血管緊張素轉化酶基因插入/缺失多態性與糖尿病腎病相關性的研究進展

劉媛媛 ，馬 亮 ，曹永彤 ★

（1．中日友好臨床醫學研究所；2.中日友好醫院 檢驗科，北京 100029）

中國 2015年糖尿病（diabetes mellitus，DM）的患病人數為1.096億，到2040年我國的糖尿病患病人數將達到1.5 億[1]。糖尿病腎病（diabetic nephropathy，DN）是糖尿病嚴重的微血管并發癥之一。在發達國家，約30%～40%的糖尿病患者并發DN，是導致終末期腎臟病 （end stage renal disease，ESRD）的首要原因[2]。在我國，DN是ESRD的第二位病因[3]。DN的病因和發病機制尚未完全闡明，目前認為遺傳因素及環境因素共同參與其發病。Harjutsalo等[4]對537個家庭進行了隨訪研究，發現DN先證者的同胞患DN的風險是不伴DN患者同胞的2.3倍 （95%CI 1.4～2.7），提示DN具有家族聚集性，說明T2DM患者并發DN與遺傳因素有關。遺傳易感性在DN的發生發展中起著重要的作用，許多確定其易感基因的研究正在廣泛開展。

近年來大量研究表明，腎素-血管緊張素系統（reninangiotensin system，RAS）對全身和腎臟血流動力學有調節作用，RAS的過度激活是DN發生發展的重要機制。研究表明，在糖尿病早期就可以觀察到腎臟血流動力學異常，腎內局部RAS處在興奮狀態[5]，說明局部RAS激活對DN有促進作用。血管緊張素轉換酶 （angiotensin converting enzyme，ACE）是 RAS的重要成員，對于調控 RAS具有重要意義。Mizuiri等[6]研究了健康受試者ACE基因插入或缺失（insertion/deletion，I/D）多態性與腎 ACE mRNA 水平之間的關聯，發現Ⅱ基因型受試者腎小管和腎小球ACE mRNA表達較弱，DD基因型受試者較強，ID型居中。提示腎ACE基因表達與ACE I/D基因型相關。目前國內外已有多項研究探討ACE基因I/D多態性與DN的關系，但研究結果并不一致，因此需要進一步的研究和分析。多態性，ACE以3種不同表型存在，即Ⅱ型、ID型和DD型。Rigat等[7]通過檢測ACE基因I/D多態性證實了ACE水平受控于ACE基因，DD基因型血漿ACE活性最高，ID型次之，Ⅱ型最低。在成人中，插入/缺失（I/D）多態性占總表型變異的一半左右。

1 ACE的結構及特征

ACE是RAS通路的重要組成部分，ACE基因是糖尿病腎病的致病易感基因，ACE基因位于17號染色體長臂（17q23），長度約為 21kb，由 26個外顯子和 25個內含子組成，其第16個內含子存在287bp的ALU重復序列I/D

2 ACEI/D多態與DN的關系

2.1 ACEI/D多態與2型糖尿病腎病 （type 2 diabetic nephropathy，T2DN）的關系

國內大多數針對ACE I/D多態與T2DN關系的研究結果認為攜帶D等位基因或DD基因型的2型DM患者更易進展為DN。陳曉蕾等[8]研究了昆明地區人群ACE D等位基因與T2DN的關系，在120例DN中，D等位基因攜帶率為71%，DD型53%；而在74例2型DM非DN以及60例健康人群中，D等位基因的攜帶率分別為46%、45%，DD型均為23%。進一步分析發現DD型發生DN的風險增高 4.64倍（P＜0.01）。 Tien等[9]對臺灣地區 525例 2型DM患者ACE基因I/D多態性進行了研究，結果顯示攜帶D等位基因的女性患者進展為DN的風險顯著高于Ⅱ型患者（P=0.024，OR=2.176）；而男性患者無此差異。為排除糖尿病合并非糖尿病性腎疾病（non-diabetic renal disease，NDRD）的干擾，進一步明確T2DN與ACE I/D多態性之間的關系，高妍婷等[10]對陜西地區76例2型DM合并腎臟損害的患者進行腎活檢，根據腎活檢結果分為DN組28例、DM+NDRD組30例和DN+NDRD組18例，正常對照組為30例健康人群。研究各組與ACE I/D多態的相關性，結果表明DN組和DN+NDRD組ACEDD基因型和D等位基因頻率明顯高于DM+NDRD組（P＜0.05）和正常對照組，提示ACEDD基因型以及D等位基因與T2DN和DN+NDRD的發生有關，與DM+NDRD的發生無關。此外，該研究還發現ACEDD基因型是T2DN患者腎小球率過濾（estimated glomerular filtration rate，eGFR）下降的易感因素，提示ACE I/D多態性與T2DN的發展有關。最近一些薈萃分析量化了ACE I/D多態對T2DN的影響。秦勝花等[11]對39項研究進行了薈萃分析，包括T2DN患者8131例和2型DM不伴DN患者10865例。結果表明與D等位基因相比，I等位基因可顯著降低2型DM患者繼發DN的風險，其整體合并效應的 OR 值為 0.72（95%CI 0.64～0.80），提示 ACE I/D多態性可能與T2DN有關。左彥方等[12]對1994年到2011年的61項病例對照研究進行了薈萃分析，包括DN患者9979例和2型DM非DN患者7252例，結論是II基因型較 DD+ID基因型發生 DN的風險低 （OR=0.65，95%CI 0.57～0.74）。Ze-Yan等[13]對12項研究進行薈萃分析，發現ACE I/D多態性與DN患者進展為ESRD相關，攜帶D等位基因或DD基因型和ESRD顯著相關。發表偏倚、檢測方法以及DN的診斷標準不同等均會導致研究有一定的局限性，薈萃分析提供的證據進一步證明ACE D等位基因促進T2DN的發生發展。

亞洲其他國家針對ACE基因I/D多態與T2DN的發生發展也進行了大量研究。Viswanathan等[14]對南印度地區83例DN患者和26例2型DM非DN患者進行了研究，結論是非DN組患者Ⅱ基因型的比例 （43.5%）明顯高于DN組 （19.8%），DN組攜帶D等位基因的 OR值為3.12（95%CI 1.17～8.32），提示攜帶D等位基因的2型DM患者更易進展為DN。Park等[15]對韓國191例2型DM患者ACEI/D多態性進行了分析，包括病例組由T2DN進展為ESRD且需要透析治療的103例患者，以及對照組2型DM病程在15年以上且不伴DN的88例患者。結果發現病例組的DD基因型頻率 （26.2%）顯著高于對照組（7.9%），OR 值為 4.286（95%CI 1.60～11.42）。 進一步以性別進行亞組分析，發現在男性患者中，病例組DD型與D等位基因攜帶率均高于對照組，OR值為5.06（95%CI 1.39～18.36），而在女性中無顯著性差異。 Parchwani等[16]對于卡奇地區2型DM的研究認為ACE DD型增加DN發生風險，但沒有增加DN的嚴重程度。

然而一些西方國家的研究結果顯示ACEI/D多態性和T2DN無明顯關聯。Mansouri等[17]對摩洛哥地區130例T2DN患者進行了研究，發現在DN微量白蛋白尿期、大量蛋白尿和腎功能不全期，ACE基因型的分布沒有統計學差異。Seruga等[18]的研究表明在白種人2型DM患者是否并發DN與ACE I/D基因多態性之間沒有關聯。在上述薈萃分析中進一步以種族進行亞組分析[11～13]，秦勝花等[11]發現ACE I/D多態與亞洲人群DN發病風險顯著相關，而在白種人中未發現顯著統計學意義。左彥方等[12]研究結果顯示，僅在中國、日本和巴西地區，2型DMII基因型患者DN發病較低。Ze等發現D等位基因或DD基因型與亞洲人ESRD相關，然而在白種人，僅DD基因型與ESRD風險的關聯，而攜帶D等位基因者與之無關[13]。進一步論證了不同地域及種族的人群，ACE基因多態性對DN發病風險的影響不同。

基于比較大型的病例對照研究和薈萃分析的結果，ACE I/D多態性被認為與T2DN的發生相關，攜帶D等位基因及DD基因型的亞洲2型DM患者的DN發病風險顯著高于Ⅱ型患者，而在白種人中無顯著性差異。對于ACE I/D多態性與DN的探討一直是研究的熱點，眾多研究結果表明，種族、性別、地區等因素均可對其造成影響。

2.2 ACE I/D多態與 1型糖尿病腎病 （type 1 diabetic nephropathy，T1DN）的關系

一些研究結果表明D等位基因與T1DN相關。Marre等[19]對法國和比利時共494例1型DM患者進行了研究，包括無腎病患者157例，早期腎病（微量白蛋白尿）患者104例，臨床腎病（蛋白尿）患者126例和晚期腎病（需腎臟替代治療）患者107例。探討各組ACE I/D多態與T1DN之間的關系，結果表明攜帶D等位基因是DN發生及進展的獨立危險因素：調整后的OR值為1.889（P=0.0052）。Hadjadj等[20]對法國310例⒈型DM患者進行隨訪研究，包括251例非DN患者、35例早期腎病患者、18例臨床腎病患者和6例晚期腎病患者。隨訪的中位時間為6年，隨訪期間約4.3%Ⅱ型、19%ID型和16.9%DD型。1型DM非DN患者進展為早期腎病，ID和DD基因型之間無顯著性差異；至少攜帶一個D等位基因的1型DM患者腎病進展的風險為Ⅱ基因型的5倍，ACE D等位基因是T1DN發生發展的獨立危險因素 （調整 OR=4.5，95%CI 1.1～19.4）。Rudberg等[21]對斯德哥爾摩地區30例出現微量白蛋白尿5年以上且進行過腎活檢的1型DM患者進行26～48個月的隨訪研究，發現攜帶D等位基因是腎小球基底膜增厚的獨立影響因素（P=0.01），提示攜帶D等位基因是DN進展的危險因素。Marre等[22]的另一項研究表明ACE I/D多態性可能會通過控制血漿ACE水平從而影響腎血流動力學，Ⅱ型和低血漿ACE水平的1型DM不易致腎小球毛細血管壓增高、腎小球硬化，且對高血糖引起的腎小球改變具有抵抗力，故Ⅱ基因型具有一定的腎臟保護作用。Xu等[23]對有關ACE I/D多態性和T1DN風險的17例病例對照研究進行了薈萃分析，發現ACE I/D多態性與亞洲人群T1DN相關，攜帶D等位基因及DD基因型可增加DN的發病風險。

另一些研究結果與之相反。Schmidt等[24]分析了德國、波蘭等地T1DN與ACE基因型的關系，發現T1DN組與1型DM無腎病組基因型分布無顯著性差異 （P=0.377），I/D多態性和T1DN之間無顯著關聯。Zhou等[25]的薈萃分析表明，白種人ACE I/D多態性與T1DN發病風險無關；在高加索地區，1型DM患者進展為T1DN與ACE I/D多態性也無明顯關聯。對于ACE I/D多態與T1DN之間的研究結果差異較大，還需要對不同種族的人群進行更大樣本量的研究才能得以證實。

ACE基因I/D多態性與DN關系的研究仍存在爭議，可能與種族差異、DN入選標準不同、基因型檢測方法不同、統計學處理方面存在偏倚、隨訪時間短以及表觀遺傳機制等因素有關。此外，除研究單個易感基因本身外，還應注意遺傳與環境因素的相互作用以及基因間交互作用可能對DN發病發展造成的影響。

3 總結與展望

綜上所述，DN發病機制尚未完全闡明，腎臟RAS過度激活在DN發病中起到重要作用，ACE水平受控于ACE基因，不同地域及種族的人群，ACE基因I/D多態性對DN發病風險的影響不同。多數研究認為攜帶ACE D等位基因與DD基因型是亞洲人群2型DM患者并發DN的危險因素。ACE I/D多態與T1DN之間的研究結果尚存在較多爭議，需要進行大規模廣泛研究以進一步探索。

[1]Ogurtsova K，Da RFJ，Huang Y，et al.IDF Diabetes Atlas：Global estimates for the prevalence of diabetes for 2015 and 2040[J].Diabetes Res Clin Pract，2017，128：40-50.

[2]Gallagher H，Suckling RJ.Diabetic nephropathy：where are we on the journey from pathophysiology to treatment?[J].Diabetes Obesity&Metabolism，2016，18（7）：641-647.

[3]Liu ZH.Nephrology in China[J].Nat Rev Nephrol，2013，9（9）：523-528.

[4]Harjutsalo V，Katoh S，Sarti C，et al.Population-based assessment of familial clustering of diabetic nephropathy in type 1 diabetes[J].Diabetes，2004，53（9）：2449-2454.

[5]Lai KN，Leung JC，Lai KB，et al.Gene expression of the renin-angiotensin system in human kidney[J].Journal of Hypertension，1998，16（1）：91-102.

[6]Mizuiri S，Hemmi H，Kumanomidou H，et al.Angiotensin-converting enzyme （ACE）I/D genotype and renal ACE gene expression[J].Kidney International，2001，60（3）：1124-1130.

[7]Rigat B，Hubert C，Alhenc-Gelas F，et al.An insertion/Deletion polymorphism in the angiotensin I-Converting enzyme gene accounting for half the variance of serum enzyme level[J].Journal of Clinical Investigation，1990，86（4）：1343-1346.

[8]陳曉蕾，羅平，張建偉，等.昆明漢族人群腎素-血管緊張素系統基因多態性與糖尿病腎病的相關性研究 [J].中華糖尿病雜志，2010，18（6）：434-437.

[9]Tien K，Hsiao J，Sc Liang H，et al.Gender-dependent effect of ACE I/D and AGT M235T polymorphisms on the progression of urinary albumin excretion in Taiwanese with type 2 diabetes[J].American Journal of Nephrology，2009，29（4）：299-308.

[10]高妍婷，李振江，王曉明，等.血管緊張素轉換酶基因多態性與2型糖尿病腎臟疾病的相關性研究 [J].陜西醫學雜志，2014，10：1283-1286.

[11]秦勝花，孫芹，李小媚，等.血管緊張素Ⅰ轉換酶基因插入/缺失多態性與2型糖尿病腎病關系的系統評價[J].山東醫藥，2016，56（39）：75-77.

[12]左彥方，龍愛梅，黃曉青，等.血管緊張素轉換酶基因多態性與2型糖尿病腎病相關性的Meta分析[J].中國循證醫學雜志，2012，12（9）：1071-1075.

[13]Ze-Yan YU，Chen LS，Zhang LC，et al.Meta-analysis of the relationship between ACE I/D gene polymorphism and end-stage renal disease in patients with diabetic nephropathy[J].Nephrology，2012，17（5）：480.

[14]Viswanathan V，Zhu Y，Bala K，et al.Association between ACE gene polymorphism and diabetic nephropathy in South Indian patients[J].Jop Journal of the Pancreas，2001，2（2）：83.

[15]Park HC，Choi SR，Kim BS，et al.Polymorphism of the ACE gene in dialysis patients：Overexpression of DD genotype in type 2 diabetic end-stage renal failure patients[J].Yonsei Medical Journal，2005，46（6）：779-787.

[16]Parchwani DN，Palandurkar KM，Hema CKD，et al.Genetic predisposition to diabetic nephropathy：Evidence for a role of ACE（I/D）gene polymorphism in type 2 diabetic population from kutch region[J].Indian Journal of Clinical Biochemistry，2015，30（1）：43-54.

[17]Mansouri M，Zniber A，Boualla L，et al.Associations between clinical characteristics and angiotensin-converting enzyme gene insertion/deletion polymorphism in moroccan population with type-2 diabetic nephropathy[J].Saudi Journal of Kidney Diseases&Transplantation，2017，28（2）：261.

[18]Seruga M，Makuc J，ZavrSnik M，et al.Polymorphism of angiotensin-converting enzyme（rs4340）and diabetic nephropathy in Caucasians with type 2 diabetes mellitus[J].Balkan Journal of Medical Genetics，2017，19（2）：29-34.

[19]Marre M，Jeunemaitre X，Gallois Y，et al.Contribution of genetic polymorphism in the renin-angiotensin system to the development of renal complications in insulin-dependent diabetes：Genetique de la nephropathie diabetique （GENEDIAB）study group [J].JournalofClinicalInvestigation，1997，99（7）：1585-1595.

[20]Hadjadj S，Tarnow L，Forsblom C，et al.Association between angiotensin-converting enzyme gene polymorphisms and diabetic nephropathy：Case-control，Haplotype，and familybsed study in three european populations[J].Journal of the American Society of Nephrology，2007，18（4）：1284-1291.

[21]Rudberg S，Rasmussen LM，Bangstad HJ，et al.Influence of insertion/deletion polymorphism in the ACE-I gene on the progression of diabetic glomerulopathy in type 1 diabetic patients with microalbuminuria[J].Diabetes Care，2000，23（4）：544-548.

[22]Marre M，Bouhanick B，Berrut G，et al.Renal changes on hyperglycemia and angiotensin-converting enzyme in type 1 diabetes[J].Hypertension，1999，33（3）：775-780.

[23]Xu HY，Liu MM，Wang X，et al.Association of angiotensinconverting enzyme insertion/deletion polymorphism with type 1 diabetic nephropathy：a meta-analysis[J].Ren Fail，2016，38（9）：1320-1327.

[24]Schmidt S，Blüthner M，Giessel R，et al.A polymorphism in the gene for the atrial natriuretic peptide and diabetic nephropathy.Diabetic nephropathy study group[J].Nephrology，Dialysis，Transplantation，1998，13（7）：1807.

[25]Zhou TB，Guo XF，Jiang Z，et al.RETRACTED：Relationship between the ACE I/D gene polymorphism and T1DN susceptibility/risk ofT1DM developinginto T1DN in the caucasian population[J].JRAAS，2015，16（4）：NP18.