基因多态性与高脂血症相关性研究进展*

张恩科，郭 剑，刘晓梅，李东辉,蒋宏伟

陕西省人民医院 (西安 710068)

·综 述·

基因多态性与高脂血症相关性研究进展*

张恩科，郭 剑，刘晓梅，李东辉,蒋宏伟

陕西省人民医院 (西安 710068)

高脂血症及其相关疾病与N5-10 亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)和脂蛋白酯酶(LPL)基因多态性密切相关。MTHFR基因多态性C677T突变,C等位基因, T等位基因,TT/CC基因型的变异,引起MTHFR活性下降,对同型半胱氨酸(Hcy),血脂水平产生不良影响；MTHFR A1298C基因突变,可能使血浆Hcy浓度明显增高。MTHFR基因多态性rsl801133的T等位基因,rs1801131的T-A单体型,rsl801133、rs854563基因多态性与在动脉粥样硬化程度相关,影响动脉粥样硬化的发生发展,成为各类心脑疾病的重要危险因素。对LPL研究的热点主要集中于HindⅢ、S447X和 PvuⅡ位点变异。HindⅢ酶切位点缺失导致的多态性变异,对于TG和HDL-C浓度影响不同；LPLS447X基因变异很可能是血管保护因素。PvuⅡ多态性SNP突变的不仅与血脂水平密切相关,同时,变异与其他心脑血管疾病的危险因素如吸烟、饮酒、高血糖等有协同作用。MTHFR和LPL基因多态性不同的分型对于血脂的影响不同,不同区域的人群变异类型不同,新一代的测序技术将更广泛的应用于高血脂症等一系列危险因素的分析研究上,对疾病的机理研究及治疗、预防产生重要影响。

大量的流行病学调查显示高脂血症是多种心脑血管疾病重要的危险因素[1]。近期研究证明高脂血症是遗传和环境等危险因素共同作用的结果,属于多基因性疾病。随着基因测序的发展,尤其是新一代高通量测序发现,N5-10 亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)和脂蛋白酯酶(LPL)基因多态性与高脂血症及其相关疾病有绝对相关性。基因多态性是指同时和经常存在两种或多种不连续的变异基因型(Genotype)或等位基因(Allele), 也称遗传多态性，是发生在基因水平上的变异。其中,人类基因多态性既来源于基因组中重复序列拷贝数的不同,也来源于单拷贝序列的变异,以及双等位基因的转换或替换。目前变异类型分为3大类:DNA片段长度多态性、重复序列多态性、单核苷酸多态性(SNP)。基因变异对血脂水平的影响起到了重要的作用,主要指标改变包括血清总胆固醇(TC)、血清甘油三脂(TG)、血清低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平升高,以及血清高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)降低[2]。

1 MTHFR基因多态性与高脂血症及其相关疾病的关系 MTHFR基因定位于1p36.3,其cDNA全长2220bp。含有一个开放式阅读框架,11个外显子,编码氨基酸416个。迄今为止,在该基因上共发现8类突变：其中有6类错义突变、1类剪接位点突变以及1类同义突变。在这些突变中,研究最多的和最有意义的突变类型为C677T和A1298C突变。C677T是最常见的错义突变,是位于第677位碱基的胞嘧啶(C)被胸腺嘧啶(T)替代,结果会导致第222位氨基酸由缬氨酸(Val，V)将高度保守的丙氨酸(Ala,A)替代。由于该氨基酸位置非常重要,位于MTHFR的催化区域,与辅助因子FAD的结合密切相关,突变后，酶的活性及耐热性会降低。MTHFRC677T基因型有3种，即纯合子突变(+/+)型，杂合子突变(+/-)型，纯合子正常(-/-)型。C677T基因突变引起MTHFR活性下降会导致同型半胱氨酸(Hcy)的转硫基和甲基化过程出现障碍，产生高Hcy血症、高Hcy尿症和低甲硫血症，进而造成一系列的病理改变，引发多种疾病。脑卒中患者血浆总Hcy水平显著高于正常组[3-4]说明高Hcy可能是高脂血症的一个独立危险因素[5]。还有研究发现冠心病患者体内的纯合型突变比健康对照组高出3倍,且血浆Hcy浓度升高,可能与MTHFR C677T变异相关[6]。比如,通过对25例急性脑梗死、25例短暂性脑缺血发作作了研究,认为血浆Hcy水平与缺血性卒中有相关性[7]。还有实验利用43例脑梗死与42例健康样本进行对照,也发现血浆Hcy高水平表达是脑梗死的风险因子,而且用分子生物学实验方法证明,此结果与C677T变异相关[8]。实验发现,MTHFRC677T 含有C等位基因的对血脂水平的维持有一定作用,含有T等位基因变异的TC和LDL-C显著升高[9],说明T等位基因变异是高脂血症的易感因素。还有实验发现MTHFRC677T基因多态性与高胆固醇血症相关,T位基因是高胆固醇血症的危险因素。在对低密度脂蛋白(Ox-LDL)代谢的研究中,发现其代谢在TT基因型者较CC因型者显著升高[10]。通过较多的Meta分析提示,C677T多态性能够显著增加大动脉动脉粥样硬化的风险[11]。研究还发现,在中国人群中MTHFRC677T基因的变异频率要明显高于白种人。MTHFR A1298C与缺血性脑卒中的相关性研究较少，但也有实验证明在亚洲人群中，该基因的多态性能够导致脑卒中的发生率升高，其机制可能和血浆Hcy浓度明显增高有关。而在患病年龄较小的人群中，MTHFR A1298C基因突变与Hcy浓度却无相关性，原因还有待进一步探索。MTHFR基因其他位点的多态性研究较分散，相关研究有如下发现：①MTHFR基因多态性rsl801133的T等位基因是冠状动脉粥样硬化的危险因子；②rs1801131的T-A单体型是冠状动脉粥样硬化的保护因子；另外rsl801133基因，rs854563基因多态性与吸烟、糖尿病等其他危险因子在冠状动脉粥样硬化的发生发展过程中存在协同作用[12]。

2 LPL基因多态性与高脂血症及其相关疾病的关系 LPL是水解乳糜微粒和极低密度脂蛋白的关键酶和限速酶，由LPL基因编码。该基因定位于人类基因的8p22，由9个内含子和10个外显子组成，具有多种类型多态性。已经发现的突变位点有90多个，广泛存在于编码区和非编码区。其突变可引起LPL表达量和活性的改变，从而对正常TG代谢产生影响。现阶段对LPL研究的热点主要集中于HindⅢ、S447X和 PvuⅡ位点变异。HindⅢ位点在 LPL 基因的变异位点中比较常见,与血脂代谢异常间有密切的关系。该位点位于LPL 基因的第8号内含子中,与8、9外显子分别相距600和700个碱基,是由T→G碱基置换引起 。HindⅢ酶切位点缺失导致的多态性, 依据HindⅢ酶切位点缺失分型，无HindⅢ酶切位点定为 H-, 有酶切位点定为H+, 产生3种基因型 H+H+、H+H-、H-H-。目前众多的结果说明，与 H-等位基因比较，H+等位基因与低 LPL 活性有关。H+H+基因型者的TG高于H+H-和H-H-基因型，H+H- 的 TG 浓度应位于H+H+和H-H-基因型的浓度之间，而H+H+基因型的HDL- c 浓度低于 H+H-和H-H-基因型，H+H-的HDL- c浓度同样介于H+H+和H-H-基因型之间。还有研究发现,LPL等位基因HindⅢH+多态性是2型糖尿病合并冠心病发病的独立危险因素[13]。LPL S447X多态性在新加坡的华人、马来西亚人、亚洲的印第安人人群中发生率较高,且携带T等位基因突变的患者TG水平明显降低,HDL-C浓度明显升高。LPL基因S447X变异具有改善内皮功能和防止内皮功能失调而防止动脉粥样硬化发生，很可能是血管保护因子。LPLS447X对脑卒中的保护可能源于其对颈动脉粥样硬化的抑制作用。LPL基因PvuⅡ多态性可能与一些地区的儿童青少年及成年人肥胖关系密切,但研究未发现HindⅢ多态性却与肥胖有关联[14]。有研究发现,LPL基因rs2083637、rs325、rs326、rs328、rsl0096633、rsl2678919、rs4406409、rs17482753以及rsl0503669等SNP都与血脂水平有密切相关性。其中rs2197089与甘油三脂水平显著相关,与高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)的关联可能需要协同作用,在吸烟者中,rs2197089与HDL-C水平显著相关。在LPL基因下游非编码区进化保守序列中，rsl7482753和rs7841189与血脂水平显著相关。LPL基因上rs328、rs3779787和rs190 0160位点的多态性可能与中国汉族人群的血糖、血脂、血压水平无关联，所以推测其不是中国汉族人冠心病的易感位点。但可能具有其他作用, 比如rs3779787位点GT/TT基因型可降低吸烟诱发冠心病的危险度；rs1900160位点TT基因型可降低饮酒诱发冠心病的危险度。携带LPL基因rs328位点G等位基因者患大动脉粥样硬化性脑梗死的风险明显较高, 携带CC基因型中TG的水平升高，而且rs328多态性可能与高血糖者发生脑梗死的风险相关,推测它们可能与动脉粥样硬化性脑梗死的发病相关。LPL基因rs320和 rs328和HindⅢ、S447X多态性与脑梗死(CI)的发病风险相关，其中H+H-/H-H-基因型、H-等位基因、SX/XX.基因型、X等位基因、H-/X单体型可能是CI的保护因素，并对血脂水平产生有益影响。LPL rs326位点基因多态性与脑卒中的发病相关，病例组GG基因型频率明显高于正常组。LPL基因多态性对于血脂的影响还要和其他因素协同作用，比如，LPL rs326T> C携带等位基因T要比携带CC基因型发生血脂异常的危险性明显增高。载脂蛋白E(ApoE) rs157580 C>T与LPL rs326 T> C之间对血脂异常的影响存在交互作用。当ApoErs157580为TT基因型且LPL rs326为CT或TT基因型时，血脂异常的患病风险较高。携带LPL基因rs326 T> C T等位基因的肥胖患者血脂异常患病风险最高[14]。

3 结 语 高脂血症属于代谢疾病的一种，研究显示遗传易感性对血脂的代谢起到了重要作用。由于该综合征与脑卒中、心梗等致死性疾病高度相关，所以通过对其相关基因多态性的研究在疾病的早期筛查，预后判读，寻找合适的，相对准确的标志物就显得尤为重要。基因测序技术迅猛的发展，新一代测序技术的应用，大大降低了检测成本，已经给我们研究各相关基因的突变位点的分型、分布及具体位置提供了技术手段，这些研究成果对临床医生预判患者的预后以及加强预防性干预起到了积极的指导作用。同时利用这样的技术手段建立相关遗传基因的数据库，寻找家族性样本，探寻在大样本人群中相关基因突变分布等研究对提高人群寿命，改善生活质量，寻找新的治疗思路都有十分重要的意义。大规模早期基因筛查是精准预防和精准治疗相关疾病的非常关键的步骤。当然，由于地域环境、人种、实验方法及疾病诊断等方面存在着的差异,研究结果或许会出现偏差。所以,要为早期筛查提供指标,数据的完整性、可靠性以及真实性仍然需要不断地完善。

[1] Marianna Y,Elena I.Arterial properties in acromegaly: relation to disease activity and associated cardiovascular risk factors[J]. Pituitary, 2016, 19(3): 322-331.

[2] Eleni K,Costas A, Evangelia A,etal.The role of social support in weight loss maintenance：results from the MedWeight study[J]. Journal of Behavioral Medicine, 2016, 39(3): 511-518.

[3] Zhong CK,Tan X,Tian X,etal.Plasma Homocysteine and Prognosis of Acute Ischemic Stroke: a Gender-Specific Analysis From CATIS Randomized Clinical Trial[J].Molecular Neurobio, 2016,269,10818.

[4] 马亚玲,吴海琴,张 萌. 高同型半胱氨酸血症伴急性脑梗死患者周围神经传导速度临床观察[J].陕西医学杂志,2015,44(7)：877-878.

[5] Wei W,Yi G,Kan X,etal. Plasma Homocysteine Levels Predict the Risk of Acute Cerebral Infarction in Patients with Carotid Artery Lesions[J]．Molecular Neurobiology, 2016, 53(4): 2510-2517.

[6] Ons A,Sahbi E, Dorsaf Z,etal.The C677T MTHFR genotypes influence the efficacy of B9 and B12 vitamins supplementation to lowering plasma total homocysteine in hemodialysis[J]. Journal of Nephrology, 2016,29(5):691-698.

[7] Zhang MJ,Li JC,YW,etal.Association of MTHFR C677T polymorphism and risk of cerebrovascular disease in Chinese population: an updated meta-analysis[J]. Journal of Neurology, 2014, 261(5): 925-935.

[8] Kang S,Wu YL,Liu LI,etal.Association of the A1298C polymorphism in MTHFR gene with ischemic stroke[J]. Journal of Clin Neurosci,2014, 21: 198-202.

[9] Wang XM,Fu JJ,Li QX,etal.Geographical and Ethnic Distributions of the MTHFRC677T, A1298C and MTRRA66G Gene Polymorphisms in Chinese Populations: AMeta-Analysis[J].Plos one,2016,35(4): 1390-1392.

[10] Li Z,Jun Y,Zhong R,etal.Association between MTHFR C677T polymorphism and congenital heart disease[J]. Herz, 2015, 40(2): 160-167.

[11] Wu Y,Huang Y,Hu Y,etal. Hyperhomocysteinemia is an independent risk factor in young patients with coronary artery disease in southern China[J]. Herz, 2013, 38(7)：779-784.

[12] Dhanunjaya Y,Pragna BD.Association of Type II 5’Monodeiodinase Thr92Ala Single Nucleotide Gene Polymorphism and Circulating Thyroid Hormones Among Type 2 Diabetes Mellitus Patients[J]. Indian Journal of Clinical Bioche, 2016, 31(2): 152-161.

[13] Nazarii K,Oleksandr V,Tetyana F.Pathophysiological role of host microbiota in the development of obesity[J]. Nutrition Journal, 2015,15: 43.

[14] Md AA,Nusrat S,Hemayet H,etal.Hydroxycinnamic acid derivatives: a potential class of natural compounds for the management of lipid metabolism and obesity[J]. Nutrition & Metabolism, 2016,13: 27.

(收稿：2016-06-28)

*陕西省中医管理局中医药科研课题(13-LC099)

高脂血症 基因表达调控 N5-10 亚甲基四氢叶酸还原酶 @脂蛋白酯酶

R589.3

A

10.3969/j.issn.1000-7377.2017.02.058