晚期糖基化终产物受体及DNA修复相关基因多态性与冠心病的相关性研究

【摘要】研究背景：近年来，冠心病（CoronaryAteryDisease,CAD）已成为威胁人类健康的主要杀手。目前认为CAD是一种由遗传和环境危险因素共同作用而发病的多基因遗传性疾病[1]。虽然已知糖尿病、高血压、高脂血症、吸烟等会促进CAD的发生与发展，但一级亲属有CAD病史，将来发生CAD的危险性较一级亲属没有CAD病史的人群增加2倍以上，是发生CAD的独立预测因素，这提示CAD存在易感基因[2,3]。因此，从遗传学角度研究基因突变与CAD发生、发展的关系，意义深远。同时，预防CAD的发生也是重要的公共健康问题，筛选疾病相关的易感基因是一种有效的方法。筛选CAD特殊的易感基因可以增加对CAD分子生物学发病机制的认识，确定CAD的高危人群并进行早期预防和干预。在过去的几年，涌现了大量有关常见基因变异与CAD相关性的全基因组关联研究，然而仍有大量与疾病或表型密切相关的常见基因变异尚不清楚[4,5]。最主要原因是我们忽视了基因多位点间的上位效应[6]。因此研究多个候选基因的相互作用与CAD的相关性，有助于我们理解CAD的发病机制。晚期糖基化终产物受体（ReceptorforAdvancedGlycationEnd-product，RAGE）是细胞表面分子的免疫球蛋白超家族成员之一，与晚期糖基化终产物（AdvancedGlycationEnd-product，AGE）及其它分子相互作用参与炎症反应、动脉粥样斑块形成、血管收缩等，最终导致心血管系统功能损伤、动脉粥样硬化及血栓形成[7-9]。动物实验证据表明对RAGE基因进行药物封锁或者敲除后能够减少炎症反应、心力衰竭及CAD的发生[10,11]。在人体中血浆可溶性RAGE或sRAGE能够预测心力衰竭的发生和发展[12]。同样，血浆sRAGE水平与冠状动脉造影确诊的CAD呈负相关，并且这种相关呈剂量依赖性，血浆sRAGE水平低的患者患CAD的风险升高[13]。因此在这些发现的基础上，RAGE可能在CAD的发病机制中发挥重要作用的推测是合理的。RAGE基因的编码具有很高的多态性。迄今为止，已经发现超过20种基因多态性，其中与CAD的关系最受关注的为四种常见多态性，即位于启动区域的rs1800625（T-429C）和rs1800624（T-374A），第三外显子区的rs2070600(Gly82Ser)以及第7个内含子区的rs18400（3G1704A）。尽管已经有大量有关RAGE基因与CAD相关性的研究，但是现在我们还不清楚缺乏其中一种或多种基因多态性是否会增加CAD易感性[14-17]。因此我们应该利用更加全面的基因手段来进一步阐述RAGE基因与CAD发病的关系。为了获得更多的信息，我们研究RAGE基因这四种常见多态性在2248例汉族人群CAD发病中的独立和相互作用。越来越多的证据表明由氧化应激诱导的DNA损伤在动脉粥样硬化的发生发展过程中发挥重要作用[18-20]。DNA修复相关基因的缺陷可能与DNA损伤修复效能的差异有关，从而最终导致心血管事件的发生[21,22]。为更好地理解基因的上位效应，在本研究中我们选择了4种DNA修复相关候选基因的6种多态性，分别是X线修复交叉互补基因1（XRCC1:rs1799782和rs25487）、X线修复交叉互补基因3（XRCC3:rs861539）、亚甲基四氢叶酸还原酶（MTHFR:rs1801133和rs4846049）、NAD(P)H：醌氧化还原酶（NQO1:rs1800566），来进一步识别和鉴定其基因-基因交互作用对东北地区汉族人群CAD易感性的影响。第一部分晚期糖基化终产物受体基因多态性与冠心病的相关性研究目的：目前研究表明RAGE可能在CAD的发病机制中发挥重要作用。为进一步从基因方面进行阐述，我们旨在探讨RAGE基因的四种常见多态（rs1800625、rs1800624、rs2070600、rs184003）与大量东北地区汉族人群中CAD发生风险的独立和相互作用。方法：本研究是以医院为基础的病例对照研究，入选了入住大连医科大学附属第一医院心内科的2248例无血缘关系的患者。根据冠状动脉影像结果分为CAD组及对照组。CAD组入选的标准为通过冠状动脉造影证实至少有一支主要血管（左主干、左前降支、回旋支和右冠状动脉及其分支）狭窄程度超过50%。排除标准：冠状动脉痉挛、心肌桥或者其它非冠状动脉粥样硬化病变。CAD组1142例，年龄、性别匹配的对照组1106例。应用聚合酶链式反应-连接酶检测反应对受检多态性进行基因分型。分别采用皮尔森χ2检验和非配对ｔ检验以及Mann-WhitneyU检验比较CAD组和对照组所有受检多态位点的基因型和等位基因分类及连续变量的差异。采用皮尔森拟合优度检验基因型分布是否符合Hardy-Weinberg平衡；校正混杂因素后，应用Logistic回归分析方法对受检多态位点每个基因型进行分析；运用开放多因子降维软件（MDR）进行基因的交互分析。结果：尽管进行了Bonferroni校正，rs1800625和rs184003多态性在基因型及等位基因上存在显著差异。Logistic回归分析表明校正混杂因素后rs1800625和rs184003多态性无论在累加模型（OR=1.20和1.23；95%CI：1.06-1.37和1.06-1.42；P=0.006和0.008）或隐性模型（OR=1.75和2.39；95%CI：1.28-2.40和1.47-3.87；P<0.001和<0.001）均与CAD的发生呈显著正相关。在单倍型分析中，单倍型C-T-G-G和T-A-G-T（等位基因顺序为rs1800625、rs1800624、rs2070600、rs184003的等位基因）使CAD的发病风险分别增加62%(95%CI：1.19-1.87；P=0.0052)和63%(95%CI：1.14-2.34；P=0.0075)。进一步进行交互分析确定包含rs1800625和rs184003多态性的最佳MDR模型，最大检验率为0.6856，交叉验证的一致率为10/10；同时MDR模型结果得到了经典Logistic回归模型证实。结论：本文主要研究东北地区汉族人群中RAGE基因的四个常见多态性位点与CAD的相关性。通过常用的多基因疾病的分析方法（单倍型分析和多元降维法），我们发现RAGE基因rs1800625和rs184003多态性独立地或相互地在汉族人群CAD的发病中发挥重要作用。第二部分DNA修复相关基因多态性与冠心病的相关性研究目的：越来越多的证据表明DNA损伤在动脉粥样硬化的发生发展中发挥重要作用。为了得到更多证据，我们从4个DNA修复相关候选基因里选出6个多态性进行分析，分别是XRCC1(rs1799782和rs25487)、XRCC3(rs861539)、MTHFR(rs1801133和rs4846049)、以及NQO1(rs1800566），主要筛选和鉴定其可能的基因-基因相互作用对东北地区汉族人群CAD易感性的影响。方法：本研究是以医院为基础的病例对照研究，入选了入住大连医科大学附属第一医院心内科的2248例无血缘关系的患者。根据冠状动脉影像结果分为冠心病组及对照组。冠心病组入选的标准为通过冠状动脉造影证实至少有一支主要血管（左主干、左前降支、回旋支和右冠状动脉及其分支）狭窄程度超过50%。排除标准：冠状动脉痉挛、心肌桥或者其它非冠状动脉粥样硬化病变。CAD组1142例，年龄、性别匹配的对照组1106例。应用聚合酶链式反应-连接酶检测反应对受检多态性进行基因分型。分别采用皮尔森χ2检验和非配对ｔ检验以及Mann-WhitneyU检验比较CAD组和对照组所有受检多态位点的基因型和等位基因分类及连续变量的差异。采用皮尔森拟合优度检验基因型分布是否符合Hardy-Weinberg平衡；校正混杂因素后，应用Logistic回归分析方法对受检多态位点每个基因型进行分析；运用MDR软件进行基因的交互分析。结果：6种受检的多态性均符合Hardy-Weinberg平衡。在病例组和对照组MTHFR基因rs1801133和rs4846049的基因频率和等位基因分布存在显著差异（P≤0.005）；XRCC1基因rs1799782的基因型分布存在显著差异（P=0.002）。在隐性模型中，以下三个位点显著增加CAD风险，分别为rs1799782(OR=1.53;95%CI:1.16-2.02;P=0.003)；rs1801133(OR=1.54;95%CI:1.22-1.94;P<0.001)；rs4846049(OR=1.74;95%CI:1.13-2.69;P=0.013)。进一步交互分析表明rs4846049、rs1801133和rs1799782组成最佳MDR模型,该模型最大检验率为0.6885，交叉验证的一致率为10/10（P=0.0030）。进一步函数图验证该MDR模型的可信度。结论：本文主要研究东北地区汉族人群中四种DNA修复基因的六个常见多态性位点和CAD的相互关系。通过常用的多基因疾病的分析方法（单倍型分析和多元降维法），我们发现XRCC1（rs1799782）和MTHFR基因（rs1801133和rs4846049）多态性独立或相互地在汉族人群CAD的发病中发挥重要作用。
【作者】于晓红；
【导师】杨延宗；
【作者基本信息】大连医科大学，内科学，2014，博士
【关键词】冠心病；晚期糖基化终产物受体；多态性；DNA修复；基因-基因相互作用；

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