山媛,崔小麗,蔣鋒,梁導(dǎo)艷,孫晶瑩
急性缺血性腦卒中(acute ischemic stroke,AIS)是臨床最常見的腦血管疾病,約占腦血管疾病患者總數(shù)的70%。據(jù)統(tǒng)計,我國每年有150~200萬例新發(fā)卒中患者,這給患者及其家屬造成嚴(yán)重的經(jīng)濟及心理負擔(dān)[1]。AIS發(fā)病原因復(fù)雜,存在個體差異,且與環(huán)境、遺傳等多種因素有關(guān)。血小板膜糖蛋白(platelet glycoprotein,GP)Ⅱb/Ⅲa受體與纖維蛋白原有效結(jié)合是血小板聚集、血栓形成的最后通路,且在血栓形成過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。PAC-1為GPⅡb/Ⅲa纖維蛋白原受體,是目前公認(rèn)的可反映早期血小板活化程度的特異性標(biāo)志物。近年來,從分子生物學(xué)角度研究GP基因多態(tài)性與AIS的關(guān)系并探討腦卒中的發(fā)病機制已成為該領(lǐng)域的研究熱點。本研究旨在分析GPⅡb、Ⅲa基因多態(tài)性與AIS的關(guān)系,以初步探討AIS的發(fā)病機制。
1.1 研究對象 選取2017年10月—2018年11月陜西省人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)一科收治的AIS患者110例作為病例組,均符合《各類腦血管疾病診斷要點》[2]中AIS的診斷標(biāo)準(zhǔn),并經(jīng)顱腦磁共振成像(MRI)檢查確診。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)發(fā)病至入院時間≤7 d;(2)首次發(fā)病且未服用抗栓、抗凝藥物(如阿司匹林、氯吡格雷、雙嘧達莫、華法林等)或既往腦梗死近2周停用抗栓、抗凝藥物。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)合并出血性腦血管疾病、短暫性腦缺血發(fā)作(TIA)、顱內(nèi)占位性病變、顱內(nèi)感染者;(2)伴有嚴(yán)重心、肝、腎功能不全者;(3)合并血液系統(tǒng)疾病、嚴(yán)重自身免疫系統(tǒng)疾病者;(4)臨床資料不完整;(5)患者或其家屬依從性差、不能完全配合研究者。另選取同期在陜西省人民醫(yī)院門診體檢中心的體檢健康者90例作為對照組。本研究經(jīng)陜西省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核批準(zhǔn),所有受試者知情并簽署知情同意書。
1.2 觀察指標(biāo) 比較兩組受試者一般資料、實驗室檢查指標(biāo)及GPⅡb、Ⅲa基因型和等位基因分布頻率,不同GPⅡb、Ⅲa基因型患者PAC-1陽性血小板百分比。
1.2.1 一般資料 收集兩組受試者一般資料,包括性別、年齡及吸煙、飲酒情況。
1.2.2 實驗室檢查指標(biāo) 病例組患者于服用抗栓、抗凝藥物前采集肘靜脈血2 ml,對照組受試者于體檢當(dāng)天抽取肘靜脈血2 ml,均于0.5 h內(nèi)送檢。采用熒光素標(biāo)記的單克隆抗體流式細胞術(shù)檢測細胞抗原表達、細胞大小及細胞內(nèi)顆粒,識別正常細胞和異常細胞,計數(shù)PAC-1陽性血小板百分比,其參考范圍為0~10%。單克隆抗體及其配套試劑均購自美國BD公司,所用儀器為Beckman Coulter FC500流式細胞儀。采用氧化酶法檢測兩組受試者總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、空腹血糖(FPG)及同型半胱氨酸(Hcy)水平,所用儀器為美國貝克曼AU 5800全自動生化分析儀。
1.2.3 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR) 抽取兩組受試者肘靜脈血400 μl,采用全血基因組DNA提取試劑盒〔天跟生化科技(北京)有限公司生產(chǎn)〕提取DNA,使用紫外分光光度計測定DNA濃度,并置于-80 ℃冰箱中保存?zhèn)溆?。GPⅡb基因引物參照文獻[3],GPⅢa基因引物參照文獻[4],引物均由生工生物工程(上海)股份有限公司合成,采用ABI 2720 PCR儀進行擴增反應(yīng)。GPⅡb基因上游引物序列:5'-CTCAAGGTAAGA GCTGGGTGGAAGAAAGAC-3',下游引物序列:5'-CT CACTACGAGAACGGGATCCTGAAGCCTC-3',擴增目的片段長度253 bp,PCR擴增反應(yīng)體系:MIX 20 μl,上、下游引物各 1 μl,DNA 2 μl,水 16 μl,共 40 μl;反應(yīng)條件:95 ℃預(yù)變性 5 min,95 ℃變性 30 s,60.5 ℃退火 30 s,72 ℃延伸 30 s,共 40 個循環(huán),最后 72 ℃延伸10 min。GPⅢa基因上游引物序列:5'-GTCGCCATAGC TCTGATTGC-3',下游引物序列:5'-GAGCCGGAGTG CAATCCTCT-3',擴增目的片段長度239 bp,PCR擴增反應(yīng)體系:MIX 20 μl,上、下游引物各 1 μl,DNA 2 μl,水 16 μl,共 40 μl;反應(yīng)條件:95 ℃預(yù)變性5 min,95 ℃變性 30 s,57 ℃退火 30 s,72 ℃延伸 30 s,共40個循環(huán),最后72 ℃延伸10 min。PCR擴增反應(yīng)完成后取10 μl產(chǎn)物行2%瓊脂糖凝膠電泳,確認(rèn)目的片段大小。marker條帶從上往下依次是1 000、700、500、400、300、200、100,左側(cè)為GPⅢa基因擴增目的片段,右側(cè)為GPⅡb基因擴增目的片段,見圖1。1.2.4 單核苷酸多態(tài)位點(SNP)測序 將PCR擴增產(chǎn)物直接送至生工生物工程(上海)股份有限公司進行測序,分析GPⅡb、Ⅲa基因多態(tài)性,測序方法為3730鳥槍法一代測序。
1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)處理,計量資料以(x± s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用q檢驗,兩組間比較采用兩獨立樣本t檢驗;計數(shù)資料分析采用χ2檢驗;采用Hardy-Weinberg平衡定律檢驗基因型分布情況。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
圖1 GPⅡb、Ⅲa基因擴增目的片段Figure 1 Amplified target fragments of GP Ⅱ b,Ⅲ a genes
圖2 GPⅡb基因SNP測序結(jié)果Figure 2 SNP sequencing results of GP Ⅱ b gene
2.1 一般資料和實驗室檢查指標(biāo) 兩組受試者男性比例、年齡、吸煙率、飲酒率及TG比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);病例組患者PAC-1陽性血小板百分比、TC、FPG、Hcy高于對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,見表1)。
2.2 SNP測序 SNP測序結(jié)果顯示,GPⅡb基因第18809位胸腺嘧啶(T)被鳥嘌呤(G)取代,使編碼第843位點的異亮氨酸(Ile)被絲氨酸(Ser)取代,形成Ile843Ser多態(tài)性,見圖2。GPⅢa基因第1565位T被胞嘧啶(C)取代,使編碼第33位點的亮氨酸(Leu)被脯氨酸(Pro)取代,形成Leu33Pro多態(tài)性,見圖3。
2.3 GPⅡb、Ⅲa基因型和等位基因分布頻率 病例組與對照組受試者基因型分布頻率均符合Hardy-Weinberg平衡定律(χ2值分別為0.60、2.38,P值分別為0.75、0.31)。兩組受試者GPⅡb基因型和等位基因分布頻率比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);其中病例組患者ab基因型、bb基因型及b等位基因分布頻率高于對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,見表2)。兩組受試者均未檢測出CC基因型,GPⅢa基因型和等位基因分布頻率比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05,見表3)。
2.4 不同GPⅡb基因型患者PAC-1陽性血小板百分比比較 aa基因型患者PAC-1陽性血小板百分比為(6.38±3.02)%,ab基因型為(7.65±4.96)%,bb基因型為(9.08±3.27)%。不同GPⅡb基因型患者PAC-1陽性血小板百分比比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=3.297,P=0.041);其中bb基因型患者PAC-1陽性血小板百分比高于aa基因型,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。
表1 兩組受試者一般資料和實驗室檢查指標(biāo)比較Table 1 Comparison of general information and laboratory examination results between the two groups
2.5 不同GPⅢa基因型患者PAC-1陽性血小板百分比比較 TT基因型患者PAC-1陽性血小板百分比為(7.61±4.22)%,TC基因型為(7.33±1.23)%。不同GPⅢa基因型患者PAC-1陽性血小板百分比比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=0.134,P=0.893)。
圖3 GPⅢa基因SNP測序結(jié)果Figure 3 SNP sequencing results of GP Ⅲ a gene
表2 兩組受試者GPⅡb基因型和等位基因分布頻率比較〔n(%)〕Table 2 Comparison of genotype and allele distribution frequency of GP Ⅱ b between the two groups
表3 兩組受試者GPⅢa基因型和等位基因分布頻率比較〔n(%)〕Table 3 Comparison of genotype and allele distribution frequency of GP Ⅲ a between the two groups
AIS具有發(fā)病率高、復(fù)發(fā)率高及致殘率高等特點,已成為嚴(yán)重威脅全球范圍內(nèi)居民健康的主要疾病之一[5-6]。既往研究表明,遺傳相關(guān)因素可能增加人群卒中易感性,成為卒中發(fā)生的重要原因之一[7-8]。動脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)是缺血性腦卒中的重要病理基礎(chǔ)[9],血管內(nèi)皮細胞損傷及功能障礙貫穿AS發(fā)生及發(fā)展的整個過程,暴露的膠原和組織因子促進GP與膠原結(jié)合,進而引起血小板黏附與活化,釋放二磷酸腺苷(ADP)和血栓素A2(TXA2)等活性物質(zhì),促使GPⅡb/Ⅲa表達增加、三級結(jié)構(gòu)變化及受體結(jié)合位點暴露,最終導(dǎo)致血小板聚集及血栓形成。
既往研究表明,GP在血小板黏附、聚集和活化過程中發(fā)揮著重要作用[10]。目前已確認(rèn)的GP基因主要包括GPⅢa基因和GPⅡb基因,二者均定位于染色體17q21-q22,GPⅡb基因位于GPⅢa基因的3'端。GPⅡb基因包含30個外顯子和29個內(nèi)含子,全長約17.2 kb。GPⅢa基因包括14個外顯子和13個內(nèi)含子,基因全長約46 kb。GPⅡb和GPⅢa基因在血小板上以Ca2+依賴性二聚體形式存在,其在復(fù)合物狀態(tài)下才能很好地發(fā)揮受體功能。DNA分子上攜帶的基因信息決定蛋白質(zhì)性質(zhì),如DNA分子上特定部位的堿基名稱、數(shù)量和順序發(fā)生改變,則其所編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)也會發(fā)生變化。
目前,GPⅡb基因多態(tài)性的研究報道較少,研究較為深入的是HPA3a/3b,即2622T→G突變導(dǎo)致異亮氨酸(HPA-3a)被絲氨酸(HPA-3b)取代[11]。本研究結(jié)果顯示,病例組患者ab基因型、bb基因型及b等位基因分布頻率高于對照組,與既往研究結(jié)果相一致[12],提示GPⅡb基因多態(tài)性可能與AIS發(fā)生有關(guān)。本研究結(jié)果還顯示,bb基因型患者PAC-1陽性血小板百分比高于aa基因型,提示攜帶b等位基因可能通過增強血小板早期活化程度而增加AIS發(fā)生風(fēng)險,分析其原因可能為基因突變導(dǎo)致GP表面纖維蛋白原受體的分布密度、形態(tài)和功能改變,血小板活化功能隨之改變,從而增加血栓性疾病如心肌梗死、AIS、深靜脈血栓形成等發(fā)生風(fēng)險[13]。
GPⅢa基因多態(tài)性是T1565C,即2號外顯子的1565T→C點突變導(dǎo)致第33位點處亮氨酸(HPA-la,PlA1)被脯氨酸(HPA-lb,PlA2)取代,稱為PlAl/A2同種抗原系統(tǒng)。FLOVD等[14]研究表明,腦梗死患者PlA2等位基因和PlA2/A2基因型頻率高于正常對照組,提示PlA2等位基因可能是腦梗死的獨立危險因素。TODINOVA等[15]研究表明,攜帶PlA2等位基因可能通過調(diào)節(jié)血小板細胞膜彈性、形態(tài)及活化狀態(tài)而促進血栓形成。但MAGUIRE等[16]研究卻發(fā)現(xiàn),GPⅢa rs5918基因多態(tài)性與缺血性腦卒中發(fā)生無關(guān)。本研究結(jié)果顯示,兩組受試者GPⅢa基因型和等位基因分布頻率間無統(tǒng)計學(xué)差異,且不同GPⅢa基因型患者PAC-1陽性血小板百分比間無統(tǒng)計學(xué)差異,提示GPⅢa基因多態(tài)性與AIS發(fā)生無關(guān),分析其與既往研究結(jié)果不同的原因可能如下:(1)基因發(fā)揮作用受環(huán)境等多種因素影響;(2)不同種族、人群存在遺傳異質(zhì)性;(3)GPⅢa基因可能與AIS其他高危等位基因位點之間存在連鎖關(guān)系。
綜上所述,GPⅡb基因多態(tài)性與AIS的發(fā)生有關(guān),攜帶b等位基因者可能通過增強血小板活化程度而增加AIS發(fā)生風(fēng)險,而GPⅢa基因多態(tài)性則與AIS的發(fā)生無關(guān);但本研究為單中心研究,代表性有限,結(jié)果結(jié)論仍有待多中心聯(lián)合、前瞻性研究進一步證實。
作者貢獻:山媛進行文章的構(gòu)思與設(shè)計,結(jié)果分析與解釋,負責(zé)撰寫論文,對文章整體負責(zé),監(jiān)督管理;山媛、崔小麗進行研究的實施與可行性分析,論文的修訂;山媛、蔣鋒、梁導(dǎo)艷、孫晶瑩進行數(shù)據(jù)收集、整理、分析;蔣鋒負責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校。
本文無利益沖突。