劉洋,張慶濤,孟祥智,胡乃青,鄧權亮,李利華
(大理大學第一附屬醫院,云南大理671000)
內皮型一氧化氮合成酶基因rs1799983多態與血壓的關系
劉洋,張慶濤,孟祥智,胡乃青,鄧權亮,李利華*
(大理大學第一附屬醫院,云南大理671000)
目的:探討內皮型一氧化氮合成酶rs1799983多態與血壓的關系。方法:在大理邀請某工廠職工參與研究,運用問卷收集飲酒、吸煙、藥物服用等信息,用SNaPshot方法進行基因分型。結果:rs1799983多態GG、GT和TT頻率分別為80.3%、19.0%和0.7%。基因型頻率和等位基因頻率在血壓正常者和高血壓患者間的差異沒有統計學意義(P≥0.21)。在調整協變量前后,T等位基因攜帶者(GT+TT)的收縮壓和脈壓均顯著高于GG純合子(P≤0.04)。進一步分析發現,rs1799983多態和低密度脂蛋白膽固醇顯著交互作用影響脈壓(Pint=0.04)。隨著低密度脂蛋白膽固醇水平升高,T等位基因攜帶者和GG純合子相比,脈壓顯著升高。結論:內皮型一氧化氮合成酶rs1799983多態可能與血壓相關,且受低密度脂蛋白膽固醇水平的影響。
內皮型一氧化氮合成酶;多態現象;遺傳;血壓
高血壓是復雜的多基因疾病,遺傳因素、環境因素和它們之間的交互作用在血壓調節中起重要作用〔1〕。內皮型一氧化氮合成酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)催化L-精氨酸產生一氧化氮,而一氧化氮通過舒張血管、抑制血小板聚集及抑制血管平滑肌細胞增殖等機制參與血管穩態和血壓的調節。eNOS rs1799983多態為該基因第7個外顯子上的894位點的G轉換為T,使其編碼的谷氨酸被天冬氨酸取代,可能使蛋白的結構發生改變,從而影響酶的活性〔2〕。已經有部分研究探討eNOS rs1799983多態與血壓和高血壓患病風險間的關系,但研究結果多不一致,存在種族、地區等差異,且多數研究未考慮到遺傳和環境因素間的交互作用〔3-9〕。因此,本研究旨在探討大理人群中rs1799983多態以及它與環境因素的交互作用對血壓的影響。
1.1 對象2010年,課題組邀請大理某工廠所有職工參與研究,其中1 717名參與了本研究。剔除資料不全及缺乏DNA的參加者(n=251)后,納入1 466名進行統計分析。參加者均簽署了知情同意書。
1.2 方法采用電子血壓計(HEM7011,歐姆龍)進行血壓測量。測量前,參加者靜坐休息5 min,取非優勢臂連續測量3次,每次間隔1 min,取3次血壓的平均值進行分析。基因分型采用SNaPshot技術(生工生物工程股份有限公司)進行分型。
1.3 診斷標準高血壓的診斷標準為:收縮壓≥140 mmHg(1 mmHg=0.133 3 kPa)和(或)舒張壓≥90 mmHg,或目前服用降壓藥物。體重指數為體重∕身高2,超重∕肥胖定義為體重指數≥25 kg∕m2。
1.4 統計學方法使用SAS(9.3版)進行統計學分析。計量資料用均數±標準差或均數±標準誤表示,計數資料用率(%)表示。均數及率的比較分別采用t檢驗和χ2檢驗。Hardy-Wein?berg平衡的檢驗采用χ2檢驗。基因型之間均數的比較采用方差分析及協方差分析,協方差分析時調整的協變量包括性別、年齡、飲酒、吸煙及降壓治療。基因型和低密度脂蛋白膽固醇(Low-density lipopro?tein cholesterol,LDL-C)之間的交互作用使用方差分析進行分析,LDL-C按三分位數進行分組。P<0.05為差異有統計學意義。
2.1 研究人群基本特征1 466名受檢者中,556名(37.9%)為女性,467名(31.9%)為高血壓患者,其中212名(45.4%)正在接受降壓治療。男性和女性相比,年齡相對較大,體重指數、收縮壓、舒張壓、脈壓相對較高,吸煙和飲酒比例較高,高血壓患病率較高,而接受降壓治療的比例相似。見表1。

表1 研究人群的基本特征
2.2 基因型和等位基因頻率分布rs1799983多態的基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡(P=0.22)。因為TT基因型較少,僅有11例,將GT和TT合并分析,為T等位基因攜帶者。rs1799983多態基因型和等位基因分布在血壓正常者和高血壓患者之間的差異沒有統計學意義(P≥0.21)。見表2。

表2 eNOS rs1799983多態基因型及等位基因頻率分布
2.3 不同基因型之間血壓的差異在未調整協變量前,T等位基因攜帶者(GT+TT)的收縮壓和脈壓顯著高于GG純合子(P≤0.04)。進一步調整性別、年齡、體重指數、吸煙、飲酒和降壓治療后,T等位基因攜帶者的收縮壓(129.7 vs 126.9 mmHg,P=0.01)和脈壓(49.4 vs 47.5 mmHg,P=0.01)仍顯著高于GG純合子。見表3。Logistic回歸分析發現T等位基因攜帶者和GG純合子相比,高血壓的患病風險顯著增高,但差異未達到統計學意義(OR=1.22,95%CI0.89~1.67,P=0.22)。

表3 eNOS rs1799983多態與血壓的關系
2.4 基因和混雜因素的交互作用統計分析發現,rs1799983多態和LDL-C存在顯著交互作用影響脈壓水平(Pint=0.04),見圖1。T等位基因攜帶者和GG型相比,脈壓水平隨LDL-C水平的增加而明顯升高。

圖1 eNOS rs1799983多態與LDL-C交互作用對脈壓的影響
本研究結果和既往的多數研究結果基本一致,提示rs1799983多態可能與血壓水平和高血壓患病風險密切相關,進一步增加了eNOS參與血壓調節的證據。李東寶等〔5〕研究發現,和血壓正常者相比,高血壓患者的GT+TT基因型和T等位基因頻率相對較高,且T等位基因攜帶者(GT+TT)的收縮壓、舒張壓和脈壓均高于GG純合子〔5〕。徐新娟等〔6〕發現rs1799983多態可能與新疆巴里坤哈薩克族男性高血壓有關。Li等〔10〕在包括510名高血壓患者和510名血壓正常者的病例對照研究中發現,rs1799983 T等位基因與女性高血壓患病風險增加相關。此外,兩個薈萃分析結果也支持eNOS rs1799983多態的T等位基因與高血壓患病風險增加相關〔11-12〕。然而,本研究結果和部分研究結果不一致。在西方兩個大規模的前瞻性人群研究中發現,rs1799983多態與血壓的改變及高血壓的發病均無關〔13-14〕。馬萍等〔4〕未發現rs1799983多態與寧夏地區回、漢族高血壓患病風險相關。
本研究是相對大樣本的人群研究。本研究的研究設計不同于既往的病例對照研究。不同種族之間eNOS基因型分布有較大差異。已經有研究發現,rs1799983多態主要與亞洲人群的高血壓發病相關〔12〕。因此,盡管已經有部分研究發現eNOS rs1799983多態和血壓之間存在關聯,出現上述不同結果的原因可能是種族、環境、生活習慣不同導致的。有必要在中國人群中進行前瞻性隊列研究,以確定其與血壓變化和高血壓發病間的關系。
本研究另一重要發現是rs1799983多態與LDL-C交互作用共同影響脈壓水平。該發現有重要的臨床價值。因為脈壓增加是動脈硬化和心血管高危的標志〔15〕。從圖1中可發現,隨著LDL-C增高,T等位基因攜帶者的脈壓顯著升高。既往研究也證實T等位基因攜帶者的冠心病〔16〕、高血壓左室肥厚〔17-18〕等患病風險較GG純合子顯著增高。此外,多個研究證實rs1799983多態與血壓之間的關系受飲食脂肪攝入〔19〕、肥胖〔20〕、體力活動度〔21〕等因素的影響。因此,對于那些T等位基因攜帶者,低鹽低脂飲食,控制體重,可能在一定程度上降低其心血管風險。
本研究有一定局限性,是一個橫斷面調查,雖可說明基因型和血壓之間存在關聯,但并不能解釋因果關系。eNOS rs1799983多態參與血壓調節的機制尚不完全清楚。盡管有研究提示該基因第7外顯子894位點的G被T替換后,使其編碼的谷氨酸被天冬氨酸取代,從而使該蛋白可被分解為35 kDa的N末端和100 kDa的C末端,進而影響eNOS的活性〔2〕。然而,這種解釋隨后被其他研究證實不可能在細胞內發生〔22〕,且rs1799983多態與NO水平的關系沒有一致的結論〔23-25〕。盡管本研究發現rs1799983多態和血壓相關,但機制并不清楚,仍需要進一步開展基礎研究以明確基因變異與eNOS活性的關系。
本研究主要發現eNOS rs1799983多態與血壓水平相關,且受LDL-C的影響。如果研究結果在前瞻性人群研究中,尤其是納入血脂水平較高的人群中得到證實,將為eNOS rs1799983多態參與血壓調節提供更多的科學依據。
〔1〕STAESSEN J A,WANG J,BIANCHI G,et al.Essential hy?pertension〔J〕.Lancet,2003,361(9369):1629-1641.
〔2〕TESAURO M,THOMPSON W C,ROGLIANI P,et al.Intra?cellular processing of endothelial nitric oxide synthase iso?forms associated with differences in severity of cardiopul?monary diseases:cleavage of proteins with aspartate vs.glu?tamate at position 298〔J〕.Proc Natl Acad Sci U S A,2000,97(6):2832-2835.
〔3〕張強,鄧峰美,何芳,等.內皮型一氧化氮合酶基因標簽單核苷酸多態性與新疆哈薩克族原發性高血壓的關聯研究〔J〕.中國循環雜志,2012,27(2):91-94.
〔4〕馬萍,陳麗娜,覃數,等.內皮型一氧化氮合酶基因G894T多態性與寧夏回、漢族原發性高血壓的關系〔J〕.臨床心血管病雜志,2012,28(3):189-191.
〔5〕李東寶,華琦,皮林.內皮型一氧化氮合酶基因G894T多態性與原發性高血壓的相關關系〔J〕.高血壓雜志,2004,12(4):326-330.
〔6〕徐新娟,汪師貞,林仁勇,等.新疆哈薩克族原發性高血壓患者內皮型一氧化氮合酶基因G894T多態性研究〔J〕.中華心血管病雜志,2004,32(z2):68-71.
〔7〕張強,鄧峰美,何芳,等.新疆漢族和哈薩克族人群內皮型一氧化氮合酶基因T786C和G894T多態性與原發性高血壓的相關分析〔J〕.中國動脈硬化雜志,2012,20(3):265-272.
〔8〕KAYHAN F E,KOLDEMIR M,CAGATAY P,et al.Preva?lence of endothelial nitric oxide synthase E298D polymor? phism in Turkish patients with essential hypertension〔J〕.Diabetes Metab Syndr,2013,7(1):12-16.
〔9〕LIU J,WANG L,LIU Y,et al.The association between en?dothelial nitric oxide synthase gene G894T polymorphism and hypertension in Han Chinese:a case-control study and an updated meta-analysis〔J〕.Ann Hum Biol,2015,42(2):184-194.
〔10〕LI J,CUN Y,TANG W R,et al.Association of eNOS gene polymorphisms with essential hypertension in the Han population in southwestern China〔J〕.Genet Mol Res,2011,10(3):2202-2212.
〔11〕LI Y Y.Endothelial nitric oxide synthase G894T gene poly?morphism and essential hypertension in the Chinese popu?lation:a meta-analysis involving 11,248 subjects〔J〕.In?tern Med,2011,50(19):2099-2106.
〔12〕NIU W,QI Y.An updated meta-analysis of endothelial ni?tric oxide synthase gene:three well-characterized poly?morphisms with hypertension〔J〕.PLoS One,2011,6(9):e24266.
〔13〕CONEN D,GLYNN R J,BURING J E,et al.Association of renin-angiotensin and endothelial nitric oxide synthase gene polymorphisms with blood pressure progression and incident hypertension:prospective cohort study〔J〕.J Hy?pertens,2008,26(9):1780-1786.
〔14〕CONEN D,CHENG S,STEINER L L,et al.Association of 77 polymorphisms in 52 candidate genes with blood pres?sure progression and incident hypertension:the Women's Genome Health Study〔J〕.J Hypertens,2009,27(3):476-483.
〔15〕吳桂賢,吳兆蘇,劉靜,等.人群脈壓分布特征的研究〔J〕.中華心血管病雜志,2001,29(7):436-440.
〔16〕BEN A M,MESSAOUDI S,EZZINE H,et al.Contribution of eNOS variants to the genetic susceptibility of coronary artery disease in a Tunisian population〔J〕.Genet Test Mol Biomarkers,2015,19(4):203-208.
〔17〕XIN Y,SONG X,XUE H,et al.A common variant of the eNOS gene(E298D)is an independent risk factor for left ventricular hypertrophy in human essential hyperten?sion〔J〕.Clin Sci(Lond),2009,117(2):67-73.
〔18〕辛穎,宋曉東,王虎,等.NOS3基因多態性與高血壓繼發左心室肥厚的關聯〔J〕.中國分子心臟病學雜志,2010,11(3):152-157.
〔19〕GONI L,CUERVO M,MILAGRO F I,et al.Influence of fat intake and BMI on the association of rs1799983 NOS3 polymorphism with blood pressure levels in an Iberian population〔J〕.Eur J Nutr,2017,56(4):1589-1596.
〔20〕WRZOSEK M,SOKAL M,SAWICKA A,et al.Impact of obesity and nitric oxide synthase gene G894T polymor?phism on essential hypertension〔J〕.J Physiol Pharmacol,2015,66(5):681-689.
〔21〕GRONTVED A,ANDERSEN L B,FRANKS P W,et al.NOS3 variants,physical activity,and blood pressure in the European Youth Heart Study〔J〕.Am J Hypertens,2011,24(4):444-450.
〔22〕MCDONALD D M,ALP N J,CHANNON K M.Functional comparisonoftheendothelialnitricoxidesynthase Glu298Asp polymorphic variants in human endothelial cells〔J〕.Pharmacogenet Genomics,2004,14(12):831-839.
〔23〕NEJATIZADEH A,KUMAR R,STOBDAN T,et al.Endo?thelial nitric oxide synthase gene haplotypes and circulat?ing nitric oxide levels significantly associate with risk of essential hypertension〔J〕.Free Radic Biol Med,2008,44(11):1912-1918.
〔24〕PERSU A,STOENOIU M S,MESSIAEN T,et al.Modifier effect of ENOS in autosomal dominant polycystic kidney disease〔J〕.Hum Mol Genet,2002,11(3):229-241.
〔25〕ZDOUKOPOULOS N,DOXANI C,MESSINIS IE,et al.Polymorphisms of the endothelial nitric oxide synthase(NOS3)gene in preeclampsia:a candidate-gene associa?tion study〔J〕.BMC pregnancy and childbirth,2011,11(1):89.
The Relationship between Endothelial Nitric Oxide Synthase rs1799983 Gene Polymorphism and Blood Pressure
Liu Yang,Zhang Qingtao,Meng Xiangzhi,Hu Naiqing,Deng Quanliang,Li Lihua*
(The First Affiliated Hospital of Dali University,Dali,Yunnan 671000,China)
Objective:To explore the relationship between endothelial nitric oxide synthase(eNOS)rs1799983 polymorphism and blood pressure.Methods:All employees including the retired of a factory in Dali were enrolled in the study.A standardized questionnaire was distributed to collect information on alcohol consumption,smoking habits and use of medications.And then the genotypes were categorized by SNaPshot method.Results:The frequencies of rs1799983 GG,GT and TT were 80.3%,19.0%and 0.7%respectively.There was no significant difference in genotypes and alleles between participants with normal blood pressure and hypertensive patients(P≥0.21).However,T allele carriers(GT+TT)compared with GG homozygotes had a significantly higher systolic and pulse pressure both before and after adjusted for covariates(P≤0.04).It was found that significant interaction between rs1799983 polymorphism and low-density lipoprotein cholesterol(LDL-C)had an effect on pulse pressure(Pint=0.04).Pulse pressure of T allele carrier was significantly higher than GG homozygotes as LDL-C levels increased.Conclusion:The eNOS rs1799983 polymorphism may be associated with blood pressure and affected by LDL-C levels.
nitric oxide synthase 3;polymorphism;genetics;blood pressure
R544
B
2096-2266(2017)08-0023-05
10.3969∕j.issn.2096-2266.2017.08.006
(責任編輯 董杰)
國家自然科學基金資助項目(30960137;81460084;81660072);大理大學博士啟動基金資助項目(2014-21);云南省中青年學術技術帶頭人后備人才項目(2015HB056);云南省醫學學科帶頭人培養資助項目(D-201672)
2016-12-19
2017-04-18
劉洋,碩士研究生,主要從事心血管流行病學研究.
*通信作者:李利華,教授,博士.