基因多态性与糖尿病肾病关系研究进展

高旭航，郑玉群，何志杰，张丽婷△

1.解放军联勤保障部队第九一〇医院内分泌科(泉州362000)；2.福建省泉州出入境检验检疫局综合技术服务中心(泉州362000)

1糖尿病肾病(Diabeticnephropathy，DN)和基因多态性研究介绍糖尿病是目前全世界广泛流行的慢性病之一，在世界范围内有较高的发病率和病死率[1]，是严重威胁人类健康的世界性公共卫生问题。DN是糖尿病最常见的微血管并发症之一，无论是1型还是2型糖尿病，大约30%～40%的患者有肾脏受累，是导致终末期肾脏病(End-stage renal disease，ESRD) 的主要致病原因。最近的流行病学研究指出，我国自2011年开始，DN所占比例超过肾小球肾炎相关慢性肾脏病[2]。从遗传方面说，DN是一个复杂的多基因遗传病，许多基因参与了DN的发生、发展。基因是具有遗传效应的DNA片段。基因多态性广泛存在于生物界，也可以称为遗传多态性，存在两种或以上不连续的变异或基因型。基因多态性碱基顺序在个体中不会发生改变，并按孟德尔遗传规律传给下一代。人类基因多态性产生于基因组中重复序列不同的拷贝数，和单拷贝序列的变异，以及双等位基因的转换或替换。在糖尿病患者中，根据某些特定基因的基因型不同，对肾脏的作用也不同，有的起保护作用，有的增加DN的风险，不同基因型的患者的预后和症状也有所不同。

2DN与基因的关系基因以多种方式参与DN的发生发展，包括基因多态性、基因表观遗传学、癌基因和抑癌基因等。基因多态性从DN的发病和预后方面参与了该疾病的发生和进展，说到CYP2C19基因多态性，CYP2C19基因位于细胞色素P450基因群内染色体10q24，有30多个等位基因，CYP2C19野生型肾病的发生率是突变性的5.248倍[3]，本文后续将详细阐述。基因表观遗传学包括DNA甲基化、母体效应、休眠转座子激活、基因组印记、基因沉默、RNA编辑和核仁显性等。基因表观遗传学和DN的关系研究越来越多，亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)是在同型半胱氨酸(Hcy)代谢的过程中起着关键作用，也能催化其甲基化。MTHFR基因启动子区的甲基化会影响MTHFR的活性。Yang等[4]研究发现，在临床分组中，MTHFR基因启动子的去甲基化在DN组较弱，而血清Hcy水平在单纯糖尿病组明显较高。研究者对于癌基因和抑癌基因的研究，也已经超出了单纯的癌症范围，其也与DN有很紧密的联系。MTDH是一种重要的癌基因，在许多癌症中表达均升高。Liu等[5]发现，MTDH在DN大鼠模型的肾小球中中明显升高，足细胞缺失是DN的最早的细胞病变[6]。

3基因多态性与DN发病风险的关系前面已经阐述，基因多态性从DN的发病和预后方面参与了该疾病的发生发展，尤其从发病风险方面，遗传已经决定了该DN的发病风险，当然，糖尿病的发病也与遗传非常相关。

3.1 血管紧张素转换酶(Angiotensin-Converting，ACE)基因多态性与DN发病风险的关系 ACE插入/缺失(I/D)基因多态性与DN患者的发病关系密切，Fawwaz等[7]研究了ACE的等位基因I和D的出现频率。实验组筛选了50例DN(其中33例有ESRD)患者的，对照组筛选了64例糖尿病患者但肾功能正常。ACE基因型的频率为分别为：DN患者的D/D为48%，I/D为40%，I/I为12%，T2DM患者的D/D为32.8%，I/D为45.3%，I/I为21.9%。结果显示，等位基因D是DN发病的高危因素，反映了ESRD发病的危险性。Yu等人[8]专门针对ACE基因多态性和DN的发病关系进行了Meta分析，分析结果发现，12项研究明确了ACE I/D基因多态性与DN发展成ESRD有关，其中等位基因D和等位基因DD基因型DN患者更容易发展成ESRD。在高加索人群中，DD基因型患者更容易发病，而等位基因D则未发现此相关性。同时，2型糖尿病患者中可发现此相关性，而1型糖尿病则未发现此相关性。D等位基因或DD纯合子与DN患者的ESRD易感性有关。中国2型糖尿病患者中，ACE基因型为ID和DD的患者更容易发生终末期肾衰竭，风险明显升高[9]。DD基因型患者，体内血管紧张素II的明显升高，比II基因型平均血压升高，高血压是DN患者的肾脏疾病发展的危险因素之一[10]。

3.2 血管紧张素原(Angiotensinogen，AGT)和血管紧张素II受体1(Angiotensin II receptor type 1，AGTR1)基因多态性与DN发病风险的关系 AGT由AGT基因编码，是肾素-血管紧张素系统 (Renin- angiotensin system，RAS)的一种限速底物。经肾素酶催化生成血管紧张素Ⅰ(ANGⅠ)。AGT基因T174M多态性与DN的发病机制有关，Liu等[11]对这一关系进行了荟萃分析，探讨AGT T174M多态性与DN的相关性。共鉴定了6项关于AGT基因T174M多态性的研究(1179例和927例对照)。基于种族类型的亚组分析显示，AGT T174M多态性的M等位基因增加了亚洲人DN的风险，但没有增加高加索人的风险，说明AGT基因中的T174M多态性与亚洲人的DN有关。Ali等[12]研究发现，在马来印尼人群中，A1166C AT1R多态性与T2DM者对DN的易感性呈正相关。这也表明A1166C的AT1R多态性在DN的早期发病机制中起重要作用。高妍婷等[13]探讨了AGT及血管紧张素II 1型受体(AT1R)基因多态性与DN的关系。他们将76例患DN的2型糖尿病患者，根据肾穿刺活检病理分为DN组(28例)、非糖尿病性肾病(NDRD)组(230例)和DN合并NDRD组(18例)。采用聚合酶链反应限制性片段长度多态性技术方法检测上述研究对象的AGT基因M235T多态性。相对于NDRD组和正常对照组，DN组和DN+NDRD组AGT基因M235T-TT基因型频率明显较高(P<0.05)，T等位基因频率也较高。结果显示，AGT基因M235T-TT基因型是DN患者肾功能减退的易感因素。越来越多的证据显示AGTR1的多态性与DN的发病有显著的相关性。Zhuang等[14]对AGTR1 A1166C的基因多态性和DN的发生关系进行了荟萃分析，分析结果发现，AGTR1 A1166C多态性与DN的发病风险显著相关，C等位基因明显增加DN的发病风险，尤其是在亚洲人中更加显著。

3.3 血浆五聚素3(Pentraxin3，PTX3)基因与DN发病风险的关系 PTX3属于五聚体蛋白超家族，其在血浆中水平的变化与DN有关。Zhu等[15]研究发现PTX3的基因多态性中，不同的基因型在DN和非DN中存在显著差异。比如基因型rs2305619和rs212043。在位点rs2305619的患者中，等位基因GG是发展为DN的危险因素。而rs212043位点的患者等位基因为AA则为保护因素。此研究表明PTX3的rs2305619位点，等位基因G可能为DN的危险因素，而rs212043位点，等位基因A可能为DN的保护因素。

3.4 CYP2C19基因多态性与DN CYP2C19基因位于细胞色素P450基因群内染色体10q24，有30多个等位基因，CYP2C19野生型与肾病之间存在明显的联系，在合并糖尿病的心脑血管疾病患者中，CYP2C19野生型肾病的发生率是突变性的5倍之多[3]。多种药物在服用过程中，或多或少会造成肾功能损害[16]。细胞色素P450超家族包含了大部分临床用药的代谢酶。CYP2C19是关键酶，其野生型代谢速度最快[3，17]，导致肾损害的发生。

3.5 糖醛还原酶( Aldose reductase，AR)基因多态性与DN Li等[18]针对东亚地区DN的患者进行了荟萃分析，主要研究AR基因多态性对DN的风险关系。研究目标为探讨T2DM人群AR基因C-106T基因多态性与DN的关系，从5项研究中对2120位个体进行了分析，结果显示AR C-106 T基因多态性与东方人DN显著相关。在T2DM患者中，AR基因C-106 T基因多态性与DN风险增加有关，具有AR基因T等位基因的东亚人更容易发生DN。

3.6 一氧化氮合酶(Endothelial nitric oxide synthase，eNOS)基因多态性与DN 一氧化氮(NO)在肾脏有多种功能，包括肾脏和肾小球的控制。血管内皮eNOS基因已被认为是DN的易感基因。Dellamea等[19]对相关研究进行荟萃分析发现，DN与eNOS 4b/a和T-786C多态性之间的关联最为强烈。4b/a多态性与DN的关系在各民族和各类糖尿病患者中均得到证实。Zhou等[20]也做了关于eNOS相关研究，Glu298Asp GG基因型可能对总体人群、亚洲人以及非洲人的DN发生发展起到保护作用，而TT基因型是DN的危险因素。

3.7 基质金属蛋白酶9(Matrix metalloproteinase-9，MMP-9)基因多态性与DN MMP-9属于基质金属蛋白酶超家族成员中明胶酶的一种，表达细胞众多，参与多种疾病及恶性肿瘤的发生发展。现已发现26种MMPs，称为MMP家族。Feng等[21]在中国汉族人群种研究了MMP9 1562C/T多态性与DN的关系，研究结果发现，DN组T等位基因出现频率明显低于对照组，C等位基因是DN的独立危险因素，MMP9 1562C/T基因多态性与DN的发生发展密切相关。

3.8 亚甲基四氢叶酸还原酶基因(Methylenetetrahydrofolate reductase，MTHFR)基因多态性与DN MTHFR是叶酸代谢与甲硫氨酸代谢中的关键酶。MTHFR基因具有多态性。主要就是一个查检叶酸吸收代谢能力的检测，有相关研究表明，缺乏叶酸能够导致神经管缺陷。Ma等[22]研究了MTHFR C677T多态性与对T2DM吸烟男性DN易感性的相互作用。655 中国男性T2DM患者分为糖尿肾病病组321例，无DN糖尿病组334例。采用实时聚合酶链反应(PCR)检测MTHFR C677T基因多态性。MTHFR TT基因 与CC基因型相比，患DN的风险更高(OR=2.05，P=0.002)。T等位基因在吸烟、男性、隐性和d型患者中与DN的发生有显著的相关性。吸烟的TT和CT基因型患者DN的危险性明显高于对照组(非吸烟CC基因型组，OR=3.73和2.28，P<0.001和P=0.004)。结论：rs1801133的T等位基因可能是T2DM患者DN的危险因素，MTHFR rs1801133与吸烟有协同作用。Zhou等[23]对MTHFR C677T基因多态性和DN之间的关系进行了荟萃分析，结果发现MTHFR C677T T等位基因和TT基因型与DN有明显的相关性。

3.9 EPHX2基因多态性与DN EPHX2普遍存在于生物体内，它可以降解 EETs 和白三烯 A4(leukotriene A4，LTA4)。 EETs 具有舒张血管、抗炎、促进纤溶、降低血压、调节血管生长等多种生物学效应[24]。EPHX2基因定位于染色体 8p21～p12 区域[24]，人类EPHX2也跟其他基因一样具有多态性，个体间 EPHX2 活性存在差异，与基因多态性有很大关系。可能因为其活性，导致血管舒张不同，来影响DN的发生发展。Ma等[25]探讨了中国T2DM患者EPHX 2 rs751141(R287Q多态性)与DN的关系，406例T2DM患者合并DN，464例T2DM患者无DN。DN患者rs751141的A等位基因频率(20.94%)明显低于非DN对照组(27.8%)(P=0.001)，表明EPHX 2 rs751141外显子多态性A等位基因与中国T2DM人群DN的发生率呈负相关。

4基因多态性与DN预后的关系

4.1 ACE基因多态性与DN预后的关系 ACE基因的插入(I)/缺失(D)多态性影响肾素-血管紧张素-醛固酮系统的循环和肾活动。Egido等[26]分析了氯沙坦在不同基因型的患者中的作用效果。研究发现，存在D等位基因的T2DM患者，并且存在蛋白尿，使用氯沙坦其肾的预后不良。美国的观察研究表明ACE抑制剂对具有DD基因型的1型DN患者的有益作用降低。这方面的前瞻性研究可用于指导糖尿病和蛋白尿患者的治疗选择之前。

4.2 AR基因与DN的早期进展的关系 Yamamoto等[27]为找到AR基因与DN早期进展的关系，通过聚合酶链反应(PCR)分析AR基因中的(a-c)n双核重复多态性标记物的方法发现Z2等位基因的纯合性与1型糖尿病患者DN的早期进展有关。

5展 望以上对DN与基因多态性的关系做了近些年研究的总结。DN是糖尿病慢性并发症之一，且较常见，在糖尿病及慢性肾功能衰竭导致死亡的病因中占有重要地位。DN属于多基因遗传病，本文对糖尿病肾相关的几个基因多态性之间的关系进行了阐述，包括基因多态性与DN发病风险之间的关系，基因多态性与DN预后之间的关系，为DN的早诊、预防和治疗提供了新的思路和方向。目前DN的治疗以治疗原发病为主。对于DN基因多态性的深入研究，有利于建立生物预防体系，在发现糖尿病以后，从随访、体检、生活习惯、饮食等方面进行加强，随访过程中着重观察肾功能，体检频次增加，改善不良的生活习惯，低盐饮食。同时，为研究相关基因药物提供科学依据和启发，通过对疾病的深入探索，找到其发生发展规律，设计干预、治疗方法和药物等。