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编号:10278482
血管紧张素转换酶基因多态性与糖尿病肾病有关联吗?
http://www.100md.com 《肾脏病与透析肾移植杂志》 1999年第1期
     作者:姚小丹 刘志红

    单位:南京军区南京总医院 解放军肾脏病研究所 南京,210002

    关键词:血管紧张素转换酶;基因多态性;糖尿病肾病

    1型

    1型-糖尿病(IDDM)和2型糖尿病(NIDDM)的发展经过与临床表现具有多样性特征,两者中30%~50%的患者发生肾脏合并症。糖尿病肾病(DN)发生和发展除受血流动力学和生化代谢因素影响外,基因遗传背景起有重要作用[1,2]。DN相关的候选基因包括三大类,即与糖代谢相关,与高血压或血流动力学相关,及与系膜增殖或基质产生增多相关的基因。其中血管紧张素转换酶(ACE)基因与DN的关系最为研究者所注目。究其原因有二:①ACE参与血管紧张素Ⅱ的产生与缓激肽的灭活,从而可能通过影响系统血压、肾脏血流动力,甚至通过影响系膜细胞增殖和基质产生与降解而参与DN的发生和发展;②临床研究已肯定ACE-抑制剂能有效纠正或改善DN早期主要异常(高血压和白蛋白尿)并延缓DN的进程。
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    人类ACE基因位于17号染色体短臂2区3带。十年前,ACE等位基因的一种变异型被发现,即在其第16内含子(intron)中缺失一长度为287 bp碱基序列,此变异型被称为缺失型等位基因(D);而原具有这一序列的ACE基因则相应被称为插入型等位基因(I)。ACE基因插入/缺失的多态性亦得以证实,人群中存在有三种基因型,即DD型,DI型和II型[3]。此后,ACE基因多态性与疾病的关联研究在各个领域上陆续展开。自1994年来,国内外对ACE-D等位基因与DN易感性关系进行了大量研究与报道[4,5]。由于结果相互矛盾,在ACE基因多态性与DN关联关系上出现了激烈的争议[5]

    1 ACE基因多态性与血ACE活性及高血压的关系

    ACE分布于血循环与各类组织中(特别是血管内皮细胞表面),其血浆水平及组织活性与遗传因素有极密切关系。大量证据显示,健康人群及各类疾病患者(包括原发性高血压,冠心病,糖尿病,IgA肾病及狼疮性肾炎患者)的血浆ACE活性与ACE基因多态性存在可能的关联关系。Tarnow等[6]在IDDM患者中发现,合并与不合并眼底病患者的血浆ACE活性并没有显著性差别,而合并肾脏病变较未合并者血浆ACE活性高。
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    IDDM和NIDDM患者ACE活性普遍较正常人有轻度升高。血浆ACE水平与ACE基因多态性关联关系均与健康人群相同:DD型患者血浆ACE水平最高,其次是DI型,最次为II型。在IDDM及NIDDM患者中,伴有DN者血浆ACE活性均显著高于不伴DN者[7,8]。对ACE基因调控血浆ACE水平的机制有两种推测,一是通过ACE的调控因子控制ACE蛋白质转录,另一看法认为ACE基因中片段的插入或缺失导致ACE-mRNA前体拼接不同,而插入片段的部分序列在成熟mRNA中表达后影响其稳定性,从而调控着ACE酶蛋白分泌[3]

    虽然血浆及组织ACE活性严格地受控于遗传因素,但ACE活性的个体间差异并不全由ACE基因多态性决定。不同种族间ACE基因的控制强弱不同。初始研究认为,ACE基因控制了ACE活性个体间变异的50%,但近来研究证实:高加索人ACE多态性决定了血浆ACE水平总体变异的29%,而黑种人的这一比例仅为9%。有人指出与ACE基因相邻的多个量化显征座位(multiple quantitative trait loci)可能比ACE基因对ACE水平的影响更大[5]
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    作为DN早期的两大临床主要特征之一的高血压与糖尿病和DN的预后有着密切的联系。至今ACE基因多态性与高血压病的联系同样仍存在有争议,国内也不乏支持与否定的报道[9~11]。不过,就是否定上述联系的研究仍提示ACE基因多态性与高血压病并发症(如脑梗塞,冠心病,心肌梗塞等)之间可能有关联。在糖尿病患者中,ACE活性增高虽然较为普遍,且高水平ACE活性可能导致高血压及肾脏血流动力学改变,但ACE基因多态性与糖尿病患者高血压的关联关系尚未得到一致的确认。多数人认为,ACE基因多态性与高血压是相互独立的影响因素。ACE活性的增高与糖尿病或DN患者的高血压表现之间的联系也没有得到较肯定的证实。

    2 ACE基因多态性与糖尿病肾病的发生

    ACE基因多态性与DN的关系主要集中于关联性研究。Marre等[7]于1994年首先报道了缺失型ACE等位基因与IDDM患者发生DN的关联,发现具ACE-D等位基因者发生DN的风险比数比(odds ratio,OR)为3.88,并在结论中指出DD型是IDDM患者发生DN的独立危险因素,而II型为DN的保护性基因。自此报道以后,世界各地出现了大量有关ACE多态性与IDDM以及NIDDM患者发生DN的关联性报道。
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    Schimidt等于1994年对119例IDDM患者进行ACE基因多态性分析,其结果表明DD型与IDDM患者发生DN有肯定的关联性。当该组作者于1995年将病例数扩充到247例时,发现IDDM患者发生DN与ACE基因多态性之间的关联关系并无显著性[12]

    Kunz等[3]对1994至1997年间发表的21项研究结果进行了综述性分析研究(meta-analysis)。21项研究累积两类糖尿病患者共5 336名。有关IDDM患者的资料全部来自高加索人种,涉及高加索人群共9个,支持ACE基因多态性与DN发生有关联的有3项,而否定关联的共6项,综述性分析的结果表明:高加索人种ACE-D等位基因的综合(pooled)频率为0.58(SD=0.039),在合并DN与不合并DN的IDDM患者间,ACE-D等位基因的频率差异有统计学上的显著性(P=0.055;95%CI为0.004~0.106),但由于各研究方法不统一及OR差别悬殊,无法计算出IDDM患者中ACE-D等全位基因的综合风险比数比。
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    上述分析研究中的NIDDM患者资料显示,5项高加索人的研究中4项研究未发现DD型和ID型的风险系数具有显著性,综合风险比数比为1.10,95%的可信限范围(CI)为0.83~1.45[13]。而涉及日本人NIDDM患者的7项研究中5项支持ACE基因多态性与NIDDM患者发生DN有显著性关联[14,15]。其ACE-D等位基因的频率较低(0.43,SD=0.069),合并DN与不合并DN的NIDDM患者间ACE-D等位基因频率的差异具有显著性意义(P=0.87;95% CI为0.002~0.172)。

    近二年来,我国学者对以汉族为主的人群及NIDDM患者的ACE基因多态性进行了分析研究。解放军肾脏病研究所[11]对150例中国南方汉族人群的ACE基因多态性进行了调查分析,II型占54.7%,DI型占39.3,DD型占6%,此结果得到了国内部分其它报道的印证,国人人群DD型比例相对较低,但也有人指出中国人ACE基因多态性与白种人相似[16]。ACE基因型与血浆ACE水平的关系在国人中也得到了相应证实[17]。李小英等[18]对68例小样本的IDDM患者进行了探讨,发现IDDM伴肾损害者较不伴肾损害者的D等位基因频率增高(P<0.05),而DD基因型也有差异的趋势(0.05[8]对131例II型NIDDM患者的ACE基因型进行分析,发现NIDDM患者中DD型比例与正常人群间的差别有显著性(21.4% vs 6.0%,P<0.01),DD型与NIDDM的发生明显相关(OR=4.26,95%CI为1.948~9.314)。合并DN的NIDDM患者(大部分患者有肾活检资料加以证实)的DD型比例显著性地高于未发生DN的NIDDM患者,从而提出DD型与NIDDM患者DN的发生有显著性的关联(OR=3.636,95%CI为1.168~11.323),还同时发现DD型与NIDDM患者的眼底病有关联关系。但未发现ACE-D等位基因与患者高血压、高血糖及肥胖间的关联的显著性。杨凌[19]的报道支持DD基因型与NIDDM患者DN易感性的关联。谷定黄等[20]对289例NIDDM患者的研究发现,ACE基因型分布及基因频率在NIDDM患者与对照人群间差别无显著性,但病程在五年以上合并DN的NIDDM患者的DD型比例与未合并DN者及对照人群之间的差别具有显著性意义(0.41 vs 0.24及0.21,P<0.05)。香港等地区华人NIDDM患者血管肾张素原T234位点多态性与ACE基因多态性的研究也表明,D型等位基因携带者的血浆ACE水平及尿白蛋白排泄较高,尿白蛋白排泄在MM/MT/II基因型患者最低,而TT/DD/DI基因型最高[21]
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    吴松华等[22]的研究表明,123例NIDDM患者与正常人群ACE基因频率差异不显著,合并DN与未合并DN组间基因型频率和等位基因频率差异不显著,但起病初期即出现DN者与5年内未出现DN者比较可见前者DD型及DI型有增多趋势,因而提示ACE基因多态性与早发性DN的易感性有关联。

    王立等[23]对ACE基因多态性与ACE抑制剂治疗DN疗效的研究中未能证实89例NIDDM患者ACE基因型分布与DN发生的关联关系。台湾地区[24]的报道指出,ACE基因多态性与高血压、糖尿病及冠心病之间的关联均不存在显著性。

    3 ACE基因多态性与糖尿病肾病的进展

    在研究ACE基因多态性与DN发生的关联性同时,人们也注意到ACE-D等位基因与DN进展间的联系。尽管德国学者Schmidt[25]未能证实DD型与DN关联的显著性,但仍发现合并DN的DD型患者较合并DN的DI及II型患者的肾脏病变进展更快。
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    英国的一项对NIDDM的研究表明,尽管在高白蛋白尿组与正常白蛋白尿组之间DD型出现的频率相似,但在高白蛋白尿组中,DD型患者尿白蛋白排泄高于DI和II型患者,提示DD型DN患者病程进展较快[26]

    DN的进展除蛋白尿的影响外,高血压也起有重要的作用。Frost等[27]观察到,在IDDM患者中,DD型患者的高血压发生率明显高于II型+DI型患者的高血压发生率(OR,4.26;95%CI为1.64~11.06)。但Pavlovic等[28]在对247例儿童IDDM患者的研究中并未发现ACE-D等位基因与高血压之间的关联关系。国内的研究在NIDDM患者中也未能证实ACE基因多态性与高血压的联系。

    Yoshida等[29]在长期随访的日本NIDDM患者中发现,伴有肾功能明显减退的NIDDM患者DD型比例明显高于肾功能稳定的患者,而肾功能稳定组DD型比例与正常人群相接近。总体上来看,DD型患者的肾存活率显著性地低于DI型或II型患者。95%的肾功能损害的DD型患者在十年内从糖尿病起病进展至透析阶段,且DD型的透析患者在透析阶段的死亡率较高。
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    未控制的高糖血症及胰岛素拮抗性可能影响糖尿病及DN的预后。Huang[30]在NIDDM患者中发现DD型患者的糖耐量异常与胰岛素拮抗性较其他类型患者更为突出。

    由ACE基因型与ACE活性的关系可以推测不同ACE基因型的糖尿病患者对ACE-抑制剂治疗的反应性可能不同[31]。国内有报道指出,在NIDDM患者中,DD型的DN患者对ACE抑制剂治疗的反应性最好,而II型患者反应性最差。但最近Jacobsen等[32]的资料表明,在IDDM患者中,伴高血压与白蛋白尿的II型患者对当前的保肾治疗方案反应最好。

    总之,研究糖尿病患者基因多态性具有重大意义,这一意义不仅在于判断糖尿病或DN的易感性,更重要的是揭示疾病多样化的本质及探索相应的防治措施。而当前ACE基因多态性与DN关联研究中所出现的争议正是糖尿病这种复杂性疾病(Complex disease)遗传学研究复杂性的反映。ACE基因作为糖尿病或DN候选基因中的一种,对疾病的发生及发展的作用仅可能是有限的。简单地将这一问题归因于种族间差异并不能促进问题的解决,在现有基础上通过增大样本容量、增进样本代表性及提高测定方法的准确性,确能减少统计学上的各类谬误,而要从根本上达到这一研究的目的可能得依赖于对ACE基因及其相连锁基因位点结构及功能的阐明。
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    收稿日期:1999-01-12

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