李建飛+房秋菊+張明宇

[摘要] 冠心病是全世界范圍內導致死亡的疾病，全基因組關聯(lián)研究（GWAS）發(fā)現(xiàn)了許多與冠心病相關的易感基因位點。本文綜述9p21染色體單核苷酸多態(tài)性（SNP）和冠心病的關系，9p21風險基因的表達不僅增加冠心病的發(fā)病率，同時提高心肌梗死的發(fā)病率，并與早發(fā)冠心病和再發(fā)心肌梗死相關聯(lián)，但目前基因造成冠心病高發(fā)的具體作用途徑仍不清楚。

[關鍵詞] 9p21染色體；單核苷酸多態(tài)性；冠心病

[中圖分類號] R541.4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2014）02-0004-04

The 9p21 chromosome polymorphism and coronary artery disease： A research progress

LI Jianfei1 FANG Qiuju2 ZHANG Mingyu1

1.Department of Cardiology， the Fourth Hospital of Harbin Medical Univercity， Harbin 150001， China； 2.Department of Cardiology， Heilongjiang Provincial Hospital， Harbin 150038， China

[Abstract] Coronary heart disease is the leading cause of death worldwide. Many susceptibility genes associated with CHD had been identified by GWAS. This article reviews the association of single-nucleotide polymorphisms on chromosome 9p21 with the the risk of CHD. The presence of a risk allele at 9p21 locus increased the risk of myocardial infaction as well as CHD. In addition， it significantly associates with premature CHD and recurrent MI. The mechanism of genetic variants triggered the pathogenesis of CHD remains to be clarified.

[Key words] Chromosome 9p21； Single nucleotide polymorphism； Coronary artery disease 冠心病的發(fā)病率逐年升高，目前成為人類疾病譜的第一殺手。流行病學研究結果顯示冠心病具有遺傳因素作用，既往研究結果也發(fā)現(xiàn)了一些基因多態(tài)性影響血脂、血栓形成等，但如何測定冠心病易感基因，保護高危冠心病人群仍是一個堡壘。2007年以來，隨著高通量基因分型技術和統(tǒng)計學的快速發(fā)展，使得全基因組關聯(lián)研究（genome-wide association study，GWAS）策略得到廣泛應用，在冠心病易感基因定位方面取得了一系列成績。在此對近年冠心病遺傳領域的研究進展進行綜述。

1 GWAS在冠心病領域的進展

近20年來，通過家系連鎖分析研究人類的遺傳系統(tǒng)疾病取得了較大的進步，但這些進展僅局限于單基因疾病，而研究冠心病這種由多種遺傳因素和環(huán)境因素共同起作用造成的復雜性疾病遺傳變異卻受到了限制。2007年起采用GWAS研究冠心病取得了突破性進展。GWAS是通過整個人類基因組中數(shù)以百萬計的SNP為標記進行病例-正常關聯(lián)分析來尋找基因變異與表型之間的關系，發(fā)現(xiàn)影響人類復雜性疾病/性狀關聯(lián)的功能性位點和易感區(qū)域[1]。該技術采用基因芯片方法對核苷酸序列進行檢測和分析，具有高通量快速的優(yōu)點，實驗設計采用初篩實驗、重復驗證實驗以及生物學功能驗證三階段病例對照設計，能經(jīng)濟有效和確切地發(fā)現(xiàn)遺傳變異位點，對于致病位點和基因的鑒定具有如下優(yōu)點：①在進行GWAS研究之前不再需要構建任何假設；②一次可以監(jiān)測數(shù)以百計SNPs；③研究對象不僅局限于“候選基因”，基因可以是“未知”的。目前國內外多項實驗研究證實位于人9p21染色體上SNPs和冠心病發(fā)病率具有顯著關聯(lián)[2，3]，并在多種族的重復試驗中得到了驗證，并且這些易感基因的風險因素獨立于所有已知危險因素例如高血脂、高血壓、糖尿病和肥胖等之外，因此9p21成為冠心病遺傳領域研究的熱點。

2 染色體9p21區(qū)域結構特點

9pP21染色體動脈粥樣硬化的風險單倍型的核心區(qū)域不包含任何蛋白質編碼基因，其大部分的區(qū)域位于一個連鎖不平衡塊中，該區(qū)域內存在兩種細胞周期蛋白激酶抑制子編碼基因細胞周期素依賴性激酶2A/2B（CDKN2A/CDKN2B）以及名為ANRIL的大型反義非編碼RNA（ncRNA），其中ANRIL與CDKN2B基因存在部分重疊[4]。有證據(jù)表明ANRIL通過組蛋白修飾進而調控CDKN2A/2B[5，6]。

3 9p21染色體與冠心病

Talmud最早評估了9p21染色體SNPs在傳統(tǒng)評分基礎上對冠心病風險的影響。在NPHS-Ⅱ研究中，對傳統(tǒng)的風險因子調整后，攜帶此風險基因的純合子人群死亡比率為1.7。王擎等[7]在《Nature》發(fā)表了以中國漢族人群樣本為基礎的多階段病例對照研究設計的GWAS及重復驗證結果，在共1613例冠心病病例和1484例正常對照組的兩組人群中進行檢測，結果顯示位于9p21上的rs1333048和rs1333049兩個位點與冠心病顯著相關，C和G為其風險等位基因，并且發(fā)現(xiàn)位于6q24.1上的rs6903956位點也與冠心病相關聯(lián)（P=4.87×10-12，OR=1.51）。2012年7月，顧東風等[8]在《Nature》發(fā)表了對3.3萬余名中國冠心病患者以及正常對照人群的GWAS，鑒定出8個冠心病相關的9p21遺傳易感區(qū)域。該研究第一階段對1515例冠心病患者和5019名對照人群的基因組DNA進行全基因組遺傳變異的關聯(lián)分析，隨后在15 460例冠心病患者和11 472名對照人群中進行多階段重復驗證，并在8.7萬歐洲人群全基因組樣本中交叉驗證，同時還首次鑒定出2p24.1、4q32.1、6p21.32和12q21.33共4個染色體區(qū)域，其遺傳變異可影響冠心病的發(fā)病。隨后，一項25 945份病例及31 777份對照的薈萃分析在《Human Genetics》雜志上發(fā)表，該研究表明9p21上SNPs與東亞人群冠心病風險關聯(lián)緊密，其OR值為1.30，95%CI為1.25～1.35，其結果與高加索冠心病人群研究結果相似[9]。

4 心肌梗死相關SNPs

Helgadott最早研究了冰島心肌梗死患者的SNP rs1333040、rs2383207、rs1011627，結果顯示這3個SNP都與心肌梗死發(fā)病率顯著相關，其中rs10757278的堿基G與心肌梗死的相關度最高，OR=1.28，攜帶基因GG和GA相對危險度分別是正常人基因AA的1.64和1.26倍，G基因每拷貝一次，心肌梗死的發(fā)病時間會提前1年。此后，在韓國[10]心肌梗死人群中研究結果顯示，染色體9p21基因的rs10757274、rs2383206位點，攜帶基因GG和GA和患病風險較基因AA攜帶者增加30%。我國張琦[11]在432例漢族心肌梗死人群中的研究結果顯示，rs10757274、rs2383206這兩個位點的基因G可分別使心肌梗死患病風險提高40%和44%，在校正高血壓、高血脂和糖尿病等影響因素后分別為44%和54%（P < 0.01）。這些研究說明染色體9p21的基因變異與心肌梗死發(fā)病率高度相關，可以作為冠心病心肌梗死患者的危險度預測和進行預防檢測方法。由于地區(qū)和種族的不同，基因多態(tài)在不同群體中的表現(xiàn)頻率存在差異，與心肌梗死的關聯(lián)性也有所不同，目前研究染色體9p21上常見基因變異位點見表1。

表1 心肌梗死相關SNPs

5 9p21染色體與早發(fā)冠心病

早發(fā)冠心病被WHO定義為冠狀動脈造影狹窄率≥50%或已診為急性心肌梗死，且男性<55歲，女性<60歲。在一項包括212例早發(fā)冠心病和232例沒有冠狀動脈疾病的對照研究中，證實了rs10757278的A/G和G/G基因型、rs2383207的G/G基因型比A/A基因型在早發(fā)性冠狀動脈疾病關聯(lián)上具有更高的風險性（OR：2.207，95%CI：1.069～4.394，P：0.028；OR：3.051，95%CI：1.086～8.567，P：0.004；OR：2.964，95%CI：1.063～8.265，P：0.038）[18]。Lin等[19]在臺灣將入選的425例早發(fā)冠心病患者及1377例對照組作為樣本，研究結果顯示rs2383207位點的基因G同該人群早發(fā)冠心病的發(fā)生相關（OR：1.85，95%CI：1.13～3.10）。Zhou等[20]最早對染色體9p21與早發(fā)冠心病的相關性進行了薈萃分析，對篩選出的4個SNPs位點進行病例對照研究，結果顯示染色體9p21區(qū)域遺傳變異是導致早發(fā)冠心病發(fā)生的易感因素，rs2383 206（OR：1.17，95%CI：1.10～1.25，P < 0.01）；rs10757278（OR：1.28，95%CI：1.15～1.42，P < 0.01）；rs10757274（OR：1.17，95%CI：1.08～1.33，P=0.02）。

6 9p21染色體與再發(fā)心肌梗死

全球注冊的急性冠脈事件對2942例急性冠脈綜合征患者及170例在195d內出現(xiàn)再發(fā)心肌梗死患者進行對照研究發(fā)現(xiàn)，rs1333049與再發(fā)心肌梗死易感性相關，C為其風險等位基因，rs1333049為影響再發(fā)性心肌梗死的獨立危險因素（風險比HR：1.48，95%CI：1.00～2.19，P：0.048）[21]。Diether Lambrechts等[22]利用全基因組關聯(lián)研究，對英國和比利時2個地區(qū)2099例ACS患者隨訪5年，發(fā)現(xiàn)rs579459上C等位基因的多態(tài)性與再發(fā)心肌梗死相關（HR：2.25， 95%CI：1.37～3.71，P：0.001），在隨后的進一步研究中在1250例波蘭ACS患者得到重復驗證（HR：2.70，95%CI：1.26～5.82，P：0.011）。但近期Salim Virani等[23]在《Circulation》發(fā)表了對再發(fā)心肌梗死GWAS的分析結果，認為位于9p21區(qū)域上的位點（rs1333049，rs2383206，rs10757278，rs10757274）與再發(fā)心肌梗死無關。冠心病作為一種典型的復雜性狀，是多個遺傳基因及環(huán)境因素相互作用的結果。目前包括GWAS策略在內仍缺少有效方法評估基因-環(huán)境和基因間交互作用。同時由于人類種群的不同，也會導致基因組結構的不同，造成決定同一復雜性狀的遺傳學基礎在不同種族得到的結果存在一定的差異。

7 染色體9p21影響冠心病遺傳易感性的可能機制

這些基因多態(tài)性的改變如何從分子機制上引發(fā)冠心病高發(fā)還是目前研究的瓶頸。近年來，對冠心病風險基因的分子機制研究已取得了一些成績[24，25]，染色體9p21風險基因與CDKN2A/CDKN2B相隔約100 kb，p16INK4A和p15INK4b編碼的CDKN2A、CDKN2B被認為在調節(jié)部分細胞周期中起主要作用[26]，它們通過抑制腫瘤蛋白轉錄因子的分解，使E2F細胞增殖基因的表達能力下降，從而阻止細胞的增殖[26]。在動物模型中證實了這些調節(jié)細胞周期因子可以抑制血管平滑肌細胞的增殖[27，28]。Visel等[29]已證實敲除小鼠4號染色體70 kb的DNA，它與人類染色體9p21冠心病風險區(qū)間的非編碼基因同源，他們觀察到突變種小鼠中的CDKN2A和CDKN2B表達顯著下降，主動脈平滑肌的增殖能力明顯提升，這與冠狀動脈粥樣硬化相關。這一研究為9p21風險區(qū)間能夠調節(jié)細胞增殖和老化提供了有力的證據(jù)。Holdt等[30]分析得出與冠狀動脈斑塊形成相關的染色體9p21上CDKN2A、CDKN2B和MTAP也同樣在正常人群冠脈血管平滑肌上表達。Musunuru等[31]認為9p21.3基因多態(tài)性對心肌梗死的影響可能是通過介導對血小板活性的影響。Harismendy等[32]已經(jīng)證實在人類血管內皮細胞中，干擾素信號激活顯著地影響9p21染色體的結構和位點基因的轉錄調節(jié)。同樣的9p21.3位點基因可能影響細胞周期激酶抑制因子4b位點的反義非編碼RNA ANRIL的調節(jié)，進而調節(jié)CDKN2A和CDKN2B的表達，這種調節(jié)可能促進細胞的增殖，引起動脈粥樣硬化性改變[3，33]。

綜上所述，9p21染色體SNPs與冠心病發(fā)病率密切相關?；蜓芯康淖罱K目的是提供臨床預測、診斷和預后評估，并為患者提供個性化治療策略，9p21可以提供冠心病的風險預測，但目前實踐中我們還缺乏相關的專家共識，同時，研究基因造成冠心病高發(fā)的具體作用機制成為了我們更大的挑戰(zhàn)。

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（收稿日期：2013-11-01）

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（收稿日期：2013-11-01）