脂类代谢基因多态性与冠状动脉疾病易感性的关联

毕磊，李亦兰，张瑶

作者单位：1 150000 哈尔滨,哈尔滨医科大学附属第二医院心内科

冠状动脉疾病（CAD）是与世界死亡率相关的主要公共卫生问题之一，是一种受遗传和环境双重因素影响的复杂疾病[1]。血浆总胆固醇（TC）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）和三酰甘油（TG）浓度是CAD的遗传性危险因素，也是治疗干预的靶点[2]。其他危险因素还包括年龄、高血压、肥胖、糖尿病、吸烟和家族史[1]。单核苷酸多态性（SNP）：主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性，它是人类可遗传的变异中最常见的一种。近年来在不同种族中，全基因组关联研究（GWAS）已经发现了一些基因多态性与CAD发病相关联[1]，其中包括HNF1A、LIPA、LPL、TRPS1等脂类代谢相关基因，本文章就其中部分脂类代谢基因的多态性与CAD易感性的关联研究进展做一综述。

1 HNF1A SNP与CAD

HNF1A（HNF1A）也称astcf1；mim142410，其多态性能够影响C-反应蛋白（CRP）的浓度[1,3]。CRP作为心血管疾病强有力的危险标志物，主要在肝细胞产生，由各种细胞因子（IL-6和IL-1β）和转录因子复合物（CAAT增强子结合蛋白和NF-κB）转录调控合成[4]。位于CRP基因启动子的HNF-1a结合位点与NFκB结合位点交叠，参与肝脏中基础和结构性CRP的合成调控[5,6]。药物基因组学和心血管疾病风险数据研究（PARC）及心血管健康研究（CHS）曾证实编码HNF-1a的HNF1A基因多态性与CRP浓度升高有关。基于此结论，Reiner等[7]对HNF1A的SNP进行研究，结果显示，HNF1A rs1169288、rs1169286、rs2464196和rs1169310等均与血浆CRP浓度上调有关。高水平的CRP对于健康成年人心血管疾病和代谢异常的发生有指向作用[7]。因此，这些与CRP浓度相关的SNP，也可能与CAD的发病有不同程度的关联。

C12orf43（Chromosome 12 open reading frame 43）rs2258287是染色体11q22.3位点上众多SNP的一员，该染色体已在多项研究中被发现与冠心病易感性相关[8]，rs2258287的风险等位基因还被证实与高浓度的LDL-C水平有关[3]。C12orf43以尾对尾的方式位于HNF1A下游，两者之间只有500bp，C12orf43-HNF1A被发现参与动脉粥样硬化、血液凝固和脂质代谢等过程。Shahzadi等[1]在200例巴基斯坦人群中对C12orf43-HNF1A rs2258287与CAD易感性的关系进行了研究，发现此位点与巴基斯坦人群的CAD发病率上升有关。Howson等[9]在欧洲人群研究中证实了15个新发现的CAD相关基因组位点，其中包括C12orf43-HNF1A rs2258287。

2 LIPA SNP与CAD

LIPA基因，位于染色体10q23[10]，编码溶酶体酸性脂肪酶（LAL），LAL的功能是水解在细胞溶酶体内的胆固醇酯和三酰甘油。产生游离胆固醇和游离脂肪酸，并能防止脂质在各种组织和细胞中堆积[11]。任何LAL的改变都可引起三酰甘油和胆固醇在细胞内积聚，导致泡沫细胞形成，引起动脉粥样硬化斑块形成[12]。

功能丧失的LIPA突变，可导致常染色体隐性遗传的LAL缺乏病—Wolman病，患者表现为LAL活性降低甚至丧失，还可导致胆固醇酯贮积症，患者仅有残余的少许LAL活性。这两种情况，均与胆固醇和三酰甘油在多种组织中广泛蓄积有关[13]，而胆固醇酯贮积症将导致早期的动脉粥样硬化[14,15]。LIPA rs2246833是GWAS已确认的CAD相关基因突变的主要成员之一，Gavin等[16]所研究的rs1051338与rs2246833具有高度的连锁不平衡。该研究中，通过对rs1051338分子生物学研究，发现位于染色体10q23上的CAD相关SNP具有更复杂功能，不仅在一些细胞和组织中与LIPA表达增加有关，某些多态性也参与到改变编码LAL相关蛋白的氨基酸序列中。该研究还发现，rs1051338能够导致LAL信号肽中的苏氨酸转变为脯氨酸。众所周知，α螺旋结构和疏水核心能够的增加蛋白的分泌效率[17,18]，而此项研究的生物信息学分析预测显示，rs1051338的风险等位基因能够破坏α-螺旋，减少疏水核心，改变预定信号肽的切割位点。说明rs1051338导致的LAL信号肽的错义改变，破坏了LAL在溶酶体内的正常排序和运输，增加了LAL的降解，从而使溶酶体LAL蛋白减少，LAL活性降低，提供了一个可能致CAD风险增加的因果机制。

Peden等[19]在一项对欧洲和南亚人群进行的全基因组关联研究中，发现了五个新的CAD相关基因位点，其中包括LIPA基因。rs1412444位于LIPA的一个内含子中，该SNP的风险等位基因与单核细胞中LIPA mRNA表达增加相关，能够导致胆固醇酯贮积，引起高胆固醇血症并增加动脉粥样硬化，但rs1412444与LDL-C水平关系并不大[20]。Wild等[10]研究发现，LIPA的表达增加与更低水平的HDL-C有关，并能损害介导血管舒张的内皮功能。Vargas-Alarcón等[21]在该研究基础上，在墨西哥人群中进行了LIPA SNP与CAD的关联研究，结果显示rs1412444和rs2246833均与LIPA表达水平增加相关，且二者的T等位基因与增加早期CAD风险相关。该研究进一步探究了LIPA SNP与其他CAD危险因素的相关性，发现这些多态性与早期CAD患者中的低α-脂蛋白血症、高胆固醇血症、高甘油三酯血症、代谢综合征及2型糖尿病有关。上述研究表明，LIPA基因rs1412444和rs2246833在不同种族的人群中均可增加CAD易感性。

3 LPL SNP与CAD

脂蛋白脂酶（LPL）是脂质代谢的关键酶，能够水解乳糜微粒（CM）和极低密度脂蛋白（VLDL）产生游离脂肪酸，供心脏和其他组织氧化利用和脂肪组织贮存[22]。同时，肝脂酶（HTGL）和LPL均在调节残余脂蛋白（RLP）和小密度LDL（sdlDL）的代谢中发挥了重要作用[23,24]，当LPL活性下降时，会引起CM和VLDL的代谢延迟，导致RLP的堆积[25]。Muraba等[26]，对LPL和HTGL等脂酶与CAD患者血浆中RLP和sdlDL代谢调节作用的关系进行了实验研究，采用ELISA方法测定100例经冠脉造影确诊的患者血浆LPL和HTGL浓度，测定时间点分别选择肝素处理前、肝素处理后15 min、4 h和24 h。结果显示，无论是肝素处理前还是之后，LPL浓度与TG、RLP-C及sdlDL-C成负相关，与HDL-C成正相关；HTGL浓度与TG及HDL-C无关联，与RLP-C成正相关。证明LPL在清除RLP-C和sdlDL-C中扮演着重要角色，LPL浓度升高会降低CAD风险，而HTGL浓度升高则会增加CAD风险。推测通过调整二者浓度，可能达到预防CAD的作用。然而LPL的基因突变会影响LPL的活性，增加CAD的风险性。

LPL基因位于染色体8p22，该基因已发现超过100种突变[27,28]，其中HindⅢ，Ser447Ⅹ和PvuⅡ这三种的多样性已经被一些研究证实能够降低LPL活性，并且与CAD易感风险相关[29]，然而还有研究证实LPL基因突变与CAD无关联[30,31]。基于这些争议，Li等[32]对LPL的基因多样性进行了Meta分析，对来自于7项研究的数据进行整合，分析HindⅢ多样性与CAD风险的关系。结果显示，所有携带HindⅢ H+H+基因型的个体CAD发病风险明显高于携带HindⅢ H+H-和H-H-基因型的个体。他们还发现相比于H-等位基因，H+等位基因与CAD易感性增加具有更强的相关性。最终得出结论：LPL HindⅢ多样性可能是CAD易感性潜在的生物标志物。在Khera等[33]对常见及罕见LPL有害突变与CAD的关系研究中，通过对188例携带罕见LPL有害突变者的检测及Meta分析，发现携带该突变者，有更高的TG和残余胆固醇水平，更低的HDL-C水平，这使得CAD发病率提高，推测其与富甘油三酯脂蛋白水解受损相关。因为富甘油三酯脂蛋白能够直接进入动脉壁，选择性地保留在内膜，从而促进富胆固醇泡沫细胞的发展和炎症反应，进而促进动脉粥样硬化[34]。同时，经过对携带常见LPL有害突变者的补充分析，确定携带常见有害突变有与携带罕见有害突变相同的发病趋势[27,35]。此外，LPL的异常表达还参与到很多疾病的病理生理过程中，如糖尿病，乳糜血和肥胖等[29]。

上述国内外研究表明，脂类基因多态性与血脂代谢及CAD的发生发展有着密切的关系。但由于人种差异及样本量大小的不同，多种研究之间结论存在不一致甚至矛盾性。对于脂类基因多态性与CAD易感性的关联，还需要大量实验进一步去探究。对于该类基因多态性的检测及干预，也许能够为CAD的诊断及治疗提供新的方向。