王申,張舜華,薛薇,王鵬飛,任格,陳傳軍
高血壓是一種嚴(yán)重危害人類健康水平的多發(fā)病,它主要是由于遺傳基因和生活環(huán)境共同引起的。血壓水平與心腦血管病發(fā)病和死亡風(fēng)險(xiǎn)之間存在密切的因果關(guān)系,血壓水平與心力衰竭、心房顫動(dòng)、終末期腎病發(fā)生也存在因果關(guān)系。它不僅給患者帶來了嚴(yán)重生理傷害,且給家庭和社會(huì)帶來沉重的經(jīng)濟(jì)壓力。中國高血壓調(diào)查最新數(shù)據(jù)顯示[1]。2012~2015年我國18歲及以上居民高血壓患病粗率為27.9%,我國高血壓患者的知曉率、治療率和控制率近年明顯提高,但總體仍處于較低水平,分別達(dá)51.6%、45.8%和16.8%。由于高血壓受遺傳基因的影響,因此,國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者開始將與高血壓相關(guān)的敏感基因作為研究對(duì)象,研究發(fā)現(xiàn),與疾病相關(guān)的易感基因在個(gè)體內(nèi)差異很大[1]。接受藥物治療的患者中20%~50%血壓未得到良好控制。研究表明藥物代謝酶、轉(zhuǎn)運(yùn)體和受體(藥物作用靶點(diǎn))的遺傳變異是造成個(gè)體藥物反應(yīng)差異的主要原因。有研究表明CYP2C9是導(dǎo)致氯沙坦氧化的主要P450同工酶,CYP2C9基因型變異導(dǎo)致了氯沙坦氧化和活化的個(gè)體間差異[2]。本研究通過研究影響沙坦類抗高血壓藥物代謝CYP2C9*3基因的頻率差異,評(píng)估這些基因的遺傳變異在高血壓患者的分布特征,為進(jìn)一步指導(dǎo)高血壓病的個(gè)體化治療提供依據(jù)。
1.1 研究對(duì)象與分組本實(shí)驗(yàn)選取2018年~2019年就診于北京大學(xué)航天中心醫(yī)院全院的原發(fā)性高血壓患者1236例,其中男性684例,女性552例,年齡45~76(63±8)歲。高血壓納入標(biāo)準(zhǔn)(2018年中國高血壓防治指南):收縮壓(SBP)≥140 mmHg,舒張壓(DBP)≥90 mmHg(1 mmHg=0.133kPa);排除標(biāo)準(zhǔn):繼發(fā)性高血壓;肝腎功能不全;明顯心功能不全、糖尿病及嚴(yán)重心腦血管疾病等。
1.2 方法
1.2.1 樣本收集方法本實(shí)驗(yàn)按照世界衛(wèi)生組織(WHO)、聯(lián)合國教科文組織(UNESCO)生物倫理委員會(huì)(IBO)等有關(guān)《關(guān)于DNA取樣、控制和獲得的聲明》的要求,簽訂“知情同意”收集高血壓的血樣。采用EDTA抗凝的真空采血管,抽取受檢者外周靜脈血3~5 ml,使用天根生化科技(北京)有限公司的TIANamp Genomic DNA Kit血液/細(xì)胞/組織基因組DNA提取試劑盒(離心柱型)DP304提取基因組DNA。
1.2.2 DNA制備吸取20 μl蛋白酶K至1.5 ml離心管的底部;加入200 μl待提取基因組的樣品至離心管中;加入200 μl Buffer GB至樣品中,渦旋振蕩15 s混勻;完全混勻以得到均一化的溶液對(duì)于保證樣品的充分裂解很重要;70℃孵育10 min。DNA得率在該條件下已經(jīng)達(dá)到最大值,延長孵育時(shí)間不會(huì)進(jìn)一步提高得率;快速離心,去除殘留在1.5 ml離心管蓋子中的液滴;加入200 μl(樣品等體積)的無水乙醇,渦旋振蕩15 s混勻。振蕩完畢后,快速離心,去除殘留在1.5 ml離心管蓋子中的液滴;將得到的混合物轉(zhuǎn)移至吸附柱CB3中(吸附柱放入收集管中),扣上蓋子12 000 rpm,離心30 sec,倒掉廢液,將吸附柱CB3放回收集管中;向吸附柱CB3中加入500 μl緩沖液GD(使用前請(qǐng)先檢查是否已加入無水乙醇),12 000 rpm(~13 400×g)離心30 sec,倒掉廢液,將吸附柱CB3放入收集管中;向吸附柱CB3中加入600 μl漂洗液PW(使用前請(qǐng)先檢查是否已加入無水乙醇),12 000 rpm(~13 400×g)離心30 sec,倒掉廢液,將吸附柱CB3放入收集管中;重復(fù)操作上一步驟;將吸附柱CB3放回收集管中,12 000 rpm(~134 00×g)離心2 min,倒掉廢液。將吸附柱CB3置于室溫放置數(shù)分鐘,以徹底晾干吸附材料中殘余的漂洗液;將吸附柱CB3轉(zhuǎn)入一個(gè)干凈的離心管中,向吸附膜的中間部位懸空滴加50~200 μl(建議70 μl)洗脫緩沖液TE,室溫放置2~5 min,12 000 rpm(~13 400×g)離心 min,將溶液收集到離心管中。
1.2.3 CYP2C9*3基因型檢測使用無錫銳奇基因生物科技有限公司的CYP2C9*3檢測試劑盒(PCR-熔解曲線法)在Gentier 96E全自動(dòng)醫(yī)用PCR分析系統(tǒng)(西安天隆科技有限公司)進(jìn)行PCR熔解曲線分析。按一定順序向配制好的PCR擴(kuò)增反應(yīng)試劑中分別加入2 μl提取好的核酸、陰陽性對(duì)照品。做好標(biāo)記,蓋緊反應(yīng)管,2000 rpm離心10 sec后進(jìn)行PCR熔解曲線分析。擴(kuò)增循環(huán)參數(shù):95℃預(yù)變性2 min,進(jìn)入94℃變性30 s,56℃復(fù)性32 s,72℃延伸30 s循環(huán),共50個(gè)循環(huán)。擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)入熔解階段,設(shè)置46~75℃,每個(gè)溫度收集熒光,熒光檢測通道選擇FAM和ROX。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理使用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。群體遺傳平衡運(yùn)用Hardy-Weinberg平衡定律。兩組間均數(shù)比較用t檢驗(yàn),計(jì)數(shù)資料使用頻數(shù)(百分?jǐn)?shù))表示,采用χ2檢驗(yàn),以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 CYP2C9*3(c.1075A>C)基因多態(tài)性結(jié)果分析1236例高血壓藥物治療的患者中,針對(duì)其CYP2C9*3(c.1075A>C)基因位點(diǎn)的多態(tài)性進(jìn)行檢測,通過分析比較所產(chǎn)生的熔解曲線Tm值的變化,進(jìn)行SNP分型。只出現(xiàn)1個(gè)熔解峰時(shí)為純合型(包括野生純合、突變純合),同時(shí)出現(xiàn)2個(gè)峰時(shí)為雜合型(圖1)。
圖1 CYP2C9*3 c.1075 A>C位點(diǎn)基因型熔解曲線峰圖
只出現(xiàn)1個(gè)低Tm值熔解峰的樣本,CYP2C9*3 c.1075 A>C位點(diǎn)為野生型純合子(A/A),出現(xiàn)2個(gè)Tm值熔解峰的樣本為突變型雜合子(A/C),只出現(xiàn)1個(gè)高Tm值熔解峰的樣本為突變型純合子(C/C)(表1)。
表1 CYP2C9*3 c.1075 A>C位點(diǎn)基因型
2.2 高血壓患者CYP2C9*3不同基因型、等位基因頻率分布情況1236例高血壓患者中,發(fā)現(xiàn)CC基因型5例,高血壓組中的等位基因A的頻率為95.11%,等位基因C為4.89%,高于國人健康人群中的發(fā)生頻率(表2)。
表2 北京地區(qū)1236例高血壓患者CYP2C9*3不同基因型、等位基因頻率分布情況
2.3 不同性別間高血壓組CYP2C9*3基因型、等位基因頻率分布情況AA、AC+CC基因型以及等位基因A與C的發(fā)生頻率間在性別間的差異都無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表3)。
表3 不同性別間高血壓組CYP2C9*3基因型、等位基因頻率分布情況
2.4 不同年齡組間高血壓組CYP2C9*3基因型、等位基因頻率分布情況根據(jù)年齡分為青中老年(≤64歲)、老年組(≥65歲)分為2組,得出青中老年(≤64歲)、老年組(≥65歲)間CYP2C9*3基因型、等位基因發(fā)生頻率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表4)。
表4 不同年齡組之間高血壓組CYP2C9*3基因型、等位基因頻率分布情況
CYP2C9位于人體常染色體10q24.2上,總長大約55 kb,其中含有8個(gè)內(nèi)含子,9個(gè)外顯子,CYP2C9基因編碼有490個(gè)氨基酸、其編碼蛋白質(zhì)分子量約為55kD。CYP2C9*3基因突變,它是在CYP2C9第7號(hào)外顯子的第1075位置,堿基A突變?yōu)閴A基C,導(dǎo)致在其編碼的蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的第359位置上,異亮氨酸(ILe)被亮氨酸(Leu)所取代。CYP2C9的等位基因目前發(fā)現(xiàn)有10多種,其基因型發(fā)生改變有可能會(huì)導(dǎo)致該基因表達(dá)的酶活性發(fā)生根本變化。因此CYP2C9基因發(fā)生突變就可能引起CYP2C9酶的空間結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生根本改變,最終會(huì)致使CYP2C9酶活性出現(xiàn)下降甚至喪失,所以就會(huì)造成對(duì)其底物的代謝清除能力發(fā)生根本變化。CYP450酶系作為多數(shù)藥物的代謝酶,其存在高度多態(tài)性,基因位點(diǎn)突變則可能導(dǎo)致該酶的活性變化。經(jīng)CYP2C9酶代謝的抗高血壓藥物有血管緊張素受體拮抗藥,常見的如氯沙坦、厄貝沙坦等,研究發(fā)現(xiàn)CYP2C9基因多態(tài)性不僅會(huì)降低氯沙坦等治療高血壓的療效,而且還會(huì)影響與它種藥物聯(lián)合使用的效果[3,4]。本文對(duì)近2年就診于我院的高血壓人群及的 CYP2C9*3基因多態(tài)性分布頻率及其與高血壓的關(guān)系進(jìn)行了分析。
本研究發(fā)現(xiàn),在1236名高血壓患者中,發(fā)現(xiàn)CC基因型患者5例,等位基因C在高血壓患者中的發(fā)生率為4.89%,在不同性別及年齡間的分布無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,P>0.05。雖然女性等位基因C的發(fā)生率(1.98%)低于男性等位基因C的發(fā)生率(2.91%),但兩者差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,P>0.05,提示對(duì)攜帶CYP2C9*3的高血壓患者在服用沙坦類降壓藥物時(shí),應(yīng)重視由CYP2C9*3突變而造成降壓類藥物療效降低的風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)減少用藥劑量。
國外研究得出CYP2C9*3的等位基因頻率在非洲裔美國人和亞洲人中分別為1.0%~3.6%和0.5%~1.5%[5,6]。Craig R Lee等研究得出白種人的CYP2C9 *1/*3的發(fā)生率在11.6%,CYP2C9 *3/*3為0.4%,CYP2C9 *1/*1的發(fā)生率在65.3%[7]。國內(nèi)研究得出CYP2C9*3中的等位基因C的頻率在1.6%~3.2%,與正常非高血壓人群相比無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,相關(guān)的研究中都未發(fā)現(xiàn)CYP2C9 *3/*3突變純合子型(CC型),考慮入組患者人數(shù)少有關(guān)[8.9]。而我們?cè)?236名高血壓患者中發(fā)現(xiàn)5例CYP2C9 *3/*3突變純合子型(CC型)患者,考慮為入組人群數(shù)量大相關(guān)。
Yu等[5]對(duì)湖南長沙地區(qū)的239例高血壓人群和265例正常人群進(jìn)行了CYP2C9*3檢測后發(fā)現(xiàn),高血壓人群中女性攜帶CYP2C9*3 的頻率低于正常人群,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,P<0.01,并認(rèn)為攜帶CYP2C9*3的女性可能是高血壓病的保護(hù)性因子,且在既往的研究中也報(bào)道過CYP酶存在性別的差異[10,11]。在我們的研究中,女性高血壓組中CYP2C9*3攜帶者比例低于男性高血壓患者以及文獻(xiàn)報(bào)道的正常人群,這可能由于入選的女性患者較少于男性患者有關(guān),另外國外Donner等[14]通過研究發(fā)現(xiàn)CYP2C9*3攜帶者在高血壓男性患者中腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS系統(tǒng))活性較低,在原發(fā)性高血壓男性中,CYP2C9*3對(duì)氯沙坦的抗高血壓的效應(yīng)沒有影響。CYP2C9*3的存在與需要更高劑量的氯沙坦有關(guān),這是由于氯沙坦向其活性產(chǎn)物E-3174的轉(zhuǎn)化率有一定程度的降低[15]?;趪鴥?nèi)外研究,針對(duì)性別間的差異可為藥物治療提供了有用的指導(dǎo)價(jià)值,至于性別間藥物劑量等詳細(xì)數(shù)據(jù)仍需進(jìn)一步的研究。
本研究首次檢測了北京地區(qū)高血壓人群與高血壓病藥物治療及代謝相關(guān)的CYP2C9*3基因位點(diǎn)的多態(tài)性,對(duì)于高血壓病的個(gè)體化治療提供了基礎(chǔ)的指導(dǎo)意義。在臨床工作中,對(duì)于攜帶CYP2C9*3等位基因的患者,在使用沙坦類藥物時(shí)由于其酶活的減弱,對(duì)底物的代謝作用也可能減弱導(dǎo)致血藥濃度增加,藥物作用時(shí)間加長,故應(yīng)減少用藥劑量,減少用藥頻率,從而降低不良反應(yīng)的發(fā)生。對(duì)于CYP2C9 *3/*3純合子(CC型)的高血壓患者,因?qū)ι程诡愃幬锏拇x作用很弱,建議換用其它適用的降壓藥物[16]。對(duì)于CYP2C9*3基因位點(diǎn)不同基因型的高血壓患者服用沙坦類降壓前后的對(duì)比差異,我們?cè)诤罄m(xù)文章會(huì)進(jìn)一步做回顧性分析。