亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)基因型對心血管疾病患者發(fā)生腎損傷風險的預測價值

常 凱，向禮恩，江忠勇，劉麗梅，劉晨霞

亞甲基四氫葉酸還原酶(methylenetetrahydrofolate reductase，MTHFR)催化5,10-亞甲基四氫葉酸生成5-甲基四氫葉酸鹽，參與葉酸代謝通路、同型半胱氨酸代謝通路和DNA堿基合成通路[1]。目前發(fā)現(xiàn)該基因有30多種突變，不同突變導致MTHFR的酶活性及其耐熱穩(wěn)定性發(fā)生改變。中國人群MTHFR C677T是一個常見的不耐熱錯義突變，據(jù)統(tǒng)計其突變?nèi)巳赫伎側(cè)藬?shù)的25%，該突變將引起葉酸代謝障礙，進而引發(fā)相關(guān)疾病[2]。現(xiàn)已用于臨床對新生兒出生缺陷和心腦血管疾病患病風險進行評估[3]。

人體內(nèi)MTHFR廣泛分布于全身，尤其在腎臟中活性最高。腎臟皮質(zhì)外層富含的胱硫醚-β-合成酶催化HCY與絲氨酸合成胱硫醚和水，皮質(zhì)內(nèi)層及髓質(zhì)外層富含的胱硫醚-γ-水解酶分解胱硫醚為半胱氨酸和α-酮丁酸[4]。MTHFR C677T基因突變可引起HCY升高導致血管損害。而HCY幾乎全部在腎小管重吸收，通過再甲基化和轉(zhuǎn)硫途徑降解和清除。腎臟還可以通過血漿流量和腎小管周圍基底外側(cè)表面攝取清除HCY[5]。因此腎功能損傷時腎小球濾過和代謝調(diào)節(jié)減退，可引起HCY升高。同時遺傳因素對腎損傷的影響日益成為人們關(guān)注的焦點。本研究旨在探討MTHFR C677T基因突變在心血管疾病中對腎臟的影響。

1資料和方法

1.1研究對象和樣品收集 選取2014至2017年期間在本院確診為心血管疾病的患者128例，所有的患者排除傳染性疾病、惡性腫瘤、血液系統(tǒng)疾病、結(jié)締組織疾病；排除半年內(nèi)已服用葉酸、VitB12、VitB6及其他內(nèi)分泌疾病影響Hcy代謝者和先天性腎病綜合征患者。符合條件的研究對象中男性118例，女性10例，年齡在7525，臨床確診的伴隨疾病中冠心病患者81例，糖尿病10例，高血壓33例，及其他疾病患者63例。選取樣本采用隨機抽樣方案，診斷冠心病、糖尿病、高血壓和腎病等均根據(jù)世界衛(wèi)生組織的診斷標準，排除腎損傷藥物治療不當所致。

1.2臨床病例資料收集與檢測 MTHFR突變和體檢項目包括總膽固醇(Total Cholesterol, TC)、甘油三酯(Triglycerides, TG)、高密度脂蛋白膽固醇(High Density Lipoprotein-Cholesterol, HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(Low Density Lipoprotein-Cholesterol, LDL-C)、半胱氨酸蛋白酶抑制劑C(Cysteine-C, Cys-C)、血尿素氮(Blood Urea Nitrogen, BUN)、肌酐(Creatinine, CREA)、肌酐清除率(Creatinine clearance rate, Ccr)、尿酸(Uric Acid, UA)、視黃醇結(jié)合蛋白(Retinol Binding Protein, RBP)、B型尿鈉肽(Brain Natriuretic Peptide, BNP)和空腹血糖(Fasting Blood Glucose, FBG)，根據(jù)國家臨床實驗室中心所提出的建議進行實驗。使用市售的DNA分離試劑盒(TaKaRa, 中國)，根據(jù)制造商的說明書從全血中分離DNA基因組。應(yīng)用MTHFR(C677T)基因檢測試劑盒(購于百傲科技)基于PCR-芯片雜交法進行MTHFR突變位點檢測[6]。

1.3統(tǒng)計學分析 收集TC、TG、HDL-C、LDL-C、Cys-C、BUN、CREA、Ccr、UA、RBP、hs-CRP、BNP和FBG的檢測數(shù)據(jù)，連續(xù)變量表示為平均值±標準差(Standard Deviation，SD)，分類變量報告為計數(shù)和百分比。使用t檢驗和卡方檢驗的分析來分別測試連續(xù)和分類變量的組之間的差異。多變量邏輯線性回歸分析用于分析腎損傷的獨立危險因素。使用SPSS19.0軟件進行上述統(tǒng)計分析。P<0.05被認為具有統(tǒng)計學顯著性差異[7]。

2結(jié) 果

2.1MTHFR突變在心血管疾病中腎損傷組與正常組實驗室指標對比分析 通過比較心血管疾病中腎損傷組與正常組實驗室結(jié)果表明：性別、年齡、糖尿病、高血壓、UA、TG、HLDL、空腹血糖在兩組之間無顯著性差異。無腎損傷組中的TC和LDL-C含量高于腎損傷組(P<0.05)，表明較高的膽固醇可能對腎臟形成一定的保護[8]。BUN、CREA、CYSC、CLCR和BNP在兩組間存在極顯著的差異，腎損傷組中冠心病的發(fā)生率也顯著低于無腎損傷組(P<0.01)。

表1 心血管疾病患者中發(fā)生腎損傷和無腎損傷人群的相關(guān)實驗室指標對比分析

分析MTHFR基因型在腎損傷組與無腎損傷組之間的分布頻率表明：MTHFR野生型(CC型)在腎損傷組占7.031%，正常組占6.25%，而MTHFR突變型(CT/TT型)在腎損傷組占約56.25%，正常組中占約30.469%，卡方檢測結(jié)果表明基因型頻率在兩組間具有顯著性差異(P<0.05)。這可提示在心血管疾病患者中MTHFR基因型與腎損傷存在聯(lián)系。

2.2CCVd伴高尿酸血癥患者中CYP2C19野生型和突變型的比較分析 在對研究對象的MTHFR基因型測定之后，通過基因型的不同將人群分為MTHFR野生型(CC)和MTHFR突變型(CT/TT)，并對該兩組的性別、年齡、冠心病、糖尿病、高血壓、BUN、CREA、CYSC、CLCR、UA、TC、TG、HLDL、LDL、隨機葡萄糖、BNP數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。結(jié)果顯示：BUN、CREA、CYSC、CLCR四組反應(yīng)腎功能的指標存在明顯差異，即MTHFR野生型的腎功能明顯優(yōu)于突變型。MTHFR突變型中尿酸含量顯著高于突變型。說明MTHFR基因型的在老年心血管疾病中對腎臟功能存在影響。

圖1心血管病患者中MTHFR基因型的分布頻率

表2 心血管疾病患者中MTHFR野生型和突變型的比較分析

2.3心血管病患者中腎損傷發(fā)生的獨立危險因素分析 應(yīng)用Logistic多元線性回歸分析方法分別對冠心病、高血壓、糖尿病、高血脂、高尿酸和MTHFR基因型進行分析[9]。結(jié)果表明冠心病和MTHFR突變型同為心血管病患者中發(fā)生腎損傷的獨立風險因子，前者風險系數(shù)為3.078，后者的風險系數(shù)為1.614。表明MTHFR為突變型(CT/TT)的心血管病患者發(fā)生腎損傷的風險是野生型(CC)的1.614倍。

表3 心血管病患者中發(fā)生腎損傷獨立

3討 論

心血管疾病(cardiovasculardisease，CVD)目前被公認為全球范圍內(nèi)疾病死亡的最主要原因。隨著人口老齡化進程的加速，心血管疾病已成為一個全球性的健康問題，全世界每年大約有1700萬人死于心血管疾病，占所有死亡人數(shù)的30%[10]。心血管疾病易并發(fā)呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)疾病，其中腎臟是心血管病最易受累的靶器官之一，腎小球濾過功能和腎小管基底膜的病變是慢性腎功能衰竭的主要表現(xiàn)[11]。國內(nèi)外研究[12]也發(fā)現(xiàn)，原發(fā)性高血壓患者在血壓升高的同時也伴隨著血漿HCY水平的增長，且隨著高血壓程度的升高HCY水平的增長越明顯。同時，HCY也是心血管病的獨立危險因素。有研究[13]表明，血清同型半胱氨酸(HCY)在腎病中具有較高的檢測意義，其水平高低可在一定程度上反映腎病患者腎臟的損害程度；MTHFR可通過兩條途徑代謝HCY：即通過甲基化作用將HCY轉(zhuǎn)化為甲硫氨酸；或是在胱硫醚-β-合成酶及其輔酶維生素B6的催化下與絲氨酸結(jié)合形成半胱氨酸和α-酮丁酸[14]。因而推測MTHFR可能通過參與HCY的代謝過程間接影響腎臟功能。

人類MTHFR基因677位于MTHFR催化區(qū)域，該位點突變直接影響亞甲基四氫葉酸還原酶的活性和耐熱性，表現(xiàn)為不同程度的酶活性降低并伴有酶的耐熱性降低[15]。截至目前已開展了對MTHFR基因677多態(tài)性的相關(guān)研究涉及多發(fā)性硬化癥、高同型半胱氨酸血癥、新生兒出生缺陷等[16]。MTHFR基因突變可導致HCY濃度水平升高并積累于血液中形成代謝障礙。同時HCY具有血管毒性，其具有復雜血管損傷機制，包括刺激和損傷血管內(nèi)皮細胞；誘導血管平滑肌細胞的增殖和膠原合成；以及促進血小板粘附聚集以致形成血栓等[17]。同型半胱氨酸經(jīng)腎臟代謝，其對血管的毒副作用同樣也作用于腎臟血管自身。當代謝同型半胱氨酸的關(guān)鍵酶(如MTHFR酶)活性降低，可導致同型半胱氨酸潴留于血漿中，并對血管等造成損害[18]。腎臟作為人體重要器官之一，人體幾乎大部分物質(zhì)的代謝都需要腎臟的協(xié)助，一旦對腎臟血管造成損害，必定會影響到腎功能，從而對機體的正常運作以及疾病的恢復造成不良的影響，致使疾病的預后變差[19]。在心血管病患者中，從腎損傷和MTHFR基因型兩點出發(fā)，分別對相關(guān)檢測指標進行分析均顯示出MTHFR基因型與心血管病腎損傷具有顯著相關(guān)性。多元線性回歸分析證實MTHFR為C677C突變型(CT/TT)的心血管病患者發(fā)生腎損傷的風險是野生型的1.614倍，表明MTHFR基因型的鑒定可能有利于預測和規(guī)避由心血管病患者的異常代謝功能引起的腎損傷。

同時，研究表明冠心病也是心血管病腎損傷發(fā)生的風險因素，且風險系數(shù)為3.078，這與已有的研究結(jié)果一致。心血管病患者中無腎損傷組中的TC和LDL-C含量高于腎損傷組(P<0.05)，提示較高的膽固醇可能對心血管病腎損傷的形成具有一定的保護作用，然而其機制尚不明確。