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关键词：左室肥厚；肽基二肽酶A；基因；多态现象(遗传学)
【摘要 】 目的 探讨血管紧张素转换酶(ACE)基因多态性与高血压左室肥厚的关系。方法 对104例高血压病患者，采用二维引导下的M型超声心动图检测有无左室肥厚(LVH)，同时作24小时动态血压监测，采血检测ACE基因多态性(PCR方法)。113例正常人作基因频率检测。结果 (1)高血压LVH(+)与LVH(-)两组动态血压指标除夜间平均SBP、平均动脉压(MAP)差异有显著性外，24小时及白天平均SBP、DBP、MAP和夜间平均DBP两组间差异均无显著性。(2)LVH(+)组I基因频率明显高于LVH(-)组，LVH(+)组II基因型明显高于LVH(-)组。(3)113例正常人基因型频率分布：I为0.58，D为0.42。结论 本研究提示，ACE基因多态性与左室肥厚明显相关，II基因型者似更易发生左室肥厚。ACE基因型频率分布东方人与西方人不同。
The relationshipbetween the polymorphism of the ACE gene and left ventricular hypertrophy in hypertensivesubjects DENGJuelin, HUANG Dejia, CHENG Yongming, et al. First Hospital, West China University ofMedical Sciences, Chengdu 610041
【 Abstract 】 Objective Left ventricular hypertrophy(LVH) is a major independent risk factor for morbidity and mortality of cardiovasculardisease. Studies suggest that angiotensin II may stimulate cardiac protein synthesis,whereas bradykinin may have an antiproliferative effect. Angiotensin converting enzyme(ACE) is a key enzyme in the production of angiotensin II as well as the degradation ofbradykinin and thus may participate in the modulation of cardiac growth. In humans, theACE levels are determined genetically. In the present study, we examined possibility thatthe genotypes of the ACE gene might influence the development of LVH in hypertensivesubjects. Methods The study population consisted of 104 hypertensives with LVH orwithout LVH and 113 normal subjects. LVH was calculated from two -dimensionally guidedM-mode echocardiographic measurements. The hypertensive subjects were monitored byambulatory blood pressure monitoring (ABPM). The genotypes of the ACE gene was determinedby the polymerase chain reaction (PCR). Results (1) ABPM: No significant differences in mean levels ofSBP, DBP, and MAP of 24 hours and daytime and mean levels of DBP of nighttime between LVH(+) and LVH (-), but mean levels of SBP, MAP of nighttime. (2) The frequency of the Iallele was higher in the group of LVH(+) than in the group of LVH (-), the genotype of IIwas higher in the group of LVH(+) than in the group of LVH (-). (3) I allele frequenceswere 0.58 and D allele frequences were 0.42 in 113 normal subjects. Conclusions A significant relationship hasbeen found between the polymorphism of the ACE gene and LVH, the II genotype seems topredispose to LVH. The different frequencies of the ACE genotypes have been found betweenthe East and the West.
【 Keywords 】 leftventricular hypertrophy peptidyl-dipeptidase A gene
polymorphism (genetics)
左室肥厚(LVH)是心血管疾病的独立危险因子，高血压病人一旦发生LVH，其心血管事件发生率明显增高。一般认为LVH是左室压力负荷过重的结果，即左心室在过度的压力负荷下产生结构上的适应。但后来观察发现，血压水平与左室大小的关系并不十分密切，动脉血压的变化与肥厚程度不完全一致，不少LVH者血压正常。因而有人提出，在LVH的发生发展中，起重要作用的可能不仅仅是血流动力学因素，更主要还有某些神经内分泌因子参与。实验研究提示血管紧张素II(AngII)可刺激心脏蛋白的合成，而缓激肽(BK)可能具有抗增生效果。血管紧张素转换酶(ACE)在AngII的产生和BK的降解中是关键酶，因此可能参与心脏生长的调节。研究表明，ACE水平由遗传决定。本研究试图探讨ACE基因多态性与高血压左室肥厚的关系。
资料与方法
一、研究对象
1996年3月至1996年6月期间，在华西医大附一院就诊的高血压病患者104例，年龄30～80岁。同期113例正常人作基因频率检测。高血压的诊断：以发现血压高时的偶测血压值(主要根据病史提供)为依据，根据1978年世界卫生组织建议的标准：正常血压：SBP≤140mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)，DBP≤90 mm Hg；高血压：SBP≥160 mm Hg及(或) DBP≥95mm Hg；临界高血压：140 mm Hg
正常组：符合上述正常血压标准(2周内3次非同日偶测血压均不高于140/90mm Hg)，通过询问病史、查体、常规化验及心电图检查，排除器质性疾病。
二、研究方法
1.动态血压监测：符合纳入标准的患者不停药进行24小时动态血压监测(ABPM)，ABPM采用无创性携带式动态血压监测仪(美国太空实验室医学产品有限中心生产的90207型ABP监护仪)。袖带缚于受试者非优势臂，自动充气测量的间期规定如下：白天(6:00-18:00)为15分钟，夜间(18:00-6:00)为30分钟。记录并贮存SBP、DBP、平均动脉压(MAP)和心率(HR)值。统计如下指标：24小时平均SBP、DBP、MAP，白天平均SBP、DBP、MAP和夜间平均SBP、DBP、MAP值。
2.心电图(ECG)检测：标准12导联心电图，统计以下指标：V4 导联R波波幅(RV4 )、V5 导联R波波幅(RV5 )、 V5 导联R波波幅与V1 导联S波波幅之和(RV5 +SV1 )，单位为mV。
3.超声心动图(Echo)检测：ATL MK 500超声扫描仪，二维引导下的M型超声心动图按标准方法测出左室舒张末期内径(LVDd)、舒张末期室间隔厚度(IVS)和舒张末期后壁厚度(LVPW)，每个数据测量3次，取平均值计算左室大小。根据Devereux和Reichek方程得出左室重量(LVM)：LVM(g)＝1.04[(LVDd+IVS+LVPW)3 -(LVDd)3 ]-13.6，再按身高体重计算体表面积，最后得到左室重量指数(LVMI)：LVMI(g/m2 )＝LVM/体表面积。
4.左室肥厚的标准：Echo标准：LVMI：男≥112 g/m2 ，女≥104g/m2 。 ECG标准：RV4 ≥2.5 mV、RV5 或RV6 ≥2.5mV、RV5 +SV1 ≥4.0 mV (男)或3.5 mV(女)。
5.血液样本的采集：每个受检者从肘前静脉抽血5ml置于肝素化试管，用于聚合酶链反应(PCR)检测ACE基因多态性。
6.ACE基因多态性测定：抽提、纯化DNA用经典方法(即酚、氯仿抽提法)。PCR扩增检测ACE基因多态性：正义引物是5'-CTGGAGACCACTCCCATCCTTTCT-3',反义引物是5'-GATGTGGCCATCACATTCGTCAGAT-3'。反应终末体积为25μl。其中，两种引物分别为10 pmol，MgCl2 终浓度为2.5 mmol/L，KCl终浓度为50mmol/L，Tris-HCl终浓度为20 mmol/L (pH 8.4)，小牛血清终浓度为50 μl/ml，dNTPs混合物终浓度分别为0.2mmol/L，Taq DNA多聚酶为0.25 u。扩增30个循环，94℃、60秒变性，65℃、60秒退火，72℃、90秒延伸。PCR产物用2%琼脂糖电泳、溴乙淀染色、紫外光检测并照像。引物由北京赛百盛生物工程有限公司合成。
三、统计学分析
左室肥厚与左室正常两组三种不同基因型分析用行×列表χ2 检验和合并后用四格表χ2 检验，两组年龄、病程、血压、用药时间、LVMI、ACE水平比较用两组均数比较的t检验，吸烟、饮酒、用药病例数用两组率比较的χ2 检验。
结果
1.高血压左室肥厚[LVH(+)]与左室正常[LVH(-)]两组主要是根据超声心动图标准确定:心电图仅3例达到左室肥厚标准。LVH(+)组男38例，女14例，LVH(-)组男36例，女16例，两组年龄分别为(61.5±10.4)岁和(60.5±11.2)岁(P>0.50)、高血压病程分别为(11.2±9.8)年和(11.2±9.3)年(P>0.50)、有吸烟史者分别为9/52例和8/52例(P>0.50)、有饮酒史者分别为13/52例和12/52例(P>0.50)、发现高血压时偶测血压分别为
SBP (181±17) mm Hg和(175±17) mm Hg(P>0.05)；DBP(104±13)mm Hg和(106±13) mm Hg(P>0.20)、治疗过程中血压分别为SBP (146±15) mm Hg和(143±15)mmHg(P>0.20)；DBP( 84±10) mm Hg和(86±12) mm Hg(P>0.20)，差异均无显著性。两组病人应用血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)分别为15/52例和13/52例(P>0.50)、用药时间分别为(3.45±0.98)年和(3.21±1.02)年(P>0.50)、应用钙拮抗剂分别为46/52例和42/52例(P>0.25)、用药时间分别为(5.78±1.65)年和(5.99±1.34)年(P>0.50)、应用β受体阻滞剂分别为3/52例和4/52例(P>0.50)、用药时间分别为(2.23±0.45)年和(2.56±0.57)年(P>0.50)，应用其他降压药(萝布麻、复降片等)分别为31/52例和33/52例(P>0.50)、用药时间分别为(9.34±1.45)年和(9.23±1.33)年(P>0.50)，差异也无显著性。
2.如表1所示，动态血压监测两组除夜间平均SBP和平均MAP差异有显著性(P<0.05)外，24小时及白天平均SBP、DBP、MAP和夜间平均DBP两组间差异均无显著性(P>0.05)。
表1 高血压LVH(+)与LVH(-)动态血压指标比较(mmHg,±s)
| 组别 | 24小时平均血压 | 白天平均血压 | 夜间平均血压 | ||||||
| SBP | DBP | MAP | SBP | DBP | MAP | SBP | DBP | MAP | |
| LVH(+) | 138±15 | 82±8 | 102 ±9 | 140±15 | 83± 8 | 103± 9 | 135±15* | 79±8 | 99±9* |
| LVH(-) | 134±12 | 81±9 | 99± 8 | 138 ±14 | 84 ±9 | 102± 10 | 129± 11 | 77 ±8 | 95 ±8 |
注：与LVH(-)组比较，* P<0.05
3.两组基因型差异很明显，如表2所示，两组三种基因型用行×列表的χ2 检验，差异有显著性(P<0.025)，将等位基因频率I和D作四格表资料的χ2 检验单独分析，差异有显著性(P<0.025)，再将ID和DD合并为一组与II组作四格表资料的χ2 检验，差异仍有显著性(P<0.025)。即LVH(+)组I基因频率明显高于LVH(-)组，LVH(+)组II基因型明显高于LVH(-)组。
表2 高血压左室肥厚与ACE基因型的关系
及等位基因频率
| 组别 | 基因型 | 等位基 因频率 | |||
| II | ID | DD | I | D | |
| LVH(+) | 27 | 14 | 11 | 0.65 | 0.35 |
| LVH(-) | 15 | 13 | 24 | 0.41 | 0.59 |
| 统计学 | χ2 =8.30，P<0.025； | χ2 =6.04，P<0.025 | |||
4.113例正常人ACE基因型分布分别为：II：40，ID：50，DD：23；等位基因频率分别为：I：0.58，D： 0.42。
讨论
一般认为，长期压力负荷过重是导致心肌肥厚的重要因素，左心室在过度的压力负荷下产生结构上的适应。有研究认为影响LVH的主要因素是平均动脉压，也有研究发现夜间血压水平似乎对LVH起更重要的影响。
在本研究中，高血压左室肥厚与血压之间相关性不很明显，血压变化不是高血压左室肥厚的唯一影响因素。
有证据表明，左心室肥厚的产生还与“非血流动力学”因素有关。其中，AngII被认为可刺激心脏蛋白的合成，而BK可能具有抗增生效果，因而ACE作为其关键酶，被认为参与心脏生长的调节。研究发现，ACE水平由遗传决定。
ACE基因位于人染色体17q23，在16内含子由于存在或丢失一个287bp的DNA片段而有插入(insertion，I)、缺失(deletion，D)多态性的存在，不影响ACE结构，却可能和功能性的平衡失调有关。PCR检测发现有一个490bp片段(I等位基因)和一个190bp片段(D等位基因)，如图1所示。
图1 PCR扩增所示ACE基因型(M：分子量标记E：空白对照)
故可出现三种DNA基因型：(1)由两个490bp等位基因构成的基因型II；(2)由两个190bp等位基因构成的基因型DD；(3)由一个490bp、一个190bp等位基因组成的杂合子基因型ID。这种多态性能显著地影响血浆和细胞的ACE水平。
国外学者在ACE基因多态性与心血管疾病方面的研究较多，但关于其与LVH方面的研究不多，结果尚有争论。如Schunkert等[1] 的研究认为LVH者ACE基因呈纯合的DD型的频率较高(机会比1.76；95%可信限为1.22～2.53；P=0.003)，DD基因型与LVH的相关性男性较之女性更强(机会比2.63；95%可信限为1.50～4.64；P<0.001)，特别是在血压正常者中更明显(机会比4.05；95%可信限为1.76～9.28；P=0.001)。Iwai等[2] 的研究结果提示ACE基因多态性与血压无关，但DD基因型是LVH的预测因子。
但Kupari 等[3] 认为，ACE基因的变化对LVM或功能没有重要影响。Lindpaintner等[4] 也观察到ACE基因与超声心动图探测的左室大小之间缺乏遗传连锁。国内虽陆续有ACE基因多态性与某些心血管疾病关系的文献报道，但尚未见强调其与LVH关系的文献报道。
本研究发现：I基因与LVH明显相关，II基因型或者含I基因者似更易发生LVH，与文献报道DD基因型及含D基因者更易发生LVH，或者认为基因型与LVH不相关有明显不同。据文献报道，ACE基因在不同种族其多态性分布不同，该研究的结果是否与种族差异有关，为此，我们单独作了113例正常人，发现其ACE基因型频率分布(I为0.58，D为0.42)与西方人(I为0.43～0.46，D为0.54～0.57)[1,5-7] 不同，但与东方人(I为0.51～0.65，D为0.35～0.48)[8,9] 相似。刘志红等[10] 对我国江苏和福建两省的150名汉族健康人群的ACE基因型检测发现其频率分布I为0.74，D为0.26，也相似于东方人，而明显有别于西方人。说明种族差异确实存在。
本研究对104例高血压左室肥厚和高血压不伴LVH者进行了ACE基因多态性检测，结果发现ACE基因多态性与LVH明显相关，II基因型者似更易发生LVH。对113例正常人ACE基因型的检测发现东方人基因型频率分布与西方人不同。
本研究采用临床常用的确定LVH的方法，LVH本身是一个较复杂的过程，临床上难于鉴别心壁增厚是心肌细胞肥大的结果，抑或是间质增多的结果。高血压的入选标准是根据病史提供的过去偶测血压值，其临床特征及用药史属于回顾性资料，有可能存在回忆性偏倚；动态血压检测是在不停药情况下进行的，药物对LVH的作用强度和机理十分复杂，其降压效应与对LVH的影响是否一致尚不清楚。尽管两组动态血压指标没有明显不同，还不能完全否定LVH与动态血压指标之间存在一定关系。
参考文献
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3 KupariM,Perola M,Koskinen P, et al. Left ventricular size,mass,and function in relation toangiotensin- converting enzyme gene polymorphism in humans.Am J Physiol ，1994 ，267(3 Pt 2):H1107-1111.
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9 Yoneya K,Okamoto H, Machida M, et al. Angiotensin-converting enzyme gene polymorphism in Japanesepatients with hypertrophic cardiomyopathy .Am Heart J, 1995,130:1089-1093.
10 刘志红, 陈朝红, 关天俊, 等. 南方汉族人群中血管紧张素转换酶基因多态性的分布特点. 中华医学杂志,1996,76:778-779.
(收稿：1998-10-15)
, 百拇医药