UCP1基因多態性與糖尿病患者周圍血管病變的相關性研究

趙萍，曾佳玲，鄧婷婷

摘要：目的? 探討UCP1基因多態性與糖尿病患者發生周圍血管病變的關系。方法? 以2019年7月-2020年7月我院440例糖尿病患者為研究對象，踝臂指數≤0.9為周圍血管病變組，共207例；踝臂指數在0.9～1.4為對照組，共233例。采全血后提取DNA，SNaPshot法檢測UCP1基因多態性，分析其與圍血管病變關系及常見危險因素，MDR軟件分析基因與環境因素交互作用。結果? 兩組BMI、SBP、DBP、TG、TC、LDL及NA比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；兩組病程、FBS、HbA1c、HDL及吸煙史比較，差異有統計學意義（P＜0.05）。糖尿病病程長和吸煙是糖尿病患者周圍血管病變獨立危險因素（P＜0.05）。調整病程、FBS、HbA1c、HDL、吸煙后rs1800592位點AA比GG患者周圍血管病變患病高1.824倍（OR=1.824，P＜0.05）。rs45539933、rs10011540基因多態性與周圍血管病變患病風險無關（P＞0.05）。病程、吸煙、rs1800592這3個交互作用模型有統計學意義（P＜0.05）。結論? 糖尿病患者UCP1基因多態性與周圍血管病變發病相關，rs1800592與吸煙、長病程的交互作用促進了糖尿病周圍血管病變的發生。

關鍵詞：糖尿病周圍血管病變；解耦連蛋白1；高密度脂蛋白；糖化血紅蛋白

中圖分類號：R587.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2024.08.016

文章編號：1006-1959（2024）08-0083-05

Study on the Correlation Between UCP1 Gene Polymorphism and Peripheral Vascular Disease

in Patients with Diabetes Mellitus

ZHAO Ping，ZENG Jia-ling，DENG Ting-ting

（Department of Endocrinology，Liuzhou Worker's Hospital，Liuzhou 545007，Guangxi，China）

Abstract：Objective? To investigate the relationship between UCP1 polymorphism and peripheral vascular disease in patients with diabetes mellitus.Methods? From July 2019 to July 2020， 440 patients with diabetes mellitus were enrolled in this study. The ankle-brachial index ≤0.9 was selected as he peripheral vascular disease group， with a total of 207 patients. The ankle-brachial index was 0.9-1.4 were as the control group， with total of 233 patients. DNA was extracted from whole blood， and UCP1 gene polymorphism was detected by SNaPshot method. The relationship between UCP1 gene polymorphism and peripheral vascular disease and common risk factors were analyzed. MDR software was used to analyze the interaction between gene and environmental factors.Results? There was no significant difference in BMI， SBP， DBP， TG， TC， LDL and NA between the two groups （P>0.05）， while there were significant differences in the course of disease， FBS， HbA1c， HDL and smoking history between the two groups （P＜0.05）. Long duration of diabetes mellitus and smoking were independent risk factors for peripheral vascular disease in diabetic patients （P＜0.05）. After adjusting the course of disease， FBS， HbA1c， HDL， smoking rs1800592 AA was 1.824 times higher than that of GG patients with peripheral vascular disease （OR=1.824， P＜0.05）. The rs45539933 and rs10011540 gene polymorphisms were not associated with the risk of peripheral vascular disease （P>0.05）. The three interaction models of course of disease， smoking and rs1800592 were statistically significant （P＜0.05）.Conclusion? UCP1 gene polymorphism is associated with the incidence of peripheral vascular disease in patients with diabetic mellitus. The interaction of rs1800592 with smoking and long course of disease mellituspromotes the occurrence of diabetic peripheral vascular disease.

Key words：Peripheral vascular disease;Uncoupling protein 1;High-density lipoprotein;Hemoglobin

周圍血管病變（peripheral vascular disease， PAD）是心腦血管疾病的獨立預測因子，周圍血管疾病增大了下肢截肢風險，影響患者的生命質量及降低預期壽命。糖尿病是PAD的主要危險因素。糖尿病所致患者PAD起病隱匿、進展迅速，嚴重損害患者身心健康。糖尿病患者各種代謝異常，如晚期糖基化終產物，低密度脂蛋白膽固醇和氧化應激產物等已證明可加劇PAD。遺傳因素在糖尿病患者發生PAD過程中的作用尚不清楚。人體內大多數血管被脂肪組織包圍，這些脂肪組織被稱為血管周圍脂肪組織（perivascular adipose tissue， PVAT）。PVAT表現出棕色脂肪組織（brown adipose tissue， BAT）特征，表達BAT特有的解偶聯蛋白1（uncoupling protein 1， UCP1）[1]。BAT與糖尿病患者胰島素抵抗及血脂代謝有關[2]。PVAT參與調節血管功能，對血管提供機械支持，通過內分泌或旁分泌方式維持血管生理功能穩態平衡[3]。BAT對血管功能的維持獨立于血糖之外，在保持小鼠葡萄糖代謝正常狀況下，去除肩胛間BAT會導致小鼠主動脈硬化[4]。UCP1與人類心血管系統穩態有一定的關系[5]，UCP1基因多態性與糖尿病微血管并發癥視網膜病變有關[6]。目前基因技術在其他疾病的診治領域已經取得了不錯的成就，在PAD中的應用比較滯后[7]。為了解遺傳易感性在糖尿病患者PAD中的作用，本研究探討了UCP1基因多態性與糖尿病患者PAD關系，以期對糖尿病患者PAD早期篩查和及時干預提供參考。

1資料與方法

1.1一般資料? 使用Quanto軟件按非匹配的病例對照研究估算樣本量，假設檢驗水準α=0.05，檢驗效能1-β=0.8，預期OR=1.8，UCP1等位基因頻率（minor allele frequency， MAF）為0.2，糖尿病周圍血管病變患病率為20%，計算出糖尿病PAD組與無PAD的對照組各組至少需要192例研究對象。選取2019年7月-2020年7月在柳州市工人醫院內分泌科住院的440例糖尿病患者的資料進行研究。踝臂指數（ankle-brachial index， ABI）≤0.9為PAD組，共207例，年齡32～70歲，平均年齡（59.26±8.12）歲；男114例，女93例；漢族115例，少數民族92例。踝臂指數在0.9～1.4（不含0.9，含1.4）為對照組，共233例，年齡29～70歲，平均年齡（59.89±7.90）歲；男118例，女115例；漢族112例，少數民族121例。兩組年齡（t=0.821，P=0.412）、性別（？字2=0.863，P=0.353）、民族（？字2=2.460，P=0.117）比較，差異無統計學意義（P>0.05）。納入標準：年齡18～70歲。排除標準：糖尿病急性并發癥狀態、妊娠狀態、智力低下、肢體殘疾等不能配合檢查者；ABI＞1.4。本研究通過了柳州市工人醫院倫理委員會批準，所有患者簽署知情同意書。

1.2方法? 收集研究對象姓名、性別、年齡、民族、糖尿病病程及吸煙信息，血壓重復測量3次取平均值，每次測量間隔大于1 min。己糖激酶法測量空腹血糖（fasting blood glucose， FBG），高效液相色譜法測量糖化血紅蛋白（glycosylated hemoglobin A1C， HbA1c），比色法測定甘油三酯（triglyceride， TG）、總膽固醇（total cholesterol， TC）、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol， LDL-C）、高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol， HDL-C），尿酸酶紫外法測血尿酸（uric acid， UA）。采用2017版歐洲心臟病協會周圍血管病變診斷標準：ABI≤0.9[8]。利用OMRON動脈硬化檢測儀測量患者ABI。采集患者空腹全血3～5 ml，AxyPrep血基因組DNA銷量試劑盒法提取DNA。利用SNaPshot法對各基因位點做單核苷酸多態性（single nucleotide polymorphism， SNP）分析。通過GENE Mapper軟件分析數據，找出檢測位點信息，導出檢測結果，記錄每個位點詳細情況，匯總檢測結果。

1.3統計學方法? 采用SPSS 23.0軟件、SHEsis在線軟件及MDR軟件進行數據分析。以（x±s）表示計量資料結果，構成比表示計數資料結果。t檢驗比較兩組計量資料差異，？字2檢驗比較計數資料差異；多因素非條件Logistic回歸分析PAD危險因素、UCP1各位點基因型與周圍血管病變關系。SHEsis在線軟件分析Hardy-Weinberg平衡。MDR軟件進行基因與環境因素交互作用分析。當P＜0.05時表示差異有統計學意義。

2結果

2.1單因素分析? 兩組BMI、SBP、DBP、TG、TC、LDL及NA比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；兩組病程、FBS、HbA1c、HDL及吸煙史比較，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。

2.2多因素非條件Logistic回歸分析? 先將糖尿病PAD組賦值1，對照組賦值0；協變量為兩組單因素比較差異有統計學意義的指標：病程、FBS、HbA1c、HDL、吸煙史。前4種為連續性變量無需變換，吸煙史為計數資料，吸煙者賦值1，無吸煙者賦值0。Logistic回歸分析得出糖尿病病程長及吸煙是糖尿病患者PAD的獨立危險因素，見表2。

2.3糖尿病周圍血管病組與對照組基因型Hardy-Weinberg平衡檢測? UCP1基因位點rs1800592、rs10011540、rs45539933基因位點均檢出3種基因型，各組基因型頻率均符合Hardy-Weinberg平衡，見表3。兩組基因型分布符合群體代表性，可進一步分析。

2.4 UCP1基因位點SNP與糖尿病患者周圍血管病變易感性分析? 多因素非條件Logistic回歸分析以是否患PAD為因變量，分別以rs1800592、rs10011540、rs45539933基因型為自變量，以病程、FBS、HbA1c、HDL、吸煙為協變量，并對吸煙等計數資料進行賦值處理。通過分析發現：在調整病程、FBS、HbA1c、HDL、吸煙影響后，rs1800592位點純合型AA比GGPAD患病概率高1.824倍（OR=1.824，P＜0.05）。rs45539933、rs10011540單核苷酸多態性與PAD無關（P＞0.05），見表4。

2.5 rs1800592基因多態性和環境交互作用分析? 采用MDR軟件對UCP1基因與病程、吸煙環境因素之間的交互作用分析，納入rs1800592基因型、病程及吸煙3個因素分析，結果產生3種交互作用模型，僅病程、吸煙、rs1800592模型具有統計學意義（P＜0.05），該模型發生PAD風險高，見表5。

3討論

糖尿病在全球流行，國際糖尿病聯盟2019年發布的全球糖尿病地圖顯示，全球約有4.63億糖尿病患者，我國是糖尿病總人數及糖尿病增長人數最多的國家[9]。2018年流行學調查表明我國成人糖尿病發病率超過12.4%[10]。每年糖尿病和糖尿病并發癥給患者家庭及社會造成了極大的經濟負擔。PAD是糖尿病常見并發癥之一，同時，糖尿病是PAD的重要危險因素[11]，導致PAD的分子機制不明，可能涉及基因、細胞、生化和多種分子機制，目前無有效的治療干預措施。隨著全球糖尿病發病率的增加，PAD并發癥的風險明顯增加[12]。PAD是一種慢性進展性動脈粥樣硬化性疾病，最終可能引起部分或全部周圍血管閉塞，常常危及腹主動脈、髂動脈、下肢，偶可累及上肢[13]。隨著人類醫療技術及及社會經濟發展，人類預期壽命延長，風險因素暴露時間相應延長，全球受PAD影響的人近2億[13，14]，控制PAD的重要性與日俱增。PAD患者的臨床表現多樣，部分患者常常缺乏癥狀，部分患者可能進展成為動脈潰瘍、肢體間歇性跛行、靜息性肢體缺血甚至需要截肢、高死亡率[13]。PAD嚴重危害人類健康，與PAD相關的高風險致命及非致命心血管事件如心肌梗死和中風風險較大。PAD是一種需要與心血管疾病一樣重視的血管疾病，也是一種緩慢進展的全身性疾病，常常需要多學科醫護人員合作才能改善預后的疾病。日常生活中，要重視PAD危險因素的管理。傳統的周圍血管病變的危險因素有高齡、吸煙、血壓高、血脂高及血糖高[8]。炎癥因子白介素6、C反應蛋白、纖維蛋白原等促進PAD的發生發展，免疫機制可能參與了PAD病生過程[8]。本研究發現吸煙、高空腹血糖、高糖化血紅蛋白、糖尿病病程長，以及低高密度脂蛋白是糖尿病患者發生PAD的危險因素，其中吸煙和糖尿病病程長是糖尿病患者發生PAD獨立的危險因素。糖尿病病程長是不可控因素，戒煙、控制好血糖及維持血脂代謝平衡等常見危險因素仍是預防糖尿病患者發生PAD的重要因素。

目前，還缺乏理想的生物標志物可用于篩選PAD、對PAD患者進行風險分層或監測對血管重建的治療反應?；蚬こ碳盎蚬ぞ咭呀浤転槿祟愒S多疾病提供篩查、診斷及監測幫助，目前在PAD領域的這類發展較滯后[7]。近年來遺傳因素在血管病變診治中的作用逐漸受到重視，隨著基因工具及基因工程的不斷發展，可能為研究和識別PAD的發展和進展中的新途徑提供了機會，從而識別新的生物標記物和治療方法[7]。全基因組關聯研究確定了與外周動脈疾病（PAD）相關的幾個基因變體，其中rs6584389a＞C變異與ABI降低有關，與2型糖尿病患者內中膜厚度有關[15]。研究顯示[16]，rs1051730多態性與PAD風險增加密切相關（P=5.1×10-6），而rs1902341與疾病風險無關；rs1051730多態性與血漿低密度脂蛋白膽固醇水平升高有關（P=0.001），并且吸煙者比不吸煙者患PAD的風險更大（P＜0.01）。相對于傳統治療PAD方法，人們已經在探索用于PAD的基因治療法，基因治療目前比較安全，療效仍待進一步探索[17]。所謂基因治療法就是將編碼蛋白質的基因物質注射到患者患肢中，通過這些基因編碼的蛋白質增加血運重建[17]。PVAT為血管提供機械支持作用，同時還具有旁分泌及內分泌功能，它表達BAT標志性蛋白UCP1，與維持血管生理功能相關。UCP1相關的代謝活動有利于維持心血管系統穩態[5]。BAT維持血管生理功能獨立于血糖之外，保持小鼠葡萄糖代謝正常狀況下，去除肩胛間BAT會導致小鼠主動脈硬化[4]。本研究探討了UCP1基因啟動子區域rs1800592、rs10011540和第2外顯子區域rs45539933單核苷酸多態性與糖尿病患者PAD的關系，結果發現在調整病程、FBS、HbA1c、HDL、吸煙影響后，rs1800592位點純合型AA比GG患者發生PAD概率高（OR=1.824，P＜0.05）。rs45539933、rs10011540 SNP與糖尿病患者PAD無關（P＞0.05）。鑒于糖尿病患者發生糖尿病患者PAD起病隱匿，隨著基因檢測技術的不斷發展及檢測費用的逐漸降低，可鑒定糖尿病患者UCP1 rs1800592基因型，對于AA基因型未合并糖尿病患者PAD的患者，在控制傳統危險因素血糖等基礎上，可縮短篩查糖尿病患者PAD的時間，從而及時診治周圍血管病變，提高患者生存質量。

研究發現，許多慢性疾病是基因與環境因素相互作用的結果。吸煙可影響PAD患者線粒體功能[18]?；蚺c環境之間的相互作用可認為是在遺傳基礎上對環境因素易感性的影響，深入研究基因與環境相互作用，可幫助了解人群對某疾病易感性差異的原因，為人為干預某種疾病的發生發展提供依據。本次研究通過基因與環境因素相互作用分析，發現病程、吸煙、rs1800592模型發生糖尿病患者PAD風險大，其中糖尿病病程延長及rs1800592基因型不可避免，對于UCP1 rs1800592 AA基因型的患者強力推薦戒煙以預防周圍血管病變發生。吸煙是PAD可改變的重要危險因素，吸煙的煙霧中含有上千種有害物質，其中主要有害物質煙堿有較強的收縮血管作用，長期作用于血管可引起血管痙攣缺血及內膜增生等危害，最終導致PAD[19]。電子煙不能替代吸煙，與吸煙類似，在成年吸煙者中，電子煙會導致外周和大腦血管功能受損，同時與吸煙者相比，電子煙的感質會降低[19，20]。目前我國公眾場合均已禁煙，現實生活中也存在很多煙民戒煙困難，此時，煙民可求助于醫生，很多三甲醫院都設有戒煙門診，可向煙民提供合理的咨詢或藥物治療，提高患者戒煙信心。

綜上所述，吸煙及糖尿病病程長是糖尿病患者發生PAD獨立危險因素。UCP1基因rs1800592單核苷酸多態性與糖尿病患者發生PAD風險相關。病程、吸煙、rs1800592基因與環境交互作用增加了糖尿病患者發生PAD風險。吸煙是糖尿病患者發生PAD可控的重要危險因素，加強糖尿病患者戒煙宣傳及教育對預防PAD十分重要。糖尿病病程及基因型為不可控因素，加強UCP1 rs1800592基因型篩查，以及對UCP1 rs1800592 AA基因型的糖尿病患者進行PAD篩查，有助于縮短篩查周圍血管病變并發癥時間間隔，嚴格控制傳統PAD危險因素，做到早發現早治療，改善糖尿病患者預后及提高此類患者生存質量。

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收稿日期：2023-05-06；修回日期：2023-06-06

編輯/肖婷婷