ADRB1基因多态性与冠心病发病及病情严重程度的关系

郑 曦，熊挺淋，张荣驿

冠心病(coronary heart disease，CHD)是由冠状动脉发生动脉粥样硬化病变，从而引起血管腔狭窄或阻塞，造成心肌缺血、缺氧或坏死而导致的心脏病，对心脏功能损害严重，甚至出现心力衰竭或猝死[1]。冠心病病死率极高，在我国发病率呈逐年上升趋势，并趋于低龄化，其病因复杂，临床认为是先天遗传因素和后天饮食、代谢、锻炼等因素长期影响而导致[2]。目前，在强调后天因素如生活习惯等在冠心病预防、治疗中作用的同时，临床更注重在基因水平探索其相关发病因素。

肾上腺素能受体在冠心病病因学研究中一直占有重要位置，国内外针对β1肾上腺素能受体(beta-1 adrenergic receptor，ADRB1)与心肌耗氧量、β2肾上腺素受体(β2adrenergic receptor， β2-AR)与血管损伤及(β3adrenocept，β3-AR)介导脂肪代谢相关反应等进行了系列研究。有报道指出，ADRB1可参与第二信使环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate，cAMP)的生成，ADRB1活性减弱、次生cAMP减少与多种心脑血管疾病的病理改变相关、基因多态性与糖尿病、高血压、冠心病等有关[3]。因此，本研究基于ADRB1基因Ser49Gly及Arg389Gly的多态性分析，探讨ADRB1基因多态性与冠心病的发病及病情轻重的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2017年3月—2019年5月我院收治的冠心病病人86例为试验组，选择同期健康体检者86名为对照组。试验组，男47例，女39例；年龄45～62(50.11±6.93)岁；对照组，男45名，女41名，年龄46～64(51.98±7.64)岁。两组年龄、性别比较差异均无统计学意义(P>0.05)。详见表1。试验组根据冠状动脉造影结果进行SYNTAX评分[4]，按得分结果分为3组，SYNTAX评分0～22分为低分组，23～32分为中分组，≥33分为高分组，3组性别、年龄比较差异无统计学意义(P>0.05)。详见表2。

表1 两组一般资料比较

表2 试验组不同SYNTAX评分组间一般资料比较

1.2 纳入与排除标准 纳入标准：试验组经冠状动脉造影确诊为冠心病；对照组经320排CT或冠状动脉造影检查排除冠心病；为汉族且病人间无血缘关系；知情本研究并签署知情同意书。排除标准：伴有肝肾功能严重不全者；糖尿病病人。

1.3 方法 采集病人晨起空腹静脉血10 mL，通过氯仿饱和酚法提取基因组DNA，模板为基因组DNA，采用聚合酶链反应结合DNA直接测序法，对ADRB1基因Ser49Gly及Arg398Gly的多态性进行检测。采用Primer 5.0及Oligo 6.0软件对海生物科技有限公司提供的引物进行设计及特性验证，其中正向引物：Ser49Gly为5′-AGCCCGGTAACCTGTCGT-3′，Arg398Gly为5′-TTATCCGTTGGTCTTAGGAA-3′；反向引物：Ser49Gly为5′-CGCTGTCCACTGCTGAGA- 3′；Arg398Gly为5′-GCGGCATGGTAATTAAGCTC- 3′。聚合酶链式反应(PCR)反应体系(25 μL)：10×2.5 μL缓冲液，正向、反向引物各1 μL，脱氧核糖核苷三磷酸(dNTP)混合物2 μL，TaqDNA聚合酶0.25 μL，模板DNA 1 μL，灭菌蒸馏水补足；反应过程：首先在95 ℃进行4 min预变性，然后按照95 ℃反应20 s，55 ℃反应30 s，72 ℃反应 30 s的次序循环30周期，最后在72 ℃延伸3 min，并通过1%琼脂糖凝胶电泳进行测定，直接测序PCR产物。

1.4 SYNTAX评分系统 通过计算机程序计算SYNTAX积分。前3个问题分别是冠状动脉优势度、病变及病变血管节段数量，最大病变数为12个，每个病变可能涉及1个或多个节段；每个病变的积分将通过相关节段计算。后9个问题是病变的不良特征，依据不良特征获得每个病变的积分，各病变积分之和为SYNTAX积分。评分越高说明冠状动脉病变程度越重。

1.5 Hardy- Weinberg平衡定律 群体内一个位点上的基因型频率和基因频率将代代保持不变，处于遗传平衡状态。Hardy-Weinberg遗传平衡行χ2检验，以P<0.05表示样本人群该基因频率不符合遗传平衡法则；P>0.05表示样本人群该基因频率符合遗传平衡法则，具有恒定性[5]。

2 结 果

2.1 基因分型及Hardy-Weinberg遗传平衡检验结果 ADRB1基因Ser49Gly在人群中的多态性包括纯合野生型(Ser/Ser)、杂合突变型(Ser/Gly)及纯合突变型(Gly/Gly)；Arg389Gly同样存在纯合野生型(Arg/Arg)、杂合突变型(Arg/Gly)及纯合突变型(Gly/Gly)3种分型。在本研究中，基因型分布均符合 Hardy-Weinberg 遗传平衡，基因频率处于遗传平衡。详见表3、表4。

表3 ADRB1基因Ser49Gly分型及Hardy-Weinberg遗传平衡检验结果 单位：例(%)

表4 ADRB1基因Arg389Gly分型及Hardy-Weinberg遗传平衡检验结果 单位：例(%)

2.2 ADRB1各基因模型与冠心病的关系 单因素分析显示，ADRB1基因Ser49Gly位点的等位、显性及隐性基因模型均为冠心病的影响因素(P<0.05)。经Logistic回归校正年龄、性别后，ADRB1基因Ser49Gly位点等位基因模型、显性基因模型为冠心病的影响因素(P<0.05)。基因Arg389Gly位点在校正前只有隐性基因模型为冠心病的影响因素，校正后隐性基因模型不是冠心病的影响因素(P>0.05)。详见表5。

表5 ADRB1各基因模型与冠心病的相关性

2.3 各SYNTAX评分亚组ADRB1基因Ser49Gly多态性分布 3个SYNTAX评分亚组的Ser49Gly位点多态性分布比较差异无统计学意义(P>0.05)。详见表6。

表6 SYNTAX评分亚组ADRB1基因Ser49Gly位点基因型频率分布 单位：例(%)

3 讨 论

冠心病是临床常见心血管疾病之一，临床多突发心前区发作性绞痛或压榨痛[6]。目前，国内外医务工作者已在不同人群中对遗传多态性与冠心病风险之间的关系进行了众多研究，并认为冠心病是与多基因相关的一种疾病，若能进一步阐明其基因水平发病相关因素，则可极大地提高预防、诊断及治疗冠心病的能力[7-9]。

人类ADRB1基因位于10q24～26，主要分布在心、肝脏、肾脏、骨骼肌及脂肪组织，可介导心脏正性肌力并调节心率，Ser49Gly及Arg389Gly是其两种常见基因型[10]。有报道指出Ser49Gly及Arg389Gly基因多态性与高血压、糖尿病、心力衰竭、冠心病均有一定的相关性[11]。有研究表明，ADRB1属于G蛋白偶联受体超家族成员，经儿茶酚胺激活后与Gs蛋白偶联，活化腺苷酸环化酶，转化ATP为环磷酸腺苷(cAMP)，并激活cAMP依赖蛋白激酶A，引起L型钙通道开放，增加心肌收缩细胞Ca2+内流及肌浆网Ca2+释放，可加快心率，增强心肌收缩力，增加心脏血液排出量[12-13]。Songtao等[14]通过转染不同ADRB1基因型到仓鼠成纤维细胞，体外发现Gly49及Gly389可抑制腺苷酸环化酶活性，从而降低cAMP的表达。cAMP作为第二信使参与调控血管舒张，cAMP表达的降低可加重血管收缩及血小板聚集[15]。本研究中发现Ser49Gly等位基因与冠心病紧密相关，显性基因模型与冠心病存在一定的关系(P<0.05)，说明Ser49Gly基因突变在体内呈显性表现，突变型杂合子及纯合子均可能增加冠心病发病率；Arg389Gly隐性基因模型的单变量分析与冠心病相关，考虑年龄、性别的混杂因素，校正后的模型与冠心病无关。

为了研究基因多态性与冠心病严重程度的关系，有必要对冠心病严重程度进行客观评价。冠心病临床表现多种多样，症状严重程度不同，但大多数病人的冠状动脉粥样硬化病理表现更为常见。冠状动脉造影是诊断冠心病的金标准，尽管如此，冠状动脉病变的位置及程度仍然可预测其分级的复杂性，SYNTAX评分系统全面考虑各种复杂因素，客观反映冠心病病情严重程度，病情随着SYNTAX评分升高而加重[16]。鉴于此，本研究根据SYNTAX评分对试验组病人进行分组，结果具有一定可信度。

冠心病发生不仅与遗传因素有关，且与诸多外部因素如环境等有关，ADRB1基因Ser49Gly多态性与冠心病有一定的相关性，但与SYNTAX评分所示的病情轻重无关。这其中有两种可能性：首先，冠心病是一种具有一定程度遗传倾向的疾病，必然与多基因变异有关，ADRB1基因Ser49Gly可能是与冠心病发生有关的位点而非其病情严重程度的相关位点；其次，在冠心病发生及进展中，可能有些许相关的遗传因素，但诸多环境因素、生活习惯等后天因素在冠心病的发生及发展中发挥了一定作用，且可能在病情加重的过程中起到的作用更大。然而，本研究中并未排除药物基因组的相互作用及ADRB1基因多态性与β受体阻滞剂间的相互作用对冠心病进程的影响。此外，样本来自中国汉族人群，样本民族、区域及数量均有一定的局限性，因此，研究结果仍需进一步确认。