施瑩,楊子聰,劉海潤,薛焱,張舒,黃信順,盧建勇,劉伶
隨著社會老齡化的發(fā)展,冠心病和認知功能障礙已經(jīng)成為威脅人類生活質(zhì)量的重大慢性疾病。近年來研究發(fā)現(xiàn),冠心病患者發(fā)生認知功能障礙的風(fēng)險較普通人群顯著增加,并且兩者之間具有許多相同的危險因素,如肥胖、高齡、高血壓病史、糖尿病、吸煙史及飲酒史等[1]。除此之外,炎癥反應(yīng)及血管損傷也被發(fā)現(xiàn)在冠心病及認知功能障礙的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用[2-5],遺傳因素如相關(guān)炎性因子的基因多態(tài)性與二者的發(fā)病風(fēng)險密切相關(guān)[6-7]。白細胞介素(Interleukin,IL)-35 是1997 年由Devergne等[8]發(fā)現(xiàn),是由EBi3及IL-12A(IL-12p35)兩個亞基構(gòu)成的一種異二聚體,分子結(jié)構(gòu)與其他IL-12 家族細胞因子相似。2002 年,IL-35 被正式定義為一種新的抗炎因子[9]。近年來多項研究發(fā)現(xiàn),IL-35在包括心腦血管疾病在內(nèi)的多種疾病的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用[10-11]。本課題組前期研究及一項針對墨西哥人群的研究均發(fā)現(xiàn)IL-35基因位點多態(tài)性可能與冠心病的發(fā)病風(fēng)險存在相關(guān)性[12-13]。但目前關(guān)于IL-35 基因多態(tài)性與疾病易感性的研究尚少見,尤其是針對IL-35 基因多態(tài)性與認知功能障礙的相關(guān)性研究更為少見。本研究擬對IL-35基因多態(tài)性與冠心病患者認知功能障礙的發(fā)生風(fēng)險進行探討。
1.1 研究對象 選擇2015年2月—2016年10月在廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院心血管內(nèi)科住院的冠心病患者。納入標(biāo)準(zhǔn):首次經(jīng)冠狀動脈造影或典型臨床癥狀及(或)心電圖、心肌損傷標(biāo)志物診斷為冠心?。ò毙孕募」K溃┑幕颊撸?4-15]。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)有其他嚴重疾病如惡性腫瘤、嚴重肝臟疾病、自身免疫性疾病等。(2)有腦實質(zhì)、血管疾病史(如腦出血、腦梗死、腦外傷)及其他中樞性神經(jīng)疾病病史(如癲癇、帕金森癥)等。(3)有視、聽功能障礙或意識障礙不能配合完成認知功能評估者。(4)其他情況不能配合完成認知功能評估者。符合以上標(biāo)準(zhǔn)者共406例,同意參加本項研究者349(86.0%)例,其中男240 例,女109 例,年齡29~78 歲,平均(60.15±7.55)歲。本研究獲得廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn),所有研究對象均簽署知情同意書。
1.2 方法
1.2.1 基線資料收集 所有研究對象在入院24 h內(nèi),由經(jīng)過培訓(xùn)的研究人員進行基本資料采集,并進行質(zhì)量控制。包括既往疾病史(如高血壓、糖尿病、房顫、腦血管疾病、中樞神經(jīng)病史等)、吸煙史、飲酒史、認知功能障礙家族史、特殊用藥史、身高、體質(zhì)量、教育水平等;其中吸煙史根據(jù)世界衛(wèi)生組織關(guān)于吸煙的定義,連續(xù)或累計吸煙6個月或以上者定義為有吸煙史者;飲酒史定義為每周飲酒至少2次,連續(xù)飲酒1年以上;教育水平:未接受正規(guī)教育者為文盲、接受小學(xué)教育者為小學(xué),完成小學(xué)教育,接受中學(xué)教育及以上教育者為中學(xué)及以上。
1.2.2 認知功能評估 所有研究對象在入院24 h內(nèi),由廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院認知睡眠中心精神病學(xué)副主任醫(yī)師及經(jīng)過培訓(xùn)的研究人員使用簡易精神狀態(tài)檢查量表(minimental state examination,MMSE)進行認知功能評估,并進行質(zhì)量控制。MMSE量表共包含19個項目,總分為30分,主要對研究對象的定向、記憶、語言、計算和注意力等功能進行評定,根據(jù)國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn),因教育程度不同,文盲組總分17分以下,小學(xué)組總分20 分以下,中學(xué)或以上組總分24 分以下者定義為認知功能損傷[16]。根據(jù)評估結(jié)果將患者分為認知功能正常組(對照組)205例和認知功能損傷組(病例組)144例。
1.2.3 臨床生化指標(biāo)檢測 所有研究對象于入院次日清晨空腹采血,標(biāo)本送廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院檢驗科按臨床標(biāo)準(zhǔn)流程進行檢測,使用葡萄糖氧化酶法檢測空腹血糖(fast blood glucose,F(xiàn)BG);酶法檢測低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、總膽固醇(total cholesterol,TC)、三酰甘油(triglyceride,TG);干化學(xué)層析法測C-反應(yīng)蛋白(C-reaction protein,CRP);乳酸脫氫酶法測丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT);酶法測天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST);尿酸氧化酶法測尿酸(uric acid,UA);酶法檢測肌酐(creatinine,Crea)等,使用改良MDRD 公式:170×(Scr)-1.234×(年齡)-0.179×(0.79 女性)計算腎小球濾過率(eGFR)。根據(jù)ELISA 試劑盒(LifeSpan Biosciences Inc.,Seattle,Washington,USA)說明書操作流程檢測血漿IL-35水平,檢測有效范圍為15.63~1 000 ng/L。
所有研究對象在入院48 h 內(nèi)行心臟彩超檢查,使用 Simpson 法對左室射血分數(shù)(left ventricular ejection fraction,LVEF)、短軸縮短率(fractional shortening,F(xiàn)S)等指標(biāo)進行測量。
1.2.4 DNA 提取 所有研究對象均于入院次日清晨空腹采血5 mL,使用EDTA 抗凝,離心機分離全血后將血漿及濃縮全血細胞分別置于-80 ℃冰箱保存。嚴格按照使用說明書提取DNA(Gentrasystems,Inc.,Minneapolis,MN,USA)。
1.2.5 IL-35 基因多態(tài)性位點選擇 基于Hapmap、NCBISNP 及Genomes 數(shù)據(jù)庫進行研究位點選擇,包括:(1)最小等位基因頻率(Miner Allele Frequency,MAF)≥0.1 且r2≥0.8,選取TagSNP 基因位點。(2)優(yōu)先選取5′UTR、3′UTR、啟動子(5′near gene)、外顯子等功能區(qū)單核苷酸多態(tài)性(SNPs)位點及參考文獻[7]中報道的疾病易感性為陽性的位點進行研究。(3)根據(jù)連鎖不平衡(Linkage disequilibrium,LD)分析結(jié)果,對完全連鎖位點(r2=1)進行篩選。根據(jù)以上原則,選擇rs582054、rs2243115、rs428253、rs583911、rs568408 及rs4740進行研究。
1.2.6 基因分型 使用Sequenom Mass Array 系統(tǒng)對所研究SNP位點進行基因分型。各位點引物序列見表1。PCR反應(yīng)體系:PCR 反應(yīng)緩沖液(5 mmol/L MgCl20.325 μL、15 mmol/L MgCl20.625 μL、25 mmol/L dNTP 0.100 μL),二次蒸餾去離子純凈水1.850 μL,500 nmol/L 引物混合物1.000 μL,5 U/μL HotStarTaq 0.100 μL,DNA樣本1 μL。PCR擴增程序:94 ℃5 min;94 ℃20 s,56 ℃30 s,72 ℃1 min,45 個循環(huán);72 ℃3 min,4 ℃至終止。然后加入SAP Mix反應(yīng)液,繼續(xù)40個循環(huán):94 ℃30 s;94 ℃5 s,52 ℃5 s,80 ℃5 s;72 ℃3 min,4 ℃至終止,使用MALDI-TOF質(zhì)譜儀分析樹脂純化后的反應(yīng)產(chǎn)物。
Tab.1 Primers for PCR表1 PCR引物列表
1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 使用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計分析。采用K-S檢驗對連續(xù)型變量進行正態(tài)性分布檢驗,符合正態(tài)分布的連續(xù)型變量以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,組間比較采用t檢驗;不符合正態(tài)分布的連續(xù)型變量以M(P25,P75)表示,組間比較采用H檢驗或Mann-WhitneyU檢驗。計數(shù)資料組間比較采用χ2檢驗。Hardy-Weinberg 平衡定律檢驗各組樣本代表性。影響因素分析采用二元Logistic 回歸分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 2組患者基本臨床資料比較 病例組年齡、FBG 和ALT 均明顯高于對照組(P<0.05);2組間性別比例、吸煙史、飲酒史、房顫史、認知功能家族史、教育水平、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、TC、TG、LDL-C、CRP、eGFR、血漿IL-35 水平差異均無明顯統(tǒng)計學(xué)意義,見表2。
Tab.2 Comparison of the general clinical characteristic between the two groups表2 2組患者基本臨床資料比較
2.2 2組基因分型結(jié)果 各位點基因分型檢出率分別為:對照組rs428253(93.7%)、rs4740(95.6%)、rs2243115(98.5%)、rs568408(95.6%)、rs582054(98.5%)及rs583911(97.1%);病例組rs428253(94.4%)、rs4740(97.9%)、rs2243115(99.3%)、rs568408(97.9%)、rs582054(98.6%)及rs583911(98.6%)。 2組 rs428253、rs4740、rs2243115、rs568408、rs582054及rs583911符合Hardy-Weinberg平衡定律(P>0.05),病例組和對照組樣本均具有群體代表性,見表3。
2.3 冠心病患者IL-35基因位點多態(tài)性與認知功能障礙的相關(guān)性 以是否認知功能障礙(否=0,是=1)為因變量,基因分型為自變量,校正吸煙史、飲酒史、高血壓、糖尿病病史、認知功能障礙家族史、年齡、ALT及空腹血糖水平,進行Logistic回歸分析。結(jié)果顯示,冠心病患者中IL-35 基因rs428253、rs4740、rs2243115、rs568408、rs582054 及rs583911 位點多態(tài)性與認知功能障礙發(fā)生無明顯相關(guān)性,見表4。
認知功能一般包括理解力、記憶力、注意力,是正確感知周圍環(huán)境、處理解決問題的基礎(chǔ)。而認知功能障礙作為老年期癡呆的前兆癥狀之一,是介于正常衰老和癡呆之間的一種認知損傷狀態(tài),具有發(fā)展為癡呆的高度風(fēng)險,可嚴重影響中老年人群的健康及生活質(zhì)量,其患病率呈逐年遞增的趨勢[17-18]。有數(shù)據(jù)顯示,冠心病患者認知功能障礙的患病率較普通人群明顯增高,可達35%~46%,并且與認知功能障礙具有許多相同的危險因素,包括炎癥反應(yīng)、遺傳因素及血管性損傷等[19-20]。冠心病病理基礎(chǔ)為血管動脈粥樣硬化,炎癥反應(yīng)、遺傳因素及自身免疫調(diào)節(jié)失衡也已被證實與冠心病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。小膠質(zhì)細胞作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的天然免疫細胞,激活后可通過IL-1β、IL-6 及腫瘤壞死因子(TNF)-α等炎性因子的釋放,引起神經(jīng)元的丟失及變性,從而引起大腦的損傷,導(dǎo)致認知功能障礙。有研究發(fā)現(xiàn),炎性因子IL-6-174G>C位點C等位基因攜帶者較G 攜帶者IL-6 水平更高,并且隨訪1 年后認知功能損傷更重[21]。另有研究發(fā)現(xiàn),TNF-α-1031T/C 基因多態(tài)性與慢性精神分裂癥患者認知功能障礙發(fā)病風(fēng)險密切相關(guān)[22]。目前關(guān)于IL-35基因多態(tài)性與疾病易感性的關(guān)聯(lián)研究較少,尤其是與認知功能障礙的相關(guān)性,因此本研究對IL-35 基因多態(tài)性與冠心病患者認知功能障礙的發(fā)病風(fēng)險進行了探索。
Tab.3 The distribution of genotype in the two groups表3 2組基因型分布頻率[例(%)]
Tab.4 Association between interleukin-35 polymorphisms and the risk of cognitive impairment in CHD patients表4 冠心病患者IL-35 SNPs與認知功能障礙的相關(guān)性
IL-35 作為IL-12 家族的一員,主要由調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory T cells,Treg)分泌,其在調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)及自身免疫失衡中發(fā)揮著重要作用,與其受體結(jié)合后發(fā)揮抗炎及免疫抑制作用。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)冠心病患者IL-35 水平較對照組明顯降低,并且與冠心病患者LVEF 呈正相關(guān)[11,23],提示IL-35在動脈硬化及冠心病的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。故筆者推測IL-35可能也參與了血管性認知功能障礙的發(fā)生及發(fā)展。另外,研究發(fā)現(xiàn)IL-35 基因多態(tài)性與冠心病的發(fā)病風(fēng)險存在相關(guān)性,rs428253 位點CC基因型攜帶者冠心病的發(fā)病風(fēng)險較GG型攜帶者明顯增高[12-13]。同時IL-12A 作為IL-35 的亞基之一,一項對IL-12A rs2243115 及rs568408 基因多態(tài)性與中國北方漢族人群阿爾茨海默病的關(guān)聯(lián)性研究結(jié)果顯示,攜帶rs568408 TT基因型的研究對象與攜帶GG 基因型相比,阿爾茨海默病發(fā)病風(fēng)險明顯降低[6]。以上研究結(jié)果提示IL-35 分子相關(guān)基因位點多態(tài)性與動脈粥樣硬化性疾病及認知功能障礙存在關(guān)聯(lián)。但本研究結(jié)果顯示,病例組與對照組IL-35水平無明顯差異,且未發(fā)現(xiàn)IL-35 基因位點(rs428253、rs4740、rs2243115、rs568408、rs582054 及rs583911)多態(tài)性與冠心病患者認知功能障礙發(fā)病風(fēng)險相關(guān)。其原因可能包括:(1)認知功能障礙作為一種多因素疾病,單基因位點多態(tài)性可能通過影響蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄及表達從而參與疾病的發(fā)生發(fā)展,但這些位點多位于啟動子區(qū)或外顯子區(qū);與此同時,單個基因或者遺傳變異對疾病發(fā)病風(fēng)險的影響較小,難以用于人群的早期疾病篩查和風(fēng)險預(yù)測,針對歐美人群的研究將與三酰甘油相關(guān)的3個基因共10個SNPs 及與低密度脂蛋白相關(guān)的3 個基因共10 個SNPs 等進行遺傳風(fēng)險評分,以此對SNPs 的累積效應(yīng)進行分析,發(fā)現(xiàn)該評分與各血脂水平密切相關(guān),并且其累積效應(yīng)遠大于單個SNP 與血脂的相關(guān)性,提示SNPs 的累積效應(yīng)可增強遺傳變異對相關(guān)疾病發(fā)病風(fēng)險的評估和預(yù)測能力[24]。(2)基因-基因之間的協(xié)同作用和基因-環(huán)境交互作用在認知功能損傷發(fā)生發(fā)展中的重要性同樣值得關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn),基因多態(tài)性與受教育水平之間的交互作用與認知功能損傷的風(fēng)險存在顯著相關(guān)[25]。(3)除此之外,Zhu等[6]關(guān)于IL-12A rs2243115及rs568408基因多態(tài)性與阿爾茨海默病關(guān)聯(lián)性的研究主要針對中國北方漢族人群,而本研究則主要為中國南方人群,研究結(jié)果提示不同的人種和人群,其基因遺傳背景存在差異,飲食習(xí)慣和生活方式也有所不同,因此對某些疾病的易感性也不盡相同。因此,深入探討基因多態(tài)性、基因-基因、基因-環(huán)境交互作用已成為目前認知功能損傷分子流行病學(xué)以及病因?qū)W研究的另一重點,對闡明認知功能損傷發(fā)生發(fā)展的生物學(xué)機制具有重要意義。本研究雖然未發(fā)現(xiàn)IL-35 SNPs與冠心病患者認知功能障礙發(fā)生風(fēng)險的相關(guān)性,但為將來對不同區(qū)域、不同遺傳背景的人群制定不同重點的臨床防治工作具有一定的意義。
本研究仍存在一定不足:(1)認知功能障礙作為一項慢性疾病,其發(fā)生發(fā)展是一個漫長的過程,基因及環(huán)境等因素對其發(fā)生發(fā)展的影響可能需要進一步長期隨訪加以明確。(2)目前僅對IL-35 基因6 個SNP位點進行探討,在將來的研究中,應(yīng)進一步增加研究位點,以明確IL-35 基因位點多態(tài)性與認知功能障礙的相關(guān)性,為進一步防治認知功能障礙提供理論依據(jù)。