張順利,謝彩嬋,廖陸梟,陳永昆,張石龍,王小啟
(1.海南醫(yī)學院第二附屬院心血管外科,海南 ???570311;2.云南省阜外心血管病醫(yī)院心外科,云南 昆明 650000)
隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展,冠心?。╟oronary heart disease,CHD)的發(fā)病率也顯著升高,發(fā)病年齡逐漸年輕化,冠心病已經(jīng)成為全世界主要致死原因之一。冠心病的并發(fā)癥多,如心絞痛、心律失常、心衰、血栓栓塞、心肌梗死,嚴重者可導致心臟驟停。治療難度大,無論是藥物治療還外科手術治療均不能根治。外科手術是目前治療冠心病的最有效方法,然而,有研究發(fā)現(xiàn),在1 年的隨訪中,經(jīng)PCI 治療的冠心病人中死亡率為1.6%,再次行血運重建率為5.9%;冠脈搭橋的病人死亡率為0.9%,再次行血運重建率3.9%[1]。根據(jù)世界衛(wèi)生組2020 年發(fā)布的《全球衛(wèi)生估計》報告,2019 年全球因心血管疾病死亡的人數(shù)為5 540 萬人,而冠心病死亡人數(shù)占全球死亡人數(shù)的16%[2]。美國心臟協(xié)會2020 年心臟病和中風統(tǒng)計數(shù)據(jù)更新的報告表明2016 年美國在20 歲以上的成人中冠心病人數(shù)為18.2 百萬人,總患病率為6.7%[3]。截止2018 年,心臟病成為美國所有死亡人數(shù)最多的疾病,冠心病的死亡人數(shù)在2017 年為365 914 人,死亡率為92.9%[4,5]。根 據(jù)《中 國 心 血 管 健 康 與 疾 病 報 告2021》[6]報告,中國的心血管病呈持續(xù)上升趨勢,目前估計約3.3 億,冠心病有1 139 萬,2019 年中國城市居民冠心病死亡率為121.59/10 萬,農村為130.14/10 萬。2019 年中國心腦血管疾病的住院總費用為3 133.66 億元。其中,心血管疾病的住院總費用為1 773.38 億元,其中缺血性心肌病為1 256.25 億元,反復的治療給病人帶來巨大經(jīng)濟負擔。經(jīng)過多年對冠心病的研究已經(jīng)明確了,冠心病是一個復雜的多因素疾病,包括環(huán)境因素和遺傳因素。Framingham 研究已經(jīng)證實了一系列冠心病的危險因素,包括年齡、性別、家族史、吸煙、高血壓、血脂異常和糖尿病等,被稱之為冠心病的“傳統(tǒng)危險 因 素”[7,8]。全 世 界 多 個 研 究 團 隊 對 不 同 人 群 冠心病易感基因進行了全基因組關聯(lián)分析研究(GWASs)發(fā)現(xiàn)了161 個冠心病易感基因/位點,有力地推動了冠心病遺傳學的發(fā)展[9-12]。一項對超過20 000 對瑞典雙胞胎的研究證實了近親之間冠心?。–HD)的風險增加,并估計致命性CHD 的遺傳率約為50%;另一項利用全基因組關聯(lián)研究的方法對遺傳率進行量化的分析同樣估計了CHD 的遺傳率為40%~50%[13]。
國內外對于載脂蛋白E 基因(ApolipoproteinE gene,ApoE)、載 脂 蛋 白B(ApolipoproteinB gene,APOB)、血 管 緊 張 素 基 因(Angiotensino gene,AGT)、血管緊張素轉化酶基因(Angiotensin converting enzyme gene,ACE)、G 蛋白β3 亞單位基因(Guanine nucleotide binding protein subunit β three gene,GNB3)、亞甲基四氫葉酸還原酶基因(Methylene tetrahydrofolate reductase gene,MTHFR)、皮型一氧化氮合酶基因(Endothelial nitric oxide synthase gene,NOS3)、E-選擇素基因(E-selectin gene,ESLE)、白細胞介素6 基因(Interleukin-6 gene,IL-6)、腫瘤壞死因子基因(Tumor necrosis factor gene,TNF)、血漿纖維蛋白原B 基因(Plasma fibrinogen B gene,F(xiàn)GB)研究的主流觀點認為與冠心病有關,能導致冠心病的發(fā)病與進展,是冠心病的獨立風險因素,這些冠心病相關基因有望在將來成為冠心病治療的靶點。
隨著對冠心病研究的深入,對于冠心病發(fā)病的早期預防越來越凸顯出它的重要地位?!傲慵夘A防”近來被國內學者引入主要局限于心血管領域?!傲慵邦A防”最早由國外學者Toma Strasser 于1978 年提出的一個概念名稱。Toma Strasser 認為應采取措施阻止心血管疾病風險因素的出現(xiàn),從而預防風險因素在人群中的流行,進而預防心血管疾病的發(fā)生?!傲慵夘A防”的理念是指人的健康為中心,以健康或疾病風險因素發(fā)生前的防控為重點,強調從“新的生命出生之前”“風險未出現(xiàn)時”“病變未發(fā)生時”和“身體未衰老時”的全生命周期健康管理,與中醫(yī)“治未病”的核心理念一致[14]。冠心病相關基因的表達存在個體、種族及地域的差異,因此對區(qū)域冠心病基因表達情況的深入了解,有助于為該區(qū)域冠心病高危人群的篩查提供一個科學的方法,有利于該地區(qū)冠心病的零級預防。中國作為一個統(tǒng)一的多民族的國家,各個民族間對于冠心病基因的表達也可能存在不同,因此,我們選取11 個國內外公認的與冠心病相關包含了冠心病的傳統(tǒng)的風險因素的基因,研究他們在海南地區(qū)的表達情況,以期為海南居民提供一個早期篩查冠心病高危人群的方法,為海南人冠心病的“零級預防”提供一定的理論依據(jù),改善醫(yī)療質量,綜合提高海南地區(qū)冠心病的綜合防控能力。
本研究采用病例對照,選取了2020 年1 月1 日~2022 年6 月30 日,到自海南醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院心血管病外科和心內科就診的住院患者,樣本籍貫均為海南籍。本課題的研究內容符合赫爾辛基宣言的條款,并且通過了海南醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審批。與患者簽署相關知情同意書。
1.1.1 納入標準 (1)2020 年1 月1 日~2022 年6 月30 日在海南醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院心外科或心內科就診的成年住院病人;(2)籍貫是海南,在海南地區(qū)生活滿30 年以上;(3)住院期間完善冠狀動脈造影;
1.1.2 分組標準 按照《穩(wěn)定性冠心病基層診療指南(2020 年)》冠心病診斷標準,造影結果證實心外膜下冠狀動脈直徑狹窄>50%,且患者有典型的心絞痛癥狀或無創(chuàng)檢查提示心肌缺血診斷為冠心病的病人歸冠心病組;不符合該診斷標準的病人歸為非冠心病組。
1.1.3 排除標準 (1)籍貫不是海南;(2)伴有嚴重感染、肝腎功能不全、腫瘤疾病、心衰、合并慢性感染風濕免疫系統(tǒng)疾病。
1.2.1 臨床資料的收集 收集所有研究對象年齡、性別、高血壓病史、糖尿病病史、吸煙史、飲酒史、甘油三脂、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白、膽固醇。吸煙史:根據(jù)1984 年WHO 對于吸煙標準界定,吸煙每日>1 支,持續(xù)時間>1 年,或者患者曾經(jīng)吸煙,但戒煙時間<10 年。飲酒史:飲酒每次>100 g,每星期超2 次及以上,持續(xù)時間>半年。
1.2.2 樣本收集及處理 所有患者入院后48 h 內完善抽血,單獨抽取3 mL 外周靜脈全血放入含有抗凝劑的試管中,常溫保存,當日即送往海南普瑞特科技有限公司基因公司完成相關基因提取及基因定量表達檢測。
用統(tǒng)計學軟件SPSS26.3 對數(shù)據(jù)進行處理,檢驗水準α=0.05.一般正態(tài)計量資料采用均數(shù)±標準差(±s)描述,非正態(tài)計量資料用中位數(shù)M描述,計數(shù)資料用率、構成比描述。符合正態(tài)分布的計量資料用t檢驗,不符合正態(tài)分布的計量資料用非參數(shù)檢驗,分類資料、計數(shù)資料用卡方檢驗。運用Spearman 相關性分析探討冠心病基因表達量與冠心病、一般臨床資料的相關性;探討冠心病基因在兩組人群的表達差異性;探討高表達基因與一般臨床資料的相關性;有差異的因素與冠心病組中高表達基因的相關性;冠心病中高表達基因與冠心病合并高血壓、糖尿病、冠心病家族史的相關性?;虮磉_量采用Studentst檢驗檢測是否有顯著性差異,P<0.05 表示有顯著性差異,使用GraphPad Prism 8.0 作圖。
冠心病組病例數(shù)(170),高于非冠心組病例數(shù)(55),在性別方面,冠心病組男性數(shù)(126)高于非冠心病組女性(26),非冠心病組女性數(shù)(26)低于男性數(shù)(29),并且兩個組別之間性別比率存在差異,(P=0.03,P<0.05)。吸煙史、飲酒史、糖尿病、高血壓、冠心病家族史、年齡冠心病組均高于非冠心病組,并且兩組間差異存在統(tǒng)計學(P<0.05)。總膽固醇冠心病組高于非冠心病,兩組差異有統(tǒng)計學差異(P=0,P<0.05)。甘油三酯、低密度蛋白、高密度蛋白,冠心病組均低于非冠心病組,兩組差異存在統(tǒng)計學差異(P<0.05)。
表1 CHD 與NCHD 兩組基線資料比較Tab 1 Comparison of baseline data between the CHD and NCHD groups
由表2 發(fā)現(xiàn)冠心病與AGT基因呈負相關(r=-0.163,P=0.011,P<0.05)、APOB基因呈正相關(r=0.75,P=0,P<0.01)、FGB基因呈負相關(r=-0.163,P=0.011,P<0.05),GNB基因呈負相關(r=-0.165,P=0.011,P<0.05)、SELE基因呈負相關(r=-0.171,P=0.007,P<0.01)、MHTHR基因呈負相關(r=-0.210,P=0.001,P<0.01)、TNF基因 呈 負 相 關(r=-0.131,P=0.04,P<0.05),與APOE、NOS3、ACE、IL6等 基 因 無 相 關 性(P>0.05)。
表2 冠心病基因表達量與冠心病的相關性(斯皮爾曼 Rho)Tab 2 Correlation between coronary heart disease gene expression and coronary heart disease(Spearman Rho)
載脂蛋白B 基因(ApoB)在冠心病組中高表達t=7.816,P<0.000 1(圖1A);AGT基因t=3.126,P=0.002 0(圖1B、ApoE基 因t=3.641,P=0.000 3(圖1C)、FGB基因t=3.384,P=0.000 8(如圖1D)、GNB基 因t=3.337,P=0.001(圖1E)、MTFHR基因t=3.937,P=0.000 1(圖1F)、SELE基 因t=3.132,P=0.002(圖1G)、TNF基 因t=2.585,P=0.010 4(圖1H)在非冠心病組高表達;NOS3基因t=1.719,P=0.087(圖1I)、IL6基 因t=1.755,P=0.080 6(圖1J)、ACE基因t=0.584 5,P=0.559 5(圖1K)在兩組間的表達水平無統(tǒng)計學意義,見圖1。
圖1 兩組患者基因表達相對大小Fig 1 Relative size of gene expression in two groups of patients
冠心病ApoB基因與甘油三酯呈負向相關,相關系數(shù)(r=-0.461,P=0.000),與年齡呈正相關,相關系數(shù)(r=0.173,P=0.009),與總膽固醇呈正相關,相關系數(shù)為(r=0.499,P=0.000),與高密度脂蛋白呈負相關,相關系數(shù)(r=-0.181,P=0.007),與低密度脂蛋白呈負相關,相關系數(shù)(r=-0.143,P=0.031),見表3。
表3 載脂蛋白B 基因與血脂的相關性(斯皮爾曼 Rho)Tab 3 Association between apolipoprotein B gene and blood lipids(Spearman Rho)
冠心病因其發(fā)病率高,并發(fā)癥多,不可根治,發(fā)病機制不清,花費高,對于病人來說經(jīng)濟負擔重,對其機制、流行病學、風險因素、風險預測基因的研究,尋找早期識別冠心病的方法,進行早期干預,優(yōu)化冠心病的治療,一直吸引著各國科研研究者探索。海南位于我國最南端,地處亞熱帶,國內多個研究發(fā)現(xiàn)ACE基因多態(tài)性、AGT基因多態(tài)性、乙醛脫氫酶(ALDH)2 基因多態(tài)性、AOPE基因多態(tài)性、膽固醇轉運蛋白(CETP)基因的突變、Klotho基因多態(tài)性、PCSK9基因的E670G 多態(tài)性、甾醇調節(jié)因子結合蛋白裂解激活蛋白(SCAP)基因異亮氨酸(Ile)796 纈氨酸(Val)多態(tài)性在海南地區(qū)人群中與冠心病相關,能增加冠心病的患病率及風險[15-20]。先前研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)載脂蛋白B 與血液中脂質代謝存在明顯的相關性,脂質代謝異常與冠心病的發(fā)生關系較為密切,載脂蛋白B 基因編碼乳糜微粒及LDL的載脂蛋白,是冠心病的最強預測因子[21,22]。本研究發(fā)現(xiàn)在海南地區(qū)冠心病患者中,載脂蛋白B 基因與冠心病 呈 正相關關系(r=0.75,P=0.000,P<0.01),與非冠心病組相比明顯高表達,t=7.816,P<0.000 1,提示載脂蛋白B 基因的表達量可以用于海南地區(qū)人群冠心病“零級預防”篩查,對于篩查出現(xiàn)載脂蛋白B 基因高表達的人群,可對其早期進行冠心病一級預防,進而優(yōu)化海南地區(qū)冠心病的防控。本研究也發(fā)現(xiàn)在載脂蛋白B 基因與血液中總膽固醇呈正相關(r=0.499,P=0.000),提示載脂蛋白B 基因可能通過影響總膽固醇血漿濃度參與冠心病的發(fā)生過程。另發(fā)現(xiàn)與高密度脂蛋白(r=-0.181,P=0.007),低密度脂蛋白(r=-0.181,P=0.007)、甘油三酯呈負相關(r=-0.461,P=0),這與國外學者研究不同[22,23]。分析原因:(1)選取的樣本都是住院病人,非自然狀態(tài)下的冠心病人和健康人,這樣就不能真實反映冠心病和對照組的差異;(2)冠心病組和非冠心病的劃分依據(jù)目前臨床上冠心病診斷“金標準”,對于不符合冠心病診斷“金標準”的病人劃分為非冠心病組,就使得非冠心病組實際上納入了冠心病的潛在病人,會影響兩組人群實際冠心病的表達情況;(3)由于資金有限,納入的樣本量有限,進一步增大樣本量可能會減小抽樣誤差;(4)冠心病的基因在目前發(fā)現(xiàn)與冠心病有關的基因達161個,大多在西方國家,在中國人群得到驗證的基因9p21.3、12q21.33、6p21.32、4q32.1、2p24.1 等 位 點,提示存在地域和種族的差異。海南地處熱帶、種族較多,納入種族的不同,也可能導致兩組基因表達的不同。
AGT基因(P=0.015 8)、ApoE基因(P=0.012 6)、FGB基因(P=0.005)、GNB基因(P=0.015 1)、MTFHR基 因(P=0.011 9)、SELE基 因(P=0.005)、TNF基因(P=0.029 8)等在非冠心病組高表達,ACE基因(P=0.785 2)等在兩組間的表達沒有差異,這與云美玲等[16]、周代鋒等[17]、張勇等[15]的研究結果不一致,考慮原因如下:(1)在非冠心病組納入了經(jīng)造影檢查冠脈有狹窄不滿足冠心病診斷標準的樣本,這使得非冠心病組的樣本可能也是冠心病的潛在患者,這樣就使得兩組基因表達沒有統(tǒng)計學差異。制定更詳細的納入標準,可能會得到不同的結果。(2)選擇的樣本量較少,尤其是非冠心病組,增大樣本量或許會出現(xiàn)不一樣的結果。(3)不同人群具有不同的生活方式,暴露的危險因素不盡相同。
本研究結果的優(yōu)勢是同時研究了國內外比較認可的與冠心病相關的11 個基因,通過成熟的PCR技術測定這些基因在每個樣本中的表達量,探討在海南地區(qū)冠心病與非冠心病人群的表達差異,整個實驗交由海南普瑞特科技有限公司測定,實驗結果可靠。本研究存在如下不足:(1)納入的樣本量不夠大,可能出現(xiàn)選擇偏倚,應擴大樣本量;(2)基因與環(huán)境可能存在著更為復雜關系未被發(fā)現(xiàn),因此需要擴大影響因素的范圍進一步研究;(3)在本研究中,這些基因對冠心病的發(fā)病不起作用或者起到很輕微的作用;(4)各基因表型及多態(tài)性在冠心病組和非冠心病組未進行探索,在后續(xù)的研究中可以繼續(xù)研究。
綜上所述,載脂蛋白B 基因是海南地區(qū)冠心病人群的一個高危因素指標,有可能豐富海南冠心病高危人群的篩查手段,能夠改善目前的預防策略。AGT、ApoE、FGB、GNB、MTFHR、SELE、TNF等基因可能是海南非冠心病人群的保護基因,這些基因的高表達可能會降低冠心病的發(fā)生,仍需進一步研究。
作者貢獻度說明:
張順利:文章撰寫;王小啟:文章修改及指導;陳永昆、廖陸梟及張石龍:負責數(shù)據(jù)收集。
所有作者聲明不存在利益沖突關系。