睡眠中间歇低氧伴高血压患者与不同血管紧张素转换酶基因型关系的研究

佟 浩张 曼董经宇王 实葛 华柏树令＊

(1中国医科大学基础医学院人体解剖学教研室,沈阳 110001;2沈阳医学院奉天医院循环内科,沈阳 110024;

3中国医科大学七年制临床医学专业 ,沈阳110001;4沈阳医学院奉天医院呼吸内科,沈阳 110024)

睡眠中间歇低氧伴高血压患者与不同血管紧张素转换酶基因型关系的研究

佟 浩1张 曼2董经宇3王 实4葛 华2柏树令1＊

(1中国医科大学基础医学院人体解剖学教研室,沈阳 110001;2沈阳医学院奉天医院循环内科,沈阳 110024;

3中国医科大学七年制临床医学专业 ,沈阳110001;4沈阳医学院奉天医院呼吸内科,沈阳 110024)

目的 探讨睡眠中间歇低氧-阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)伴高血压患者与血管紧张素转换酶(ACE)基因插入/缺失(I/D)多态性的关系。方法 采用聚合酶链反应技术对2009年1月至2009年12月沈阳医学院奉天医院经多导睡眠监测(PSG)诊断为OSAHS且伴高血压的51例患者(试验组)及60例健康人进行ACE基因型检测,分析ACE基因型(ID组、II组及DD组)与OSAHS伴高血压患者之间关系。结果 与对照组相比,试验组DD基因型显著高于 II和 ID基因型,等位基因频率D显著高于I(P<0.01),收缩压、舒张压、呼吸暂停低通气指数(AHI)水平显著高于对照组(P<0.01),夜间平均血氧饱和度(平均SaO2)显著低于对照组(P<0.01)。试验组中DD基因型频率显著升高(P<0.01),与 ID、II基因型对比,收缩压及 AHI均显著升高(P<0.05,P<0.01),平均 SaO2显著低于对照组(P<0.05),男患多见(P<0.01)。随AHI增加,D等位基因表达增高,收缩压显著升高,平均SaO2显著降低。结论 OSAHS伴高血压患者与ACE基因DD基因型相关,D等位基因可能为易感基因。OSAHS是高血压的独立危险因素,OSAHS越重,血压越高,且男性多发。

间歇低氧; 高血压; 血管紧张素转换酶; 平均血氧饱和度

阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)是一种以反复间歇低氧为特征的多种全身性疾病的独立危险因素之一,在普通人群发病率为2-4%,流行病学研究显示 OSAHS患者高血压患病率为50%,至少30%的高血压患者伴有OSAHS。肾素-血管紧张素系统(RAS)调节水盐代谢、血管张力和交感神经系统活性,在高血压发病机制中有重要作用[1]。血管紧张素 Ⅱ(AngⅡ)是 RAS中最重要的成分,是已知内源性升压物质中作用最强的激素之一。血管紧张素转换酶(ACE)是 AngⅡ形成过程的一个重要限速酶,它主要受控于ACE基因。OSAHS的发病具有家族聚居性提示其发生可能具有遗传背景,且其患者易并发高血压,推测ACE基因可能参与其中。目前关于ACE基因第16内含子多态性与OSAHS伴高血压的相关研究较少[2,3],我们通过检测ACE基因多态性,探讨其与OSAHS伴高血压患者之间关系,从基因水平对OSAHS伴高血压危险性进行预测。

材料和方法

1.对象与分组

选取2009年1月至2009年12月沈阳医学院奉天医院经多导睡眠监测(PSG)确诊为OSA HS的高血压患者51例为试验组研究对象。入选标准:所有入选患者均行 PSG检测,根据2002年OSA HS诊治指南标准[4]确诊OSAHS,即平均每晚7小时睡眠中呼吸暂停反复发作在30次以上或睡眠呼吸紊乱指数(A HI,指平均每小时睡眠中呼吸暂停+低通气指数)大于或等于5次。且既往收缩压(SBP)≥140 mmHg和/或舒张压(DBP)≥90 mmHg(1mmHg=0.133kPa,非同日不同时间三次检测血压取平均值),剔除有高血压家族史患者,入组前未使用血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)治疗;排除继发性高血压、过度饮酒、服避孕药、糖尿病和肝肾病病史。选取60例年龄>45岁,收缩压<140mmHg和舒张压<90mmHg(非同日不同时间三次检测血压取平均值),无高血压病史、高血压家族史,无明确心血管疾病史,平素夜间打鼾不明显,无明显夜间睡眠不佳,白天嗜睡表现的健康人,排除肝、肾、甲状腺和糖尿病病史的体检者作为对照组研究对象。本研究得到沈阳医学院奉天医院医学实验伦理委员会批准,受试者均签署知情同意书。

2.试验方法

2.1 各组成员均记录年龄、性别,测定收缩压、舒张压、身高和体重,计算体重指数(BMI)[体重/身高2(kg/m2)]。

2.2 整夜(>5h)多导睡眠监测(PSG):应用美国泰科医疗公司Hypno PTT睡眠呼吸监测系统进行PSG用于诊断OSAHS,检测时间从晚21时起,记录呼吸暂停低通气指数(AHI)及夜间平均血氧饱和度(平均SaO2)。

2.3 标本采集及测定:所有入选对象均于监测次日晨起空腹抽静脉血5ml,于含有乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝管中密封,-70℃冷冻保存待测。测定前将标本在冷水浴中快速融化,低渗法分离白细胞,饱和氯化钠法提取基因组DNA。采用PCR技术扩增ACE基因第16内含子多态性,其引物设计为:Sense:5‘-CTG CAG ACC CCC ATC CTT TCT-3’,Antisense:5‘-GTAGTG GCATCA CAT TCG TCA GAT-3’,反应总体积 25μl,其中包括基因组 DNA50μg,10 ×Buffer2.5μl,Tag 酶 1.25μl等。应用 PCR仪(PE2000)进行扩增。94℃变性1min,52℃变性 1min,72℃延伸 1.5min,循环 30次。PCR产物经2%琼脂糖凝胶电泳,EB染色紫外灯下观察结果(PCR试剂盒购于沈阳联星生物制品有限公司)。

2.4 统计学处理:依据 Hardy-Weinberg平衡定律检测样本群体代表性。组间相关临床计量资料的比较应用t检验 ,组间性别、ACE基因型和等位基因分布频率的比较应用χ2检验。P<0.05具有统计学差异。

结 果

1.两组临床资料一般情况对比显示,与对照组健康人相比,试验组患者年龄构成及体重指数水平相匹配,无明显统计学差异(P>0.05);性别构成具有明显统计学差异,OSAHS伴高血压患者中男性多见(P<0.01),且收缩压和舒张压水平及AHI明显升高,具有明显统计学差异(P<0.01),平均SaO2明显降低,具有明显统计学差异(P<0.01),见表1。另外,在健康人群组成的对照组中,AHI指数为5.2±4.93次/小时,AHI≥5次/h有 15人(占25%),提示OSAHS的在普通人群中的高发性。

表1 两组间一般情况比较(±s)Table 1 The results of general conditions in two groups(±s)

表1 两组间一般情况比较(±s)Table 1 The results of general conditions in two groups(±s)

注:与对照组相比(Compared with the control group),＊＊P<0.01;性别与对照组相比(Compared with the control group in sex),X2为 10.44,P<0.01

对照(Control group) 试验组(Test group)年龄(Age)(岁) 56.60 ±5.5 58.59±9.75性别(Sex)(男/女) 32/28 42/9收缩压(Systolic pressure)(mmHg) 120.8±9.80 160.88±20.17 ＊ ＊舒张压(Diatolic pressure)(mmHg) 75.3±7.00 98.04±8.07＊ ＊BMI(Kg/m2) 25.30 ±2.35 26.55 ±2.47 AHI(次/小时) 5.2 ±4.93 25.71 ±10.44 ＊ ＊平均 SaO2(Average SaO2)(%) 94.82±3.16 82.12±7.24＊ ＊

2.对照组ACE基因各基因型和等位基因D与I分布趋势显示,以 ID基因型多见,其次为 II和DD型 ,其频率分别为 0.6、0.22 及 0.18,等位基因 D 及I的频率分别为0.48和0.52。经检验,所调查的对照组基因型分布符合Hardy-Weinberg公式,说明达到了遗传平衡,具有群体代表性。试验组ACE基因I/D多态性分布与对照组相比基因结构具有明显统计学差异(P<0.01),试验组DD基因型频率63%高于对照组频率18%。与对照组相比等位基因分布亦有明显统计学差异(P<0.01),试验组D等位基因频率75%高于对照组频率48%(见表2、图1)。

图1 ACE基因多态性电泳图Fig.1 ACE gene polymorphism electrophoregram

表2 两组间ACE基因多态性比较Table 2 The results of ACE gene polymorphism in two groups

3.试验组患者各基因型对比,DD基因型患者数量多。与ID、II基因型对比,DD基因型年龄、体重指数无明显统计学差异(P>0.05),但DD基因型男/女性别构成具有明显统计学差异,男性多见(P<0.01),收缩压明显升高(P<0.01),AHI明显增加(P<0.05),平均 SaO2 明显减低(P<0.05),具有明显统计学差异(见表3)。

表3 试验组不同基因型患者一般情况比较(±s)T able 3 The results of general conditions in different genotype of OSAHS with high blood pressure patients(±s)

表3 试验组不同基因型患者一般情况比较(±s)T able 3 The results of general conditions in different genotype of OSAHS with high blood pressure patients(±s)

注:与DD型相比(Compared with DD),＊P<0.05,＊＊P<0.01;各基因型间性别比较(the comparison of sex in different genotype),X2为 32.63,P<0.01

例数(Number) 32 13 6年龄(Age)(岁) 57.88 ±10.69 60.92 ±8.25 57.33 ±7.66性别(Sex)(男/女) 28/4 10/3 4/2收缩压(Systolic pressure)(mmHg) 167.34±20.16 153.85±15.96＊ ＊ 141.67±9.83＊ ＊舒张压(Diatolic pressure)(mmHg) 100.16±8.08 95.77±7.03 91.67±6.06＊BMI(Kg/m2) 26.98 ±2.48 25.83 ±2.57 25.78 ±1.93 AHI(次/h) 28.25 ±11.05 21.31 ±8.44 ＊ 21.67 ±7.12 ＊平均 SaO2(Average SaO2)(%) 78.81±6.76 86.69±3.52＊ ＊ 89.83±3.92＊ ＊

4.试验组中以不同程度睡眠呼吸暂停指数分组(分为:5-10次/h组,含 10次/h;10-30次/h组,含30次/h;>30次/h组),随A HI增加,D等位基因表达明显增高(P<0.01),收缩压水平明显增加(P<0.05),平均 SaO2明显降低 (P<0.01),具有明显统计学差异(见表4)。

表4 试验组不同程度睡眠呼吸障碍患者一般情况比较(±s)T able 4 The results of general conditions in different degree AHI of OSAHS with high blood pressure patients(±s)

表4 试验组不同程度睡眠呼吸障碍患者一般情况比较(±s)T able 4 The results of general conditions in different degree AHI of OSAHS with high blood pressure patients(±s)

注:D与 I等位基因相比(D compared with I allele),X2为6.31,P<0.01;与 AHI5-10(含 10)相比(compared with AHI5-10(include 10)),＊ P<0.05,＊ ＊ P<0.01(h:小时;M:男性;F:女性;D:D 等位基因;I:I等位基因)(h:Hour;M:Male;F:Female;D:D allele;I:I allele)

AHI AAHI(次/h) 5-10 10-30 >30例数(Number)(人) 2 35 14性别(Sex)(M/F) 2/0 27/8 13/1 D 3 48 26 22 2收缩压(Systolic pressure)(mmHg) 145.00±7.07 155.29±15.81 177.14±22.34＊舒张压(Diatolic pressure)(mmHg) 95.00±7.07 96.71±7.47 101.79±8.90 BMI(Kg/m2) 24.60 ±1.13 26.21 ±2.57 27.66 ±1.95平均 SaO2(%)(Average SaO2) 86.00±2.83 85.37±4.31 73.43±6.35＊ ＊I 1

讨 论

睡眠医学近年来逐渐受重视。阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSA HS)是一种常见病,在人群中发病率较高[5]。本研究对照组选取健康人群,发现睡眠呼吸暂停发病率为25%(15/60),AHI为5.2±4.93次/小时,提示在普通人群中 OSAHS的高发性。由于OSAHS的阻塞部位在咽腔,缺乏完整的结构支撑,由觉醒转入睡眠时,咽腔周围肌紧张性降低,加之平卧睡眠时重力因素引起舌跟与软腭后移,咽腔相对狭小,导致睡眠呼吸暂停。睡眠呼吸暂停易引起间歇低氧而致神经及内分泌变化使心血管疾病发病率和死亡率明显高于一般人群[6-8]。Wisconsin睡眠队列研究的前瞻性分析显示,OSAHS可增加顽固性高血压的患病危险[9]。OSAHS是高血压的独立危险因素,且伴高血压的患者往往男性多、血压水平高、难控制、并发症出现早、发展快,但机制不清。

大量临床研究和流行病学调查证明,OSAHS和高血压的发病具有明显的家族聚集倾向。由于肾素-血管紧张素系统(RAS)调节水盐代谢、血管张力和交感神经系统活性,在高血压发病机制中具有重要作用及血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)对高血压有良好治疗效果,因而血管紧张素转换酶(ACE)基因插入/缺失多态性与OSA HS伴高血压患者之间关系成为研究的热点。

随着分子生物学技术的应用,ACE结构和功能逐渐阐明。人类ACE基因位于染色体17q23,属于单拷贝基因,全长21Kb,共包含26个外显子和25个内含子,其中第16内含子含有一段287bp序列的插入/缺失多态性,PCR扩增产物长度为490bp,称之为插入型(I型);若产物为190bp,则为缺失型(D型)。因此,在群体中可有3种基因型,即缺失纯合子(DD型)仅有190bp的带型;插入纯合子(II型)仅有490bp的带型;缺失/插入杂合子(ID型)有490bp和190bp两种带型。研究证实此多态性与血浆组织ACE水平相关。

ACE是血管紧张素 Ⅱ(AngⅡ)形成过程的一个重要限速酶,它主要受控于 ACE基因。由于ACE基因基因型不同而致个体间循环血浆中ACE水平存在差异,将对AngⅡ形成和缓激肽(B K)的灭活产生作用,继而影响机体内钠水平衡代谢、醛固酮的分泌、血管收缩和血管平滑肌细胞增殖,而这些均是导致心血管疾病,尤其是高血压发病的关键因素。现有资料提示:在正常群体中,ACE基因为DD基因型者其循环血浆中ACE水平最高,ID型次之,II型最低。随着D等位基因的数目增多,血浆中ACE浓度也增高,且DD基因型的血浆ACE水平为II型的两倍,杂合子ID型则介于两者之间[8]。推测等位基因D在ACE基因表达调控方面起活化作用,而I则起抑制作用。

本研究结果显示,第一:与对照组相比,OSA HS伴高血压患者DD基因型及D等位基因频率明显升高,且伴有明显增高的血压及AHI,而平均SaO2则显著降低,提示OSAHS伴高血压患者血压水平及睡眠呼吸障碍严重程度与DD基因型及D等位基因高表达密切相关。第二:试验组中DD基因型高表达,与 ID、II基因型对比,DD基因型患者男性较多,差异具有显著统计学意义,阐明OSAHS伴高血压患者男性多见的原因可能与ACE基因多态性表达相关。Odonnell CJ[10-12]等曾提出ACE基因I/D多态性在受试者性别方面存在差异,即具有伴性关系,男性较多,与本试验结果相符。第三:试验组中患者DD基因型高表达的同时伴有高收缩压及AHI,而平均 SaO2显著降低,提示部分OSAHS伴高血压患者血压水平高、难控制可能与ACE基因DD基因型高表达有关。另外,试验组中以不同程度AHI分组研究显示,随 AHI增高,平均 SaO2显著降低,D等位基因表达增加,收缩压升高,分析原因可能为OSAHS患者病情越重,AHI越高,则间歇低氧越明显,神经内分泌紊乱越明显,可致血压明显升高,另外DD基因型表达增多,则血浆ACE水平增高,导致AngⅡ生成增加,使血压进一步升高有关,从而导致高血压发病及进展加速,程度较重。上述可能需进一步深入的分子生物学研究来验证,Koyama RG等认为可能与神经内分泌介导α-受体激活有关[13]。

综上所述,ACE第16内含子基因多态性与OSAHS伴高血压患者发生、进展有关,即OSAHS越重,血压水平越高,DD基因型及D等位基因高表达,D等位基因可能为易感基因,且男性多发。本研究仅是对ACE基因多态性与OSA HS伴高血压患者相关性进行的初步研究,其有待更进一步研究证实。

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Association between the angiotensin converting enzyme gene polymorphism and intermittent hypoxia during sleep with high blood pressure

Tong Hao1,Zhang Man2,Dong Jingyu3,Wang Shi4,Ge Hua2,Bai Shuling1＊

(1Department of A natomy,China Medical University,S henyang,110001;2Department of cardiology,Fengtian Hospital A f f iliated to Shenyang Medical College,Shenyang110024;3China Medical University,7-year clinical mdicine Shenyang,110001;4Department of respiratory Disease,Fengtian Hospital Af f iliated to Shenyang Medical College,Shenyang110024,China)

Objective To investigate the association between the angiotensin converting enzyme(ACE)gene polymorphism and intermittent hypoxia during sleep-obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome(OSAHS)-with high blood pressure.Methods The types of ACE gene were examined by polymerase chain reaction(PCR)in 51 OSAHS with high blood pressure patients and 60 healty people.The effect of ACE polymorphism in the OSAHS with high blood pressure group on parameters of polysomnography,sex,systolic pressure and diastolic pressure were analyzed.Results Compared with those of the control group,the distributions with DD genotype were significantly higher than those with II/ID genotype,the frequencies with D allele were significantly higher than those with I allele;systolic pressure,diastolic pressure and apnea hypopnea index(AHI)were significantly higher,and the average saturation(SaO2)at night was significantly lower in the patients.The DD genotype frequencies of OSA HS with high blood pressure were higher than II/ID genotype.Compare with those of the II/ID genotype in the OSAHS with high blood pressure group,AHI and systolic pressure were significantly higher,the average SaO2was significantly lower,and male patients were more common in patients with the DD genotype.Conclusion The DD genotype of ACE gene may be related to OSAHS with high blood pressure,and the D allele may be an important candidate gene.OSA HS is the independent factor of high blood pressure,the blood pressure increases with OSAHS severity,and male patients are common.

Intermittent hypoxia; High blood pressure; Angiotensin converting enzyme(ACE);Average SaO2

R541.6

A

10.3870/zgzzhx.2011.02.010

2010-02-10

2011-03-01

辽宁省自然科学基金资助(20102220)

佟浩,男(1972年),满族,高级实验师。

＊通讯作者(To whom correspondence should be addressed)