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编号:10255552
山东籍汉族血管紧张素转换酶基因多态性与高血压左室肥厚的相关研究
http://www.100md.com 2003年8月25日 《高血压杂志》 1999年第1期
     作者:李大庆 张运 马玉燕 王磊一 张薇 黎莉 王勇

    单位:李大庆 张运 张薇 黎莉 王勇 山东医科大学附属医院心内科;马玉燕 王磊一 山东医科大学附属医院基因研究室

    关键词:高血压病;基因;血管紧张素转化酶;左室肥厚;左室重构

    高血压杂志/990113 目的 研究山东籍汉族人ACE基因I/D多态性与高血压病及左室肥厚与重构的关系。方法 应用PCR技术分别测定山东籍汉族人中68例高血压病患者和78例健康人的ACE基因型,并对高血压病患者进行二维超声引导的M型超声检查。结果 高血压病组ACE基因DD基因型频率和D等位基因频率与对照组无显著性差异,但经纠正其它因素影响后,高血压病组DD型患者左室重量指数和室壁相对厚度均高于II型患者(P<0.05),经多元线性逐步回归分析,ACE基因型与左室重量指数和室壁相对厚度均独立相关(总R2分别为0.36和0.49)。ACE基因型分别可解释左室重量指数和室壁相对厚度总变异的3.76%和2%。结论 ACE基因I/D多态性可能与山东籍汉族人高血压病发生无关联,但却是高血压病患者左室损害的新的独立危险因素。
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    Insertion/Deletion Polymorphism of the Angiotensin Converting Enzyme Gene in Essential Hypertension and Left Ventricle Hypertrophy in Han Tribe in Shandong Province

    LI Daqing1, ZHANG Yun1, MA Yuya2, et al

    (1.Division of Cardiology, The Affiliated Hospital of Shandong Medical University; 2.Gene Lab, The Affiliated Hospital of Shandong Medical University)

    ABSTRACT Aim This study was to analysis the association between the ACE gene I/D polymorphism and essential hypertension or left ventricular hypertrophy in hypertensive patients. Methods The I/D polymorphism of ACE gene was studied using PCR. Left ventricular mass and geometry were assessed with duplex sonography in hypertensive patients. Results (1)The frequency of D allele and DD genotype of ACE gene were 39.71% and 23.53% in hypertensive patients compared with 39.75% and 17.95% in the normotensive group. These differences were not significant by χ2 analysis(P>0.05).(2) After adjustment for other co-variables, the DD genotype was associated with signficantly higher LV mass index and relative wall thickness than was the II genotype. On multipleregression analysis, Systolic blood pressure, gender and the ACE genotype were each independently related to LV mass index(R2=0.36), systolic blood pressure, body weigh index and the ACE genotype were each independently related to ralative wall thickness(R2=0.49). The ACE genotype explained an additional 3.8% and 2% of the variations of LV mass index and relative wall thickness, respectively. Conclusion D allele of ACE gene is not asociated with essential hypertension, but may be a new risk factor for left ventricular hypertrophy and remodeling in hypertensive population from Shandong province.
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    KEY WORDS esential hypertension; genes; angiotensin converting enzyme; left ventricular hypertrophy; left ventricular remodeling

    肾素-血管紧张素(RA)系统在体内水盐代谢调节,维持血管张力方面起有关键作用,刺激或抑制该系统分别会导致血压的上升和下降[1],血管紧张素转换酶(ACE)是RA系统的关键酶。研究表明,ACE基因第16内含子存在287bp的Alu顺序插入/缺失多态(I/D),DD基因型患者心肌局部和循环中ACE活性明显增高[2]。因此ACE基因I/D多态性有可能影响高血压病的发生,但尚存争议[3,4]。此外越来越多的证据表明,心肌肥厚与重构不仅是高血压病的并发症,而且是独立于血压之外的一种危险因素,与冠心病、心衰、脑卒中等心血管疾病密切相关[5]。其发生不仅受血压影响,遗传、神经体液等因素共同促进其发生,RA系统在其中起有重要作用[6]。ACE基因I/D多态性因此也有可能独立影响着高血压病患者的左室肥厚和重构。
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    本文旨在研究山东籍汉族人ACE基因I/D多态性与高血压病及左室肥厚与重构的关系。

    OBJECTIVES AND METHODS

    1 对象:所有受试者均为原籍山东并现居住在山东的汉族人,分为以下两组:(1)正常对照组 共78例,男性52例,女性26例,年龄30岁~75岁(53.7±11.36)。均排除高血压病、冠心病、脑血管病、肾脏病、高脂血症及糖尿病患者;(2)高血压病组 共68例,男性48例,女性20例,年龄35岁~75岁用1978年WHO高血压诊断标准,其中Ⅰ期患者12例,Ⅱ期患者56例,心功能Ⅰ-Ⅱ级,所有患者均为窦性心律。停服降压药物至少2周以上,静息状态下以袖带法测量左上肢血压。均排除冠心病、周围血管病、糖尿病、肾脏病及继发高血压患者。

    2 方法

    2.1 超声检查:68例高血压病患者取左侧卧位,探头频率2.5 MHz,取胸骨旁左室长轴切面进行M型超声检查,使M型超声游标与室间隔及左室后壁保持垂直,在同步心电图QRS波顶点即舒张末期时,测定室间隔和左室后壁厚度及左室内径,至少采取5个心动周期图像,取平均值按Penn公式计算左室重量,左室重量=[(室间隔+左室后壁+左室舒张末内径)3-左室舒张末内径3]×1.05-13.6,左室重量指数按最近推荐的方法即左室重量(g)/身高2(m2)计算,反映左室几何形状的室壁相对厚度按100×(室间隔+左室后壁)/左室舒张末内径计算。
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    2.2 基因分析

    2.2.1 基因组DNA提取:采用周围血白细胞,快速盐析法抽提DNA。

    2.2.2 ACE基因I/D多态标志测定:采用PCR技术测定位于ACE基因第16内含子的一个287 bp的Alu顺序插入/缺失多态标志。

    PCR引物

    上游5'-CTG GAG ACC ACT CCC ATC CTT CT-3'

    下游5'-GAT GTG GCC ATC ACA TTC GTC AGA T-3'

    设置:94℃5分钟初期变性,继之94℃变性1分钟,58℃复性2分钟,72℃延伸2分钟,30个循环后72℃延伸10分钟结束。 PCR反应产物行2%琼脂糖凝胶电泳,以PCR-Marker(美国Promega公司)为片段长度标志,EB染色下紫外灯检测。
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    为了排除因D等位基因可被优先扩增而导致ID基因型被错配为DD基因型[7]的可能性,所有被检为DD基因型的个体的DNA样本均行特异性插入PCR扩增,PCR引物

    上游引物5'-TGG GAC CAC AGC GCC CGC CAC TAC-3'

    下游引物5'-CGC CAG CCC TCC CAT GCC CAT AA-3'

    设置:94℃变性1分钟。78℃复性及延伸共1分钟,40个循环后72℃延伸10分钟。本研究中DD错配率为8%,这与文献报导的10%错配率相近[8]

    3 统计学分析

    3.1 计算两组基因型频率,确认其符合Hardy-Weinberg平衡。由基因型频率计算各组等位基因频率,组间频率比较用χ2检验。
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    3.2 临床表型计量资料间比较用t检验、协方差分析或方差分析,计数资料比较用χ2检验。

    3.3 用多元线性逐步回归分析ACE基因与高血压病左室重量指数和室壁相对厚度的关系,确立独立危险因素。

    3.4 所有数值均以±s表示,P值小于0.05作为具有统计学意义的显著性差异。

    RESULTS

    个体的ACE基因上如存在Alu插入顺序,PCR产物长度为490 bp,称之为插入型(I型),没有Alu顺序,产物为190 bp,称之为缺失型(D型)。因此电泳得到II、ID、DD三种基因型。对所有DD基因型个体均行特异性插入PCR扩增以纠正ID错配[7],如系ID基因型可得到长度为335 bp的扩增产物,DD基因型则无扩增产物。正常对照组II、ID、DD三种基因型频率分别为38.46%,43.59%及17.95%,等位基因D和I频率分别为39.75%和60.25%。高血压病组II、ID、DD基因型分别是44.12%,32.35%,23.53%,I、D等位基因频率分别是60.29%和39.71%,基因频率均符合Hardy-Weinberg平衡。二组之间基因型与等位基因频率无显著性差异(P>0.05)(Tab 1)。
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    Fig 1 Genotype of I/D polymorphism of ACE gene in 2% agarose gel electrophoresis

    68例高血压病患者临床表型及超声心动图检查各参数如Tab 2所示; DD基因型患者左室重量指数和室壁相对厚度与II、ID基因型患者有显著性差异(P<0.05)。

    Tab 1 Distribution of ACE genotype and alleles in two groups

    n

    Genotype

    Allele

    DD

    ID
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    II

    D

    I

    Control

    78

    17.95%

    43.59%

    38.46%

    39.75%

    60.25%

    HP

    68

    23.53%
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    32.35%

    44.12%

    39.71%

    60.29%

    DD vs non-DD:χ2=0.693,P=0.405,Fisher Exact=0.420

    DD+DI vs II:χ2=0.480,P=0.488,Fisher Exact=0.505

    D vs I:χ2=0.000043,P=0.995,Fisher Exact=1.000 对左室重量指数和室壁相对厚度进行协方差分析,纠正收缩压及性别影响后,DD和II基因型之间,左室重量指数仍有统计学意义差别(P=0.0313),与ID基因型间亦有显著性差别(P=0.0311);纠正收缩压及体重指数影响后,DD和II基因型之间室壁相对厚度仍有显著性差别(P=0.0176),但与ID基因型间的差别未达统计学意义(P=0.08)(Tab 2,3)
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    Tab 2 Clinical and laboratory parameters in hypertensive group

    Total

    II

    ID

    DD

    Cases

    68

    30

    22

    16

    Age

    55.1±10.1
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    55.3±11.1

    56.0±10.9

    53.3±10.0

    M/F

    48/20

    20/10

    16/6

    12/4

    BWI

    40.79±2.49

    41.74±2.96

    40.99±1.6
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    39.82±2.0

    SBP

    174.7±20.7

    175.0±23.0

    170.0±18.2

    176.4±20.2

    DBP

    112.2±11.1

    113.7±11.8

    110.4±12.5

    112.9±11.2

    Therapy
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    16(23.5%)

    6(20%)

    5(23%)

    5(31%)

    LVMI

    101.6±49.3

    88.1±22.8

    88.3±20.7

    133.0±48.6

    RWT

    47.2±9.2

    45.3±4.4
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    45.8±6.3

    55.98±10.7

    LVMI: Left ventricle mass index, RWT: Relative wall thickness

    *:P<0.05 DD vs II、IDTab 3 Covariance analysis of LVMI and RWT in hypertensive group

    LVMI(g/m2)

    RWT(%)

    DD

    131.3±13.6*△

    57.1±3.65*
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    ID

    89.78±10.1

    46.5±3.17

    II

    89.95±10.3

    44.6±2.76

    *:P<0.05 DD vs II;△:P<0.05 DD vs ID

    以血压、ACE基因型(ID/II=0,DD=1)、性别、体重指数、年龄作为自变量进行多元线性逐步回归分析,年龄与左室重量指数和室壁相对厚度均不相关,收缩压、性别、ACE基因型均与左室重量指数独立相关,共构成35.6%的总变异,收缩压、体重指数、ACE基因型均与左室室壁相对厚度独立相关,共解释49%的总变异。ACE基因型分别可解释左室重量指数和室壁相对厚度总变异的3.76%和2%。
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    DISCUSSION

    1990年Jacob等在对自发性高血压大鼠(SHR)和Wister-Kyoto大鼠进行杂交研究中发现,SHR大鼠血压调控基因位于第10号染色体上,非常接近ACE基因位点[9],这引起了高血压研究学者的极大兴趣。人们开始探讨ACE基因与高血压病间的关联。Zee等在澳大利亚人中发现,ACE基因I/D多态性与高血压病明显相关[3],但是大多数研究却不支持这一关联[4,10~12],Jeunemaitre等在美国一项同胞群的高血压研究中并未发现这种关联[4]

    其它三项关于欧洲白种人中的研究也得出同样的结论[10~12]。上述研究都是在白种人中进行的,但以我们以往的研究发现我国汉族人ACE基因I/D多态性基因分布与白种人明显不同,而与日本人较相近。因而Higashimori等在日本人中进行的一项研究对我们参考价值较大,他们发现ACE基因I/D多态性与高血压病不相关[13]。我们的研究发现在山东籍汉族人中ACE基因I/D多态与高血压病间不存在关联(P>0.05)。
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    必须指出的是,按常规PCR技术检测ACE基因I/D多态时,常常高估DD&127;基因型频率[7],即由于较短的序列可被优先扩增,因而ID基因型可被错配为DD基因型。文献报道错配率为10%左右,在本研究中为8%,我们认为这可能是国内同类研究DD基因型频率明显不同的原因之一。

    虽然大多数研究包括本研究排除了ACE基因I/D多态性与高血压病的关联,但数项研究表明I/D多态性与心肌肥厚和重构紧密相关[14~16]。Schunkert等首次报道心电图检出的男性左室肥厚患者中DD基因型频率明显增高[14]。这种联系在血压正常亚组中最强,反映了遗传因素的影响。Iwei等发现超声检测的左室重量在DD基因型组最高[15]。Charavi等发现DD基因型与左室几何形状及重构相关[16]。我们的研究则表明,在高血压病患者中通过协方差分析排除了血压、性别、体重指数等经典危险因素的影响后,与II型相比,DD型患者不仅心肌重量增加,而且反映心室重构的室壁相对厚度亦增加。多元线性逐步回归分析还显示ACE基因型分别可解释左室重量指数和室壁相对厚度总变异的3.76%和2%。这表明尽管影响程度较小,ACE基因I/D多态性仍是山东籍汉族人高血压病患者心脏损害的新的独立危险因素。
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    综上所述,我们的研究初步表明,ACE基因I/D多态性可能与山东汉族人高血压病发生无关联,但却是高血压病患者左室损害的新的独立危险因素。这对于全面防治高血压病患者的靶器官损害,识别高血压病患者中的高危人群,合理应用ACEI或AngⅡ受体拮抗剂具有一定的意义。应对这一潜在遗传危险因素给予充分重视并进行大规模前瞻性研究

    REFERENCES

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    10 Harrap SB, Daviddson HR, Connor JM,et al. The angiotensin I converting enzyme gene and predisposition to high blood pressure. Dutch hypertension and offspring study J Hypertens 1993;11:345
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    12 Berge KE,Berg K. No effect of insertion/deletion polymorphism at the ACE locus on normal blood pressure level or variability Clin Genet 1994;45:169

    13 Higashimori K, Zhao Y, Higaki J, et al. Association analysis of a polymorphism of the angiotensin converting emzyme gene with essential hypertension in the japanese population Biochem Biophys Pesear Commun 1993;191(2):399
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    14 Schunkert H, Hense HW, Holmer SR, et al. Deletion polymorphism in the angiotensin I converting enzyme activity is a strong risk factor for left ventricular hypertrophy in humans N Engl Med 1994;330:1634

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    16 Gharavi AG, Phillips RA,Diamond JA, et al. Deletion polymorphism of the angiotensin-Converting enzyme gene is associated with concentric remodeling of the left ventricle J Am Coll Cardiol 1995;25:136A

    收稿日期:1998-09-23, 百拇医药