UCP1基因多态性与糖尿病患者周围血管病变的相关性研究

赵萍，曾佳玲，邓婷婷

摘要：目的  探讨UCP1基因多态性与糖尿病患者发生周围血管病变的关系。方法  以2019年7月-2020年7月我院440例糖尿病患者为研究对象，踝臂指数≤0.9为周围血管病变组，共207例；踝臂指数在0.9～1.4为对照组，共233例。采全血后提取DNA，SNaPshot法检测UCP1基因多态性，分析其与围血管病变关系及常见危险因素，MDR软件分析基因与环境因素交互作用。结果  两组BMI、SBP、DBP、TG、TC、LDL及NA比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；两组病程、FBS、HbA1c、HDL及吸烟史比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。糖尿病病程长和吸烟是糖尿病患者周围血管病变独立危险因素（P＜0.05）。调整病程、FBS、HbA1c、HDL、吸烟后rs1800592位点AA比GG患者周围血管病变患病高1.824倍（OR=1.824，P＜0.05）。rs45539933、rs10011540基因多态性与周围血管病变患病风险无关（P＞0.05）。病程、吸烟、rs1800592这3个交互作用模型有统计学意义（P＜0.05）。结论  糖尿病患者UCP1基因多态性与周围血管病变发病相关，rs1800592与吸烟、长病程的交互作用促进了糖尿病周围血管病变的发生。

关键词：糖尿病周围血管病变；解耦连蛋白1；高密度脂蛋白；糖化血红蛋白

中图分类号：R587.2                                 文献标识码：A                                 DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2024.08.016

文章編号：1006-1959（2024）08-0083-05

Study on the Correlation Between UCP1 Gene Polymorphism and Peripheral Vascular Disease

in Patients with Diabetes Mellitus

ZHAO Ping，ZENG Jia-ling，DENG Ting-ting

（Department of Endocrinology，Liuzhou Worker's Hospital，Liuzhou 545007，Guangxi，China）

Abstract：Objective  To investigate the relationship between UCP1 polymorphism and peripheral vascular disease in patients with diabetes mellitus.Methods  From July 2019 to July 2020， 440 patients with diabetes mellitus were enrolled in this study. The ankle-brachial index ≤0.9 was selected as he peripheral vascular disease group， with a total of 207 patients. The ankle-brachial index was 0.9-1.4 were as the control group， with total of 233 patients. DNA was extracted from whole blood， and UCP1 gene polymorphism was detected by SNaPshot method. The relationship between UCP1 gene polymorphism and peripheral vascular disease and common risk factors were analyzed. MDR software was used to analyze the interaction between gene and environmental factors.Results  There was no significant difference in BMI， SBP， DBP， TG， TC， LDL and NA between the two groups （P>0.05）， while there were significant differences in the course of disease， FBS， HbA1c， HDL and smoking history between the two groups （P＜0.05）. Long duration of diabetes mellitus and smoking were independent risk factors for peripheral vascular disease in diabetic patients （P＜0.05）. After adjusting the course of disease， FBS， HbA1c， HDL， smoking rs1800592 AA was 1.824 times higher than that of GG patients with peripheral vascular disease （OR=1.824， P＜0.05）. The rs45539933 and rs10011540 gene polymorphisms were not associated with the risk of peripheral vascular disease （P>0.05）. The three interaction models of course of disease， smoking and rs1800592 were statistically significant （P＜0.05）.Conclusion  UCP1 gene polymorphism is associated with the incidence of peripheral vascular disease in patients with diabetic mellitus. The interaction of rs1800592 with smoking and long course of disease mellituspromotes the occurrence of diabetic peripheral vascular disease.

Key words：Peripheral vascular disease;Uncoupling protein 1;High-density lipoprotein;Hemoglobin

周围血管病变（peripheral vascular disease， PAD）是心脑血管疾病的独立预测因子，周围血管疾病增大了下肢截肢风险，影响患者的生命质量及降低预期寿命。糖尿病是PAD的主要危险因素。糖尿病所致患者PAD起病隐匿、进展迅速，严重损害患者身心健康。糖尿病患者各种代谢异常，如晚期糖基化终产物，低密度脂蛋白胆固醇和氧化应激产物等已证明可加剧PAD。遗传因素在糖尿病患者发生PAD过程中的作用尚不清楚。人体内大多数血管被脂肪组织包围，这些脂肪组织被称为血管周围脂肪组织（perivascular adipose tissue， PVAT）。PVAT表现出棕色脂肪组织（brown adipose tissue， BAT）特征，表达BAT特有的解偶联蛋白1（uncoupling protein 1， UCP1）[1]。BAT与糖尿病患者胰岛素抵抗及血脂代谢有关[2]。PVAT参与调节血管功能，对血管提供机械支持，通过内分泌或旁分泌方式维持血管生理功能稳态平衡[3]。BAT对血管功能的维持独立于血糖之外，在保持小鼠葡萄糖代谢正常状况下，去除肩胛间BAT会导致小鼠主动脉硬化[4]。UCP1与人类心血管系统稳态有一定的关系[5]，UCP1基因多态性与糖尿病微血管并发症视网膜病变有关[6]。目前基因技术在其他疾病的诊治领域已经取得了不错的成就，在PAD中的应用比较滞后[7]。为了解遗传易感性在糖尿病患者PAD中的作用，本研究探讨了UCP1基因多态性与糖尿病患者PAD关系，以期对糖尿病患者PAD早期筛查和及时干预提供参考。

1资料与方法

1.1一般资料  使用Quanto软件按非匹配的病例对照研究估算样本量，假设检验水准α=0.05，检验效能1-β=0.8，预期OR=1.8，UCP1等位基因频率（minor allele frequency， MAF）为0.2，糖尿病周围血管病变患病率为20%，计算出糖尿病PAD组与无PAD的对照组各组至少需要192例研究对象。选取2019年7月-2020年7月在柳州市工人医院内分泌科住院的440例糖尿病患者的资料进行研究。踝臂指数（ankle-brachial index， ABI）≤0.9为PAD组，共207例，年龄32～70岁，平均年龄（59.26±8.12）岁；男114例，女93例；汉族115例，少数民族92例。踝臂指数在0.9～1.4（不含0.9，含1.4）为对照组，共233例，年龄29～70岁，平均年龄（59.89±7.90）岁；男118例，女115例；汉族112例，少数民族121例。两组年龄（t=0.821，P=0.412）、性别（？字2=0.863，P=0.353）、民族（？字2=2.460，P=0.117）比较，差异无统计学意义（P>0.05）。纳入标准：年龄18～70岁。排除标准：糖尿病急性并发症状态、妊娠状态、智力低下、肢体残疾等不能配合检查者；ABI＞1.4。本研究通过了柳州市工人医院伦理委员会批准，所有患者签署知情同意书。

1.2方法  收集研究对象姓名、性别、年龄、民族、糖尿病病程及吸烟信息，血压重复测量3次取平均值，每次测量间隔大于1 min。己糖激酶法测量空腹血糖（fasting blood glucose， FBG），高效液相色谱法测量糖化血红蛋白（glycosylated hemoglobin A1C， HbA1c），比色法测定甘油三酯（triglyceride， TG）、总胆固醇（total cholesterol， TC）、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol， LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein cholesterol， HDL-C），尿酸酶紫外法测血尿酸（uric acid， UA）。采用2017版欧洲心脏病协会周围血管病变诊断标准：ABI≤0.9[8]。利用OMRON动脉硬化检测仪测量患者ABI。采集患者空腹全血3～5 ml，AxyPrep血基因组DNA销量试剂盒法提取DNA。利用SNaPshot法对各基因位点做单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism， SNP）分析。通过GENE Mapper软件分析数据，找出检测位点信息，导出检测结果，记录每个位点详细情况，汇总检测结果。

1.3统计学方法  采用SPSS 23.0软件、SHEsis在线软件及MDR软件进行数据分析。以（x±s）表示计量资料结果，构成比表示计数资料结果。t检验比较两组计量资料差异，？字2检验比较计数资料差异；多因素非条件Logistic回归分析PAD危险因素、UCP1各位点基因型与周围血管病变关系。SHEsis在线软件分析Hardy-Weinberg平衡。MDR软件进行基因与环境因素交互作用分析。当P＜0.05时表示差异有统计学意义。

2结果

2.1单因素分析  两组BMI、SBP、DBP、TG、TC、LDL及NA比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；两组病程、FBS、HbA1c、HDL及吸烟史比较，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

2.2多因素非条件Logistic回归分析  先将糖尿病PAD组赋值1，对照组赋值0；协变量为两组单因素比较差异有统计学意义的指标：病程、FBS、HbA1c、HDL、吸烟史。前4种为连续性变量无需变换，吸烟史为计数资料，吸烟者赋值1，无吸烟者赋值0。Logistic回归分析得出糖尿病病程长及吸烟是糖尿病患者PAD的独立危险因素，见表2。

2.3糖尿病周围血管病组与对照组基因型Hardy-Weinberg平衡检测  UCP1基因位点rs1800592、rs10011540、rs45539933基因位点均检出3种基因型，各组基因型频率均符合Hardy-Weinberg平衡，见表3。两组基因型分布符合群体代表性，可进一步分析。

2.4 UCP1基因位点SNP与糖尿病患者周围血管病变易感性分析  多因素非条件Logistic回归分析以是否患PAD为因变量，分别以rs1800592、rs10011540、rs45539933基因型为自变量，以病程、FBS、HbA1c、HDL、吸烟为协变量，并对吸烟等计数资料进行赋值处理。通过分析发现：在调整病程、FBS、HbA1c、HDL、吸烟影响后，rs1800592位点纯合型AA比GGPAD患病概率高1.824倍（OR=1.824，P＜0.05）。rs45539933、rs10011540单核苷酸多态性与PAD无关（P＞0.05），见表4。

2.5 rs1800592基因多态性和环境交互作用分析  采用MDR软件对UCP1基因与病程、吸烟环境因素之间的交互作用分析，纳入rs1800592基因型、病程及吸烟3个因素分析，结果产生3种交互作用模型，仅病程、吸烟、rs1800592模型具有统计学意义（P＜0.05），该模型发生PAD风险高，见表5。

3讨论

糖尿病在全球流行，国际糖尿病联盟2019年发布的全球糖尿病地图显示，全球约有4.63亿糖尿病患者，我国是糖尿病总人数及糖尿病增长人数最多的国家[9]。2018年流行学调查表明我国成人糖尿病发病率超过12.4%[10]。每年糖尿病和糖尿病并发症给患者家庭及社会造成了极大的经济负担。PAD是糖尿病常见并发症之一，同时，糖尿病是PAD的重要危险因素[11]，导致PAD的分子机制不明，可能涉及基因、细胞、生化和多种分子机制，目前无有效的治疗干预措施。随着全球糖尿病发病率的增加，PAD并发症的风险明显增加[12]。PAD是一种慢性进展性动脉粥样硬化性疾病，最终可能引起部分或全部周围血管闭塞，常常危及腹主动脉、髂动脉、下肢，偶可累及上肢[13]。随着人类医疗技术及及社会经济发展，人类预期寿命延长，风险因素暴露时间相应延长，全球受PAD影响的人近2亿[13，14]，控制PAD的重要性与日俱增。PAD患者的临床表现多样，部分患者常常缺乏症状，部分患者可能进展成为动脉溃疡、肢体间歇性跛行、静息性肢体缺血甚至需要截肢、高死亡率[13]。PAD严重危害人类健康，与PAD相关的高风险致命及非致命心血管事件如心肌梗死和中风风险较大。PAD是一种需要与心血管疾病一样重视的血管疾病，也是一种缓慢进展的全身性疾病，常常需要多学科医护人员合作才能改善预后的疾病。日常生活中，要重视PAD危险因素的管理。传统的周围血管病变的危险因素有高龄、吸烟、血压高、血脂高及血糖高[8]。炎症因子白介素6、C反应蛋白、纤维蛋白原等促进PAD的发生发展，免疫机制可能参与了PAD病生过程[8]。本研究发现吸烟、高空腹血糖、高糖化血红蛋白、糖尿病病程长，以及低高密度脂蛋白是糖尿病患者发生PAD的危险因素，其中吸烟和糖尿病病程长是糖尿病患者发生PAD独立的危险因素。糖尿病病程长是不可控因素，戒烟、控制好血糖及维持血脂代谢平衡等常见危险因素仍是预防糖尿病患者发生PAD的重要因素。

目前，还缺乏理想的生物标志物可用于筛选PAD、对PAD患者进行风险分层或监测对血管重建的治疗反应。基因工程及基因工具已经能为人类许多疾病提供筛查、诊断及监测帮助，目前在PAD领域的这类发展较滞后[7]。近年来遗传因素在血管病变诊治中的作用逐渐受到重视，随着基因工具及基因工程的不断发展，可能为研究和识别PAD的发展和进展中的新途径提供了机会，从而识别新的生物标记物和治疗方法[7]。全基因组关联研究确定了与外周动脉疾病（PAD）相关的几个基因变体，其中rs6584389a＞C变异与ABI降低有关，与2型糖尿病患者内中膜厚度有关[15]。研究显示[16]，rs1051730多态性与PAD风险增加密切相关（P=5.1×10-6），而rs1902341与疾病风险无关；rs1051730多态性与血浆低密度脂蛋白胆固醇水平升高有关（P=0.001），并且吸烟者比不吸烟者患PAD的风险更大（P＜0.01）。相对于传统治疗PAD方法，人们已经在探索用于PAD的基因治療法，基因治疗目前比较安全，疗效仍待进一步探索[17]。所谓基因治疗法就是将编码蛋白质的基因物质注射到患者患肢中，通过这些基因编码的蛋白质增加血运重建[17]。PVAT为血管提供机械支持作用，同时还具有旁分泌及内分泌功能，它表达BAT标志性蛋白UCP1，与维持血管生理功能相关。UCP1相关的代谢活动有利于维持心血管系统稳态[5]。BAT维持血管生理功能独立于血糖之外，保持小鼠葡萄糖代谢正常状况下，去除肩胛间BAT会导致小鼠主动脉硬化[4]。本研究探讨了UCP1基因启动子区域rs1800592、rs10011540和第2外显子区域rs45539933单核苷酸多态性与糖尿病患者PAD的关系，结果发现在调整病程、FBS、HbA1c、HDL、吸烟影响后，rs1800592位点纯合型AA比GG患者发生PAD概率高（OR=1.824，P＜0.05）。rs45539933、rs10011540 SNP与糖尿病患者PAD无关（P＞0.05）。鉴于糖尿病患者发生糖尿病患者PAD起病隐匿，随着基因检测技术的不断发展及检测费用的逐渐降低，可鉴定糖尿病患者UCP1 rs1800592基因型，对于AA基因型未合并糖尿病患者PAD的患者，在控制传统危险因素血糖等基础上，可缩短筛查糖尿病患者PAD的时间，从而及时诊治周围血管病变，提高患者生存质量。

研究发现，许多慢性疾病是基因与环境因素相互作用的结果。吸烟可影响PAD患者线粒体功能[18]。基因与环境之间的相互作用可认为是在遗传基础上对环境因素易感性的影响，深入研究基因与环境相互作用，可帮助了解人群对某疾病易感性差异的原因，为人为干预某种疾病的发生发展提供依据。本次研究通过基因与环境因素相互作用分析，发现病程、吸烟、rs1800592模型发生糖尿病患者PAD风险大，其中糖尿病病程延长及rs1800592基因型不可避免，对于UCP1 rs1800592 AA基因型的患者强力推荐戒烟以预防周围血管病变发生。吸烟是PAD可改变的重要危险因素，吸烟的烟雾中含有上千种有害物质，其中主要有害物质烟碱有较强的收缩血管作用，长期作用于血管可引起血管痉挛缺血及内膜增生等危害，最终导致PAD[19]。电子烟不能替代吸烟，与吸烟类似，在成年吸烟者中，电子烟会导致外周和大脑血管功能受损，同时与吸烟者相比，电子烟的感质会降低[19，20]。目前我国公众场合均已禁烟，现实生活中也存在很多烟民戒烟困难，此时，烟民可求助于医生，很多三甲医院都设有戒烟门诊，可向烟民提供合理的咨询或药物治疗，提高患者戒烟信心。

綜上所述，吸烟及糖尿病病程长是糖尿病患者发生PAD独立危险因素。UCP1基因rs1800592单核苷酸多态性与糖尿病患者发生PAD风险相关。病程、吸烟、rs1800592基因与环境交互作用增加了糖尿病患者发生PAD风险。吸烟是糖尿病患者发生PAD可控的重要危险因素，加强糖尿病患者戒烟宣传及教育对预防PAD十分重要。糖尿病病程及基因型为不可控因素，加强UCP1 rs1800592基因型筛查，以及对UCP1 rs1800592 AA基因型的糖尿病患者进行PAD筛查，有助于缩短筛查周围血管病变并发症时间间隔，严格控制传统PAD危险因素，做到早发现早治疗，改善糖尿病患者预后及提高此类患者生存质量。

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收稿日期：2023-05-06；修回日期：2023-06-06

編辑/肖婷婷