高尿酸血症患者血清ABCG2基因rs2231142位点单核苷酸多态性观察

玛依娜·卡哈尔，余家会，李瑞，张蓓，宋睿睿，孙玉萍

( 1新疆医科大学基础医学院，乌鲁木齐 830011 ；2信阳市中心医院)

随人类生活水平的提高和饮食结构的改变，以及遗传和环境因素的改变，世界范围内高尿酸血症的发病率逐年增加[1，2]。高尿酸血症是由于机体血清尿酸生成过多或血尿酸排出减少形成尿酸潴留而导致的一种代谢综合征。尿酸、肾功能指标检测结合临床症状是目前临床常用的预警和预测高尿酸血症患的方法，但发现时机体已经出现一定程度的病理生理改变，严重影响患者预后。遗传学背景及生物标志物在临床表型出现变化前即可提供预警信息，使高尿酸血症的防治关口提前。ABCG2基因定位于人染色体的4q22-q23，大小为67 171 bP，编码的蛋白含有655个氨基酸残基，相对分子质量为72 343。三磷酸腺苷结合转运蛋白G超家族成员2(ABCG2) 是一种 ATP 结合转运蛋白，广泛分布在具有分泌和排泄功能的组织，其功能异常可导致尿酸排泄能力下降[3]。ABCG2蛋白由6个横跨膜螺旋结构域和一个单独的ATP结合域所组成。包含16个外显子和15个内含子[4]。研究[5]表明ABCG2基因rs2231142位点突变在肾脏尿酸排泌过程中起到重要作用, 该位点突变与尿酸代谢以及肾功能损伤是否存在关联性？2016年6月～2018年9月，我们检测了高尿酸血症患者血清ABCG2基因rs2231142位点SNPs。现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2012～2016年在新疆医科大学第一附属医院、吐鲁番市人民医院、塔城托里县人民医院、喀什地区第一人民医院体检中心健康体检者，按照匹配的原则随机选取汉族人群1 289例，其相互之间无血缘关系且三代直系亲属在采样地区居住20年以上，年龄控制范围为20～60岁。对照组选取来自同一居住区的病例人群，年龄控制范围为20～70岁，并按照近1∶3的比例进行匹配，最终纳入高尿酸血症患者357例(高尿酸血症组)、正常对照人群932例(正常组)，所有入选者均自愿参加，并对本研究知情同意。高尿酸血症诊断标准：男性空腹SUA>417 μmol/L(7 mg/dL)，女性空腹SUA>357 μmol/L(6 mg/dL)。排除标准：①近期服用导致SUA水平上升药物(噻嗪类利尿剂、阿司匹林、吡嗪酰胺类药物等)者；②合并严重系统疾病；③痛风发作活动期；④近6个月内应用免疫抑制剂者；⑤因嘌呤代谢酶导致的尿酸代谢缺陷。高尿酸血症组年龄(41.1±11.7)岁、身高(168.1±6.7)cm、体质量(70.2±11.5)kg、腰围(86.4±10.4)cm、臀围(96.9±7.5)cm、BMI(25.16±0.23)kg/m2、收缩压(SBP)为(121.7±6.5)mmHg、舒张压(DBP)为(81.3±8.8)mmHg，高密度脂蛋白(HDL)为(1.3±0.5)mmol/L、总胆固醇(TC)为(4.7±1.4)mmol/L、甘油三酯(TG)为(2.4±1.8)mmol/L，血糖(GLU)(5.5±1.7)mmol/L。正常组年龄(39.5±10.8)岁、身高(166.0±7.7)cm、体质量(69.1±12.3)kg、腰围(84.1±10.1)cm、臀围(96.1±8.3)cm、BMI(24.55±0.53)kg/m2、SBP(119.4±6.8)mmHg、DBP(79.5±8.9)mmHg，HDL(1.6±0.4)mmol/L、TC(4.6±1.1)mmol/L、TG(1.5±1.3)mmol/L，GLU(5.1±0.9)mmol/L。两组年龄、身高、体质量、腰围、臀围、BMI、SBP、DBP具有可比性，高尿酸血症组HDL、TC、TG、GLU等指标均高于正常组(P均<0.05)。本研究经新疆医科大学第一附属医院伦理委员会批准同意。

1.2 两组血清ABCG2基因rs2231142位点基因检测分型 抽取两组晨起空腹静脉血2 mL，静置30 min,2 mL EDTA抗凝血后，百泰克核酸提取仪器(BioTeke AU1001)上提取DNA，-20 ℃保存备用。紫外分光光度计检测基因组DNA的纯度和浓度进行检测，DNA的OD260/OD280在1.6～1.9之间时纯度符合要求。-20 ℃冰箱保存备用。PCR法扩增目的基因，ABCG2 mRNA上游引物5′-GAAAGCAACCATTTTTGACCATACACA-3′，下游引物5′-GTGATGGGCACTCTGACGGTGA-3′，均由上海天昊生物工程有限公司合成。PCR反应体系为：DNA模板 1 μL、PCR mix 5 μL 、无DNase的水3 μL、Taqman探针1 μL，反应终体积10 μL。反应条件为：95 ℃预变性3 min，95 ℃变性15 s，退火30 s,60 ℃延伸1 min，共40次循环。扩增产物经2.0%琼脂糖凝胶电泳检测扩增质量。PCR产物纯化后送上海天昊生物工程有限公司，采用iMLDR方法分析ABCG2基因rs2231142位点基因型。

1.3 两组血清SUA及及肾功能指标检测 收集两组禁食12 h后的清晨空腹静脉血4 mL,取2 mL于当日3 500 r/min转速离心15 min，取其上层血清，按标准方法4 h内由日立7060全自动生化分析仪测定血液生化指标以及SUA、尿素氮(BUN)、肌酐(CREA)等肾功能相关指标,质控合格。参照Kawamoto 等制定的血清SUA分级标准[6]可将高尿酸血症患者分为1级(SUA1)：SUA≤217 μmol/L；2级(SUA2)：217.01 μmol /L≤SUA≤263 μmol /L；3级(SUA3)：263.01 μmol /L≤SUA≤316 μmol /L；4级(SUA4)：SUA≥316 μmol /L。收集两组尿液检测尿尿酸(UA)，参照文献[7,8]测算两组肾小球滤过率GFR[mL/(min·(1.73 m2)]=186×(Scr)-1.154×(年龄)-0.203×(0.742女性)。

2 结果

2.1 两组ABCG2基因rs2231142位点基因型及等位基因比较 高尿酸血症组ABCG2基因rs2231142位点基因型GG、GT+TT分布频率分别为42.9%(153/357)、57.1%(204/357)，等位基因G、T的分布频率分别为65.3%(466/714)、34.7%(248/714)；对照组ABCG2基因rs2231142位点基因型GG、GT+TT分布频率分别为53.6%(500/932)、46.4%(432/932)，等位基因G、T的分布频率分别为75.7%(1 346/1 864)、24.3%(518/1 864)；两组基因型分布及等位基因G、T的分布频率差异存在统计学意义(χ2=6.518，3.987；P均<0.05)。采用拟和优度χ2检验对所测基因型频数分布进行分析，结果显示受检人群ABCG2基因rs2231142位点基因型的频数分布符合Hardy-Weinberg平衡定律(P>0.05)，可说明纳入研究对象具有群体代表性，符合遗传标记分析。

2.2 两组SUA、CREA、BUN、UA、sGFR比较 高尿酸血症组、正常组血清SUA分别为(473.1±12.7)、(259.7±12.4)μmol /L，CREA分别为(88.07±15.7)、(74.2±15.2)mmol/L，BUN分别为(5.5±2.4)、(4.8±1.9)mmol/L，UA分别为(473.1±12.7)、(259.7±12.4)μmol/L，sGFR分别为(96.07±3.5)、(113.2±1.3)mL/(min·1.73 m2)，两组比较，P均<0.05。

2.3 不同血清SUA水平高尿酸血症患者 ABCG2基因rs2231142位点基因型及等位基因比较不同血清SUA水平高尿酸血症患者 ABCG2基因rs2231142位点基因型及等位基因比较见表1。表1可见随尿酸水平升高，GT+TT分布频率逐渐升高，GG分布频率逐渐降低，T等位基因分布逐渐升高, G等位基因分布逐渐降低(P均<0.05)。

表1 不同血清SUA水平高尿酸血症患者 ABCG2基因rs2231142位点基因型及等位基因比较(%)

2.4 ABCG2基因rs2231142位点基因型与高尿酸血症的关系及发病风险 ABCG2基因rs2231142位点GT+TT基因型携带者罹患高尿酸血症的风险性是ABCG2基因rs2231142位点GG基因型携带者的1.23倍(95%CI为1.101～1.381，P<0.05)，T等位基因携带者罹患高尿酸血症的风险性是G基因型携带者的1.43倍(95%CI为1.256～1.628，P<0.05)。

性别、BMI与ABCG2基因rs2231142位点的交互作用差异无统计学意义(95%CI分别为0.26～1.68，0.35～1.68；OR分别为1.47，0.61；P均>0.05)，排除性别和BMI对于ABCG2基因交互作用的影响，而sGFR、SUA与ABCG2基因rs2231142位点之间交互作用差异有统计学意义(95%CI分别为1.34～37.39，1.51～17.86；OR分别为7.43,5.36；P均<0.05)。

2.5 ABCG2基因rs2231142位点不同基因型的高尿酸血症患者血清SUA、BUN、CREA水平及sGFR比较 ABCG2基因rs2231142位点不同基因型的高尿酸血症患者血清SUA、BUN、CREA水平及sGFR比较见表2。与ABCG2基因rs2231142位点GG基因型比较，GT基因型高尿酸血症患者血清SUA、BUN 和CREA水平升高，sGFR降低(P均<0.05)；与GT基因型比较，TT基因型高尿酸血症患者血清SUA、BUN 和CREA水平升高，sGFR降低(P均<0.05)。

表2 ABCG2基因rs2231142位点不同基因型的高尿酸血症患者血清SUA、BUN、CREA水平及sGFR比较

3 讨论

高尿酸血症是指细胞外液的尿酸盐呈超饱和状态，是以体内嘌呤代谢紊乱、尿酸增高为特征的疾病，可引起痛风和尿酸性肾病。尿酸是嘌呤代谢的终末产物，具有很强的抗氧化性，在保证细胞正常功能方面起着非常重要的作用。随着人类基因组计划和基因多态性研究的深入，人们逐渐意识到人类疾病都可能有其特定的基因背景，基因序列上和长度上的变异即SNPs是决定疾病易感性、表型和治疗差异的重要因素。高尿酸血症的发病机制目前尚不清楚，遗传易感性被认为是一个重要因素。实际上，这种疾病的潜在生物过程涉及基因之间复杂的相互作用、环境和生活方式等因素。因此，识别主要高尿酸易感性基因可以为将来痛风患者的早期分子诊断及靶向治疗做出新的贡献。在全基因组关联研究中，一些与高尿酸和痛风相关的易感基因被发现,尿酸转运蛋白变异或表达异常导致尿酸重吸收增加和排泄减少导致高尿酸血症，但机制尚未阐明。

ABCG2是一种 ATP 结合转运蛋白，在人体正常细胞以及肿瘤组织中均有表达，近年来有大量研究[9，10]发现ABCG2基因还表达在近曲小管的管腔膜侧，与尿酸在肾脏的代谢与外排泄过程有重要作用。ABCG2基因表达与高尿酸血症以及痛风之间存在较大的关联[11，12]，其功能紊乱会增加痛风和高尿酸血症的发病风险[13，14]，而尿酸的升高与肾功能以及其他代谢性疾病密切相关[15～17]。前期有研究发现错意突变位点Q141K(rs2231142)和Q126X(rs72552713)，认为是原发痛风及高尿酸血症的易感位点[18，19]。

人体血液中的尿酸从肾小球滤过，其中98%在近曲小管中段又被分泌到肾小球腔内，然后50% 重吸收的尿酸在近曲小管中段又被分泌到肾小管腔内,在近曲小管直段又有40%～44%被重吸收，只有6%～10%尿酸排出。正常人体内尿酸的生成与排泄速度较恒定，可见肾小球滤过对于尿酸的排泄作用密切相关，临床上用肾小球滤过率表示肾脏功能，故肾小球功能可直接影响到尿酸的排泄[20，21]。

本研究结果发现，随血清尿酸水平的升高，ABCG2基因rs2231142位点T等位基因分布与GT+TT基因型分布频率逐渐升高，G等位基因分布与GG基因型分布频率逐渐降低。本研究还发现高尿酸血症组与正常组该位点基因型及等位基因频率之间也有差异，表现出高尿酸血症组GT+TT基因型和T等位基因频率高于正常组，而GG基因型分布频率低于正常组的规律；风险分析显示携带T等位基因的人群罹患高尿酸血症的相对危险性是携带G基因型的1.43倍，携带GT+TT基因型的人群罹患高尿酸血症的相对危险性是携带GG基因型人群的1.23倍；排除性别和BMI的混杂影响后，ABCG2基因rs2231142位点与sGFR、尿酸水平存在交互作用；与ABCG2基因rs2231142位点GG基因型比较，GT基因型高尿酸血症患者血清SUA、BUN 和CREA水平升高，sGFR降低；与GT基因型比较，TT基因型高尿酸血症患者血清SUA、BUN 和CREA水平升高，sGFR降低，推测原因主要在于肾脏中ABCG2基因的表达在近曲小管上皮细胞顶膜，参与尿酸的分泌转运，故ABCG2功能异常会降低肾小管对尿酸的排泌，所以高尿酸血症相对风险性上升的同时导致肌酐清除率下降，肾功能损伤风险也相对增加。

综上所述，高尿酸血症患者ABCG2基因rs2231142位点T等位基因突变频率较高，其与患者sGFR、SUA存在交互作用。ABCG2基因rs2231142位点突变可能在SUA水平升高、肌酐清除率降低中发挥重要作用。