMP可抑制血管平滑肌細胞的增殖和移行;抑制炎癥反應和血小板活化，減輕動脈粥樣硬化程度。推測PDE4D通過影響細胞內cAMP水平參與動脈粥樣硬化進程，進而影響卒中的發生。

頸動脈中內膜增厚和斑塊代表動脈粥樣硬化不同病程，能獨立預測血管事件的發生［13］。英國有項研究表明PDE4D基因與頸動脈中內膜厚度和斑塊無相關性，提示該基因不是通過動脈粥樣硬化機制發揮作用［6］。然而，臺灣學者發現對于男性患者，PDE4D基因與頸總動脈動脈中內膜厚度及斑塊相關，而且進一步分析發現該基因對斑塊的影響遠甚于中內膜厚度，表明該基因參與動脈粥樣硬化的形成。雖然臨床證據關于PDE4D基因與動脈粥樣硬化的關系結果不甚一致，但基礎研究發現抑制PDE4D基因表達，可以阻止鼠主動脈平滑肌細胞增殖和遷移，支持PDE4D基因是致動脈粥樣硬化因素。臨床研究的結果不一致可能與實驗設計差別、樣本量小、不同人種等因素有關。

PDE4D在神經元中含量也和血管中一樣豐富［18］。有研究報道cAMP，PDE4D的作用底物，在神經元存活和神經發生中具有一定作用。PDE4D敲除鼠和特異性PDE4D抑制劑，均可通過升高cAMP含量，增強記憶力、促進海馬區神經發生。這些研究表明PDE4D基因可能還有神經元保護機制。

總之，本研究為PDE4D基因SNP83是中國漢族人群AIS的一個危險基因提供了新證據。目前實驗證據雖不太一致，但學者們普遍認為PDE4D基因既參與動脈粥樣硬化進程，又具有神經保護作用。未來尚需進一步研究該基因與卒中相關的確切機制，及將基因篩查應用于臨床實踐和發展有效的神經保護劑，以便能檢出高危人群，有利于卒中的預防和治療。

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