中华流行病学杂志  2015, Vol. 36 Issue (4): 393-398   PDF    
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0254-6450.2015.04.021
中华医学会主办。
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邹金国, 马依彤, 谢翔, 杨毅宁, 刘芬. 2014.
Zou Jinguo, Ma Yitong, Xie Xiang, Yang Yining, Liu Fen. 2014.
细胞色素氧化酶基因CYP1A1多态性与新疆维吾尔族人群冠心病相关性研究
Association between CYP1A1 genetic polymorphisms and coronary artery disease in Uygur population in Xinjiang, China
中华流行病学杂志, 2015, 36(4): 393-398
Chinese Journal of Epidemiology, 2015, 36(4): 393-398
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0254-6450.2015.04.021

文章历史

投稿日期:2014-10-02
细胞色素氧化酶基因CYP1A1多态性与新疆维吾尔族人群冠心病相关性研究
邹金国1,2, 马依彤1,2 , 谢翔1,2, 杨毅宁1,2, 刘芬2    
1. 830054 乌鲁木齐, 新疆医科大学第一附属医院心脏中心;
2. 心血管病重点实验室
摘要目的 探讨新疆地区维吾尔(维)族人群细胞色素氧化酶基因CYP1A1多态性与冠心病的关联性。方法 使用实时PCR对293例冠心病患者(病例组)和408名健康体检者(对照组)CYP1A1基因单核苷酸多态性(SNPs:rs4886605, rs12441817, rs4646422, rs1048943)进行基因型鉴定。结果 维族人群病例组和对照组rs4886605的基因型及等位基因分布的差异均有统计学意义(均P<0.05)。病例组rs4886605显性模型(CC vs. CT+TT)基因型频率明显低于对照组。调整混杂因素后logistic回归分析表明, 维族人群rs4886605的CC基因型者患冠心病风险明显低于CT+TT基因型者(总体:OR=0.368, 95%CI:0.185~0.530, P=0.018;男性:OR=0.350, 95%CI:0.235~0.568, P=0.015)。病例组和对照组rs12441817的基因型及等位基因分布差异均有统计学意义(均P<0.05)。病例组的rs12441817显性模型(TT vs. CT+CC)基因型频率明显低于对照组。调整混杂因素后logistic回归分析表明, 维族人群rs12441817的TT基因型者患冠心病风险明显低于CT+CC基因型者(总体:OR=0.253, 95%CI:0.231~0.546, P=0.016;男性:OR=0.241, 95%CI:0.132~0.478, P=0.002)。结论 新疆维族人群CYP1A1基因多态性rs4886605、rs12441817的2个位点与发生冠心病相关。rs4886605的CC基因型、rs12441817的TT基因型可能是该人群发生冠心病的保护因素。
关键词冠心病     CYP1A1基因     单核苷酸多态性    
Association between CYP1A1 genetic polymorphisms and coronary artery disease in Uygur population in Xinjiang, China
Zou Jinguo1,2, Ma Yitong1,2 , Xie Xiang1,2, Yang Yining1,2, Liu Fen2    
1. Department of Cardiology, First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi 830054, China;
2. Xinjiang Key Laboratory of Cardiovascular Disease Research, First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi 830054, China
Abstract: Objective To assess the association between human CYP1A1 gene polymorphisms and coronary artery disease(CAD) among the Uygur population of China. Methods Genotypes of CYP1A1 single nucleotide polymorphisms (SNPs:rs4886605, rs12441817, rs4646422 and rs1048943) were detected by real-time PCR in 293 CAD patients and 408 controls. Methods Among the Uygur group, distribution of genotypes and allele of rs4886605 were both significantly different between CAD and the controls (all P<0.05). The dominant model (CC vs. CT+TT) of rs4886605 was significantly lower among CAD patients than in controls. Significant differences were retained after the adjustment was made in all the participants (OR=0.368, 95%CI:0.185-0.530, P=0.018) and in men (OR=0.350, 95%CI:0.235-0.568, P=0.015). Distributions of genotypes and allele of rs12441817 were both significantly different between CAD and the controls (all P<0.05). The dominant model (TT vs. CT+CC) of rs12441817 was significantly lower among patients CAD than in controls. Significant difference were retained after the adjustment was made, in total participants (OR=0.253, 95%CI:0.231-0.546, P=0.016) and in men (OR=0.241, 95%CI:0.132-0.478, P=0.002). Conclusion Both rs4886605 and rs12441817 SNPs of the CYP1A1 gene were associated with CAD in the Uygur population of China.
Key words: Coronary artery disease     CYP1A1     Single nucleotide polymorphism    

冠心病是一个复杂的多因素和多基因疾病,为 个体遗传基因和多种环境因素间相互作用的结果[1], 其发生发展亦与基因变异相关[2, 3]。细胞色素P450 为多功能氧化酶,参与内、外源性分子氧化代谢[4], 在维持心血管健康方面发挥重要作用,并促进内源 性物质(如胆固醇、雄激素、雌激素和部分花生四烯 酸)的形成和/或代谢,从而影响心血管功能[5, 6]。有 研究报道CYP1A1 基因多态性与吸烟产生的多环芳 烃(PAH)和芳香胺相互作用诱发冠心病[7, 8, 9],但少有 CYP1A1 基因直接促使发生冠心病的报道[10],为此本 研究在排除吸烟危险因素后探讨新疆维吾尔族(维 族)人群CYP1A1基因与冠心病的相关性。

对象与方法

1. 研究对象:病例组源自2006-2013 年新疆医 科大学第一附属医院心脏中心住院的293 例患者 (在新疆地区长期居住的维族无其他血缘关系个 体),男性210 例,女性83 例,年龄(63±12)岁,均以 急性胸痛入院,并具有典型胸痛症状、心电图和心肌 酶学改变,且冠状动脉造影显示阳性,符合美国心脏 病学会(ACC)/美国心脏协会(AHA)及欧洲心脏病 学会(ESC)冠心病诊断标准。对照组来自2006- 2013 年新疆地区维族心血管危险因素流行病学调 查中有冠状动脉造影资料且结果阴性、无心血管疾 病史及心血管疾病家族史的健康人群,共408 人(其 中男性205 人、女性203 人),年龄(62±11)岁,均经 详细询问病史,体格检查无异常,标准12 导联心电 图、心脏超声、颈动脉超声及外周动脉多普勒超声检 测未发现异常。两组人群剔除资料不全,及合并继 发性高血压、心力衰竭、风湿性心脏病、先天性心脏 病、全身免疫系统性疾病、多脏器功能衰竭等疾病之 一者。入组前签署知情同意书,并经新疆医科大学 第一附属医院伦理委员会审核批准。

2. 研究方法:

(1)一般特征及相关定义:取坐姿上臂测量血 压,SBP≥140 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)或 DBP≥90 mmHg(非同日3 次测量的均值)或血压正 常但服用降压药物者则判为高血压。既往疾病史和 生活史通过问卷调查方式获得。其中吸烟定义为截 至调查日期每日吸烟≥1 支且≥1 年者;饮酒定义为 截至调查日期1 年内每周饮酒至少一次且每次平 均≥50 ml;戒烟或戒酒不足1 年定义为吸烟或饮酒; 按WHO标准,FPG>7.0 mmol/L,隔天再次测定餐 后2 h 血糖,若≥11.1 mmol/L,或口服降糖药物及注射胰岛素者均视为糖尿病患者。FPG、TC、TG、 HDL-C 和LDL-C 由新疆医科大学第一附属医院检 验中心采血测定。

(2)SNP 位点的选择及基因型检测:目前在 NCBI 数据库(www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP)登记的有 关人类CYP1A1 基因单核苷酸多态性(SNP)位点已 有287 个。本研究使用Haploview 4.2 和HapMap 二 期数据库通过最小基因频率>0.1,连锁不平衡r2≥ 0.6 筛选出CYP1A1 基因的标签SNP,选取从第5′端 开始依次为rs4886605、rs12441817、rs4646422 和 rs1048943 四个位点。其中rs4646422 为外显子,其 余为内含子。采用基因组试剂盒(北京天根生化科 技有限公司)提取基因组DNA,按说明书的步骤提 取外周静脉血白细胞中基因组DNA。

使用7900 型实时定量PCR 仪(ABI 公司产品) 进行基因分型检测,探针设计由ABI公司提供,基因 分型按照试剂盒说明书操作。按照标准96 孔模式 进行快速定量PCR 反应。PCR 扩增:每孔加母液 Master mix 2.5 μl,SNP mix 0.15 μl,TE buffer 0.5 μl, 双蒸水1.85 μl,加DNA 1 μl(50 ng/μl)。热循环条 件:50 ℃预变性5 min,94 ℃变性10 min,95 ℃延伸 15 s,循环40 次,最后62 ℃延伸1 min。PCR后的96 孔板放在实时定量PCR 仪上,使用SDS 2.4 软件读 取结果。

3. 统计学分析:数据处理采用SPSS 16.0 软件。 应用Hardy-Weinberg(H-W)遗传平衡检验样本的群 体代表性;计量资料以x±s 表示,计数资料以例数和 百分比(%)表示;计量资料的比较用独立样本t 检 验,各组基因型和等位基因频率差异比较采用χ2检 验。采用多因素非条件logistic 回归分析综合评价 各因素与冠心病的相关性。以双侧P<0.05 为差异 有统计学意义。

结果

1. 一般特征:共入组701 例,其中病例组293 例, 对照组408 例,两组年龄、性别匹配。在总样本和男 性样本中,BMI、FPG 和LDL-C 水平及高血压、糖尿 病和吸烟因素,病例组明显高于对照组;女性样本中 BMI、FPG、TC 水平及高血压、糖尿病和吸烟因素, 病例组明显高于对照组(表 1)。

表 1 研究对象的临床特征

2. CYP1A1 基因型及等位基因频率分布:病例组 和对照组中CYP1A1 基因型分布均符合H-W遗传平 衡检验,具有群体代表性。对于rs4886605,总样本 和男性样本中的基因型频率在病例组和对照组分布的差异有统计学意义(P 值分别为0.004 和0.036)。 显性模型(CC vs. CT + TT)在总样本和男性样本中 的分布差异均有统计学意义(P 值分别0.001 和 0.012)。总样本病例组CC型的频率为25.60%,显著 低于对照组(37.50%),男性样本病例组CC 型的频 率为24.80%,显著低于对照组(36.10%)。总样本和 男性样本等位基因分布的差异均有统计学意义(P 值分别为0.006 和0.021),总样本病例组T等位基因 的频率为46.76%,显著高于对照组(39.09%),男性 样本病例组T等位基因的频率为46.43%,显著高于 对照组(38.54%)。对于rs12441817,总样本和男性 样本的基因型频率在病例组和对照组的分布差异有 统计学意义(P 值分别为0.01 和0.034)。显性模型 (TT vs. CT+CC)在总样本和男性样本中的分布差 异均有统计学意义(P 值分别为0.003 和0.012)。总 样本病例组TT 型的频率为34.10%,显著低于对照 组(45.30%),男性样本病例组TT 型的频率为 33.30%,显著低于对照组(45.40%)。rs12441817 等 位基因在总样本和男性样本中的分布差异均有统计 学意义(P 值分别为0.004 和0.013)。总样本病例组 C 等位基因的频率为40.27% ,显著高于对照组 (32.84%),男性样本病例组C 等位基因的频率为 40.48% ,显著高于对照组(32.20%)。rs4886605、 rs12441817 在女性样本中的基因型、等位基因频率、 显性模型均未发现差异有统计学意义(P>0.05)。 rs4646422、rs1048943 在总样本及男女性样本中的基 因型、等位基因频率、显性模型均未发现差异有统计 学意义(P>0.05),见表 2

表 2 病例组和对照组的基因型及等位基因分布

3. 冠心病危险因素logistic 回归分析:将冠心病 作为因变量,显性模型、高血压、糖尿病及TG、TC、HDL-C、LDL-C 水平作为自变量。调整混杂因素后 logistic 回归分析显示,维族人群中rs4886605 的总样 本CC基因型携带者患冠心病风险是(CT+TT)基因 型的0.368 倍(OR=0.368,95%CI:0.185~0.530,P= 0.018);男性样本CC基因型携带者患冠心病风险是 (CT+TT)基因型的0.350 倍(OR=0.350,95% CI: 0.235~0.568,P=0.015)( 表 3)。维族人群中 rs12441817 的总样本TT 基因型携带者患冠心病风 险是(CT + CC)基因型的0.253 倍(OR=0.253, 95%CI:0.231~0.546,P=0.016);男性样本TT 基因 型携带者患冠心病风险是(CT+CC)基因型的0.241 倍(OR=0.241,95%CI:0.132~0.478,P=0.002)(表 4)。

表 3 不同性别病例rs4886605多因素非条件logistic回归分析

表 4 不同性别病例rs12441817多因素非条件logistic回归分析
讨论

本研究发现维族人群CYP1A1 基因多态性与冠 心病相关。调整混杂因素后,CYP1A1 基因多态性与 冠心病之间的关联并无改变。

细胞色素P450 的亚家族CYP1A1 在心血管内皮 细胞上表达。CYP1A1 不仅能代谢外源性化合物 PAH和芳香胺使冠状动脉发生粥样硬化,而且还能 代谢内源性化合物花生四烯酸[11, 12, 13]。其中羟基二十 碳四烯酸在调节心血管,肾、肺动脉硬化,以及在抗 血小板作用等方面起到重要作用[5, 14]

近来研究表明CYP1A1 MspⅠ基因多态性与吸烟 相互作用可能同冠心病有关[7, 8, 9],其相互作用产生的 代谢外源性化合物导致动脉粥样硬化。CYP1A1 的 基因多态性位点如T6235C、T5639C 的3′侧翼区, A4889G 与第7 外显子C4887A[15, 16],均可增加 CYP1A1 的活性[17]。Wang 等[7]报道CYP1A1 MspⅠ多 态性与吸烟者患冠心病有关(轻度吸烟的危险性是对照组的3.44 倍)。但未吸烟以及重度吸烟的冠心 病患者与对照组比较却未发现差异性。而Manfredi 等[8]在吸烟者中未发现CYP1A1 MspⅠ基因多态性与 冠心病的相关性。同样,Cornelis 等[9]在哥斯达黎加 吸烟人群中也未发现CYP1A1 基因多态性与心肌梗 死相关。Yeh 等[10]报道在中国台湾人群中CYP1A1* 2C 基因多态性与不吸烟者患冠心病相关,而与吸烟 人群无关。由于CYP1A1 的作用机制不同,在未吸烟 者的冠心病患者中,CYP1A1 通过代谢花生四烯酸生 成羟基二十碳四烯酸与氧化二十碳三烯酸,促使冠 状动脉粥样硬化,引发冠心病。

本研究表明在总样本中病例组与对照组的 CYP1A1 基因位点rs4886605 基因型分布的差异有统 计学意义(P=0.004)。对男性与女性样本单独分 析,男性中病例组与对照组的差异有统计学意义 (P=0.036),病例组男性人群rs4886605 的T 等位基 因频率高于对照组。女性中两组病例的差异无统计 学意义。说明男性人群携带T等位基因的个体患冠 心病的危险性增加。显性模型(CC vs. CT + TT)在 总样本与男性样本中,对于基因型与等位基因频率, 病例组比对照组明显降低,而且该差异在校正 LDL-C、高血压、糖尿病、吸烟后,差异仍然存在。说 明在维族男性中携带CC基因型者患冠心病的风险 降低。rs12441817 基因型分布在维族总样本病例与 对照组之间的差异有统计学意义(P=0.01)。单独分析男性和女性样本,男性rs12441817 C的等位基 因频率病例组高于对照组,女性中病例组与对照组 的差异无统计学意义。说明维族男性中携带C 等 位基因的个体患冠心病的危险性增加。显性模型 (TT vs. CT+CC)在总样本与男性样本中,对于基因 型与等位基因频率,病例组明显低于对照组,且该差 异在校正LDL-C、高血压、糖尿病、吸烟后,差异仍然 存在,提示在维族男性中携带TT基因型者患冠心病 的风险降低。

本研究仅在男性维族群体中发现CYP1A1 的 rs4886605、rs12441817 位点与冠心病相关,可能是 由性激素的原因引起。例如雌激素可以抵制氧化应 激保护心血管[16, 18, 19, 20]。而性激素分泌的多寡可影响 血管动脉硬化作用的强弱,因此男女雌激素分泌的 不同将影响冠心病易感性。此外本文女性样本量相 对较少,也可能造成病例组与对照组之间的差异无 统计学意义。

Yeh 等[10]研究发现rs1048943 在中国台湾人群 中不吸烟者患冠心病的风险性减少(OR=0.32, 95%CI:0.15~0.70),但在吸烟者患冠心病中未发现 与对照组有差异,与本文结果不一致。本研究中维 族不吸烟者rs1048943 位点与冠心病无明显相关性, 可能是因为该人群的种族、地理环境及饮食习惯的 差异所致。目前少有研究CYP1A1 第二外显子 rs4646422 与冠心病的关系,本研究也未发现维族人群中rs4646422 与冠心病有明显相关性。

综上所述,本研究发现新疆维族总样本和男性 样本病例中CYP1A1 的rs4886605 和rs12441817 两个 位点与冠心病存在相关性;rs4886605 的CC基因型、 rs12441817 的TT 基因型是冠心病的保护因素;而 rs4886605 携带的T等位基因与rs12441817 携带的C 等位基因可能是冠心病的危险因素。

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