漢族人群高血壓易感基因研究及血壓反應(yīng)性的遺傳度分析.pdf

1、高血壓是人類最重要的健康問題之一，也是心腦血管疾病和腎臟病的主要危險因素。隨著生活方式和飲食結(jié)構(gòu)的改變以及期望壽命的增加，高血壓的患病率也大幅度增加。我國以往調(diào)查資料顯示，在過去的幾十年中，高血壓的患病率和絕對數(shù)正在快速增長。2002年全國營養(yǎng)和健康調(diào)查結(jié)果顯示成年人高血壓的患病率為18.8％，患者達(dá)到1.6億多人。 原發(fā)性高血壓是一種復(fù)雜性疾病，受遺傳和環(huán)境兩方面因素的影響。研究表明血壓變異的30％-50％受到遺傳因素的影響，

2、而這些遺傳因素包括多個基因的作用。高血壓的生物學(xué)進(jìn)程涉及到多種調(diào)節(jié)機(jī)制，而每種機(jī)制又涉及多種基因產(chǎn)物，因此高血壓潛在的遺傳機(jī)制不僅依賴于多個微效基因的單獨(dú)作用，同時也依賴于基因．基因之間的交互作用。為了驗(yàn)證這一假設(shè)，我們從涉及高血壓發(fā)生和發(fā)展的相關(guān)基因中選擇具有代表性11個高血壓候選基因(ACE、AGTR1、CYP11B2、ADRA1A、ADRB2、TH、LPL、GNB3、NOS3、GRK4、WNK4)，綜合運(yùn)用PCR-PFLP和基因組

3、測序等常用的基因型檢測技術(shù)，采用病例對照研究方法分析基因單個位點(diǎn)以及單體型與高血壓發(fā)生的關(guān)聯(lián)關(guān)系(本論文將重點(diǎn)闡述ADRAlA、CYPllB2和TH基因與高血壓的關(guān)系)，同時評價11個基因在高血壓發(fā)生中可能存在的致病交互作用。此外，為了從分子水平揭示TH基因rs2070762多態(tài)在高血壓發(fā)病過程中的作用，我們對該多態(tài)位點(diǎn)進(jìn)行初步的生物學(xué)功能研究。 目前遺傳流行病學(xué)研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些與高血壓發(fā)生相關(guān)的候選基因，然而，每個基因只能解

4、釋非常小的血壓變異。所以認(rèn)為遺傳因素對血壓變異的作用可能不是獨(dú)立的，而會受到環(huán)境暴露的影響。鹽作為重要的環(huán)境因素，與高血壓的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。流行病學(xué)研究結(jié)果顯示膳食鈉攝入與血壓呈正相關(guān)。然而血壓對鈉攝入的反應(yīng)性在個體中的變異非常大。遺傳因素可能影響著個體血壓對膳食鈉攝入的反應(yīng)性。為了評價遺傳因素的效應(yīng)，我們設(shè)計了“鹽敏感性遺傳流行病學(xué)網(wǎng)絡(luò)研究(GenSalt Study)”，測量我國人群血壓對膳食鈉、鉀攝入反應(yīng)性的遺傳度。 本

5、研究結(jié)果對于進(jìn)一步闡明高血壓發(fā)生的分子遺傳學(xué)機(jī)制以及可能存在的基因-基因/基因-環(huán)境交互作用等具有重要的理論意義。本研究的結(jié)果支持高血壓病因?qū)W的多基因本質(zhì)，同時也為今后的研究提供了檢測復(fù)雜性疾病基因．基因交互分析的模型。本研究評價了遺傳因素在個體血壓對膳食鈉攝入的反應(yīng)性中所起的重要作用，這將有助于發(fā)現(xiàn)那些新的血壓鹽敏感性基因，對高血壓的個體化防治具有積極的意義。 第一部分腎上腺素受體α<,1A>基因變異與高血壓的關(guān)聯(lián)研究

6、 腎上腺素受體α<,1>(α<,1A><'->,α<,1B><'->，α<,1D><'->)是一個G蛋白偶聯(lián)跨膜受體的家族，通過結(jié)合兒茶酚胺、腎上腺素和去甲腎上腺素來調(diào)節(jié)交感神經(jīng)系統(tǒng)的活動。α<,1>腎上腺素受體調(diào)節(jié)心血管功能，在血壓的形成過程中可能起到重要作用。我們以前報道了人染色體8p22與原發(fā)性高血壓和血壓水平存在顯著的連鎖，而這一區(qū)段與腎上腺素受體α<,1A>基因(ADRA1A)定位相鄰。為此，我們采用病例對照研究來檢驗(yàn)ADRA

7、1A多態(tài)與中國北方漢族人群原發(fā)性高血壓的關(guān)聯(lián)關(guān)系。 本研究所有DNA樣本和臨床資料均來自亞洲國際心血管病協(xié)作研究(TheInternational Collaborative Study of Cardiovascular Disease in Asia，InterASIA)中國部分。選取了480對2期高血壓患者和年齡(相差2歲以內(nèi))、性別和地區(qū)匹配的健康對照，2期高血壓定義為收縮壓(SBP)≥160 mmHg和/或舒張壓(DB

8、P)≥100 mmHg。對照組血壓要求SBP低于140mmHg且DBP低于90mmHg。排除了有繼發(fā)性高血壓、冠心病和糖尿病的患者。通過對隨機(jī)選擇的48個高血壓病例和48個對照的基因測序確定了7個多態(tài)位點(diǎn)，并對所有研究對象進(jìn)行基因型鑒定。采用McNemar檢驗(yàn)來估計每個多態(tài)位點(diǎn)引起高血壓的OR值。條件logistic回歸分析時控制傳統(tǒng)高血壓危險因素，如：BMI、膽固醇、血糖和甘油三酯，結(jié)果用OR的95％可信區(qū)間表示。估計每個單體型的頻率

9、并用單體型趨勢回歸分析各個單體型與高血壓的關(guān)聯(lián)。 病例組中347Arg和2457G等位基因頻率顯著高于對照組(P=0.04和0.007)。McNemar檢驗(yàn)顯示2457G等位基因攜帶者發(fā)生高血壓的危險性較高，OR為3.00(95％CI 1.23-8.35)。條件Logistic回歸分析結(jié)果顯示調(diào)整了高血壓的傳統(tǒng)危險因素后2457G等位基因攜帶者發(fā)生高血壓相對危險度為2.84(95％CI1.15-6.99)。用PHASE估計單體型

10、頻率并且進(jìn)行單體型趨勢回歸分析，發(fā)現(xiàn)調(diào)整了高血壓的傳統(tǒng)危險因素后單體型7與原發(fā)性高血壓關(guān)聯(lián)(P=0.02)結(jié)果顯示ADRA1A基因變異與高血壓存在顯著關(guān)聯(lián)，可能在中國人群高血壓的發(fā)生中起到重要作用。 第二部分醛固酮合酶基因與高血壓的關(guān)聯(lián)研究 人類醛固酮合酶(CYP11B2)是一種類固醇11β羥化酶或18-羥化酶和18-氧化酶，催化腎上腺球狀帶細(xì)胞中醛固酮的終末合成。本研究旨在了解醛固酮合酶基因CYP11B2(T-344C

11、，Lys173Arg和一個內(nèi)含子轉(zhuǎn)換[IC]多態(tài))與中國北方漢族人群2期高血壓的關(guān)系。我們共收集了503對高血壓病人和經(jīng)年齡、性別和地區(qū)匹配的正常對照。結(jié)果顯示女性高血壓病人中．344T，173Lys和IC-轉(zhuǎn)換等位基因的頻率顯著高于正常對照組(P值分別為0.002，0.002和0.014)。女性高血壓病例組中由-344T，173Lys和：IC-轉(zhuǎn)換等位基因組成的單體型4的頻率顯著高于對照組(P=0.007)。在使用計分檢驗(yàn)(Score

12、 Test)調(diào)整相關(guān)協(xié)變量之后，單體型4與女性高血壓的關(guān)系依然顯著(P=0.003)。而由T-Arg-WT組成的單體型3則在男性和女性中均具有保護(hù)作用(P值分別為0.03和0.006)。結(jié)果顯示CYP11B2基因的173Lys和IC-轉(zhuǎn)換多態(tài)能增加中國北方女性人群2期高血壓的發(fā)病風(fēng)險。 第三部分酪氨酸羥化酶基因與高血壓關(guān)聯(lián)研究及初步功能分析 酪氨酸羥化酶(TH)是兒茶酚胺合成的限速酶，在交感神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)揮重要的生理作用。

13、雖然TH是原發(fā)性高血壓的候選基因之一，但仍沒有關(guān)于TH與高血壓發(fā)生的系統(tǒng)研究。我們選擇了503名高血壓患者和在年齡、性別和地區(qū)上均匹配的490名對照，對TH基因與高血壓進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。根據(jù)HapMap和dbSNP數(shù)據(jù)，選擇了TH基因的4個多態(tài)位點(diǎn)：rs6356、rs6357、rs2070762和rs1800033，進(jìn)行基因分型。rs1800033位點(diǎn)在我們的研究人群中不存在多態(tài)性。rs6356和rs6357多態(tài)在高血壓和非高血壓人群中分布

14、沒有顯著差別。但是rs2070762位點(diǎn)的基因型(P<0.001)和等位基因頻率(P=0.005)在病例組和對照組中均存在顯著差異。rs6356和rs6357位點(diǎn)與rs2070762存在弱連鎖不平衡。單體型分析顯示，研究人群中共有8種單體型，單體型頻率總的分布在高血壓人群和非高血壓人群中存在顯著差別。單體型A-A-C(rs6356-rs6357-rs2070762)和A-G-C在高血壓人群中頻率顯著高于非高血壓人群(P值分別為0.003

15、和0.013)，且A-A-C僅在高血壓人群中存在。校正協(xié)變量后，單體型G-G-C攜帶者發(fā)生高血壓風(fēng)險比最常見單體型A-G-T攜帶者高1.83倍(P=0.0049)。功能分析結(jié)果表明，與T等位基因相比，C等位基因使啟動子轉(zhuǎn)錄活性增強(qiáng)2倍；未知核蛋白因子特異性結(jié)合到T等位基因，而不結(jié)合C等位基因。 第四部分11個基因的33 SNPs與中國人群高血壓的關(guān)聯(lián)研究 原發(fā)性高血壓是一種典型的復(fù)雜性疾病，是環(huán)境因素和多個基因共同作用的

16、結(jié)果。單個位點(diǎn)的結(jié)果很難重復(fù)，其中一個原因就是高血壓潛在的遺傳機(jī)制不僅依賴于多個微效基因的單獨(dú)作用，同時也依賴于基因．基因之間的交互作用。為了檢驗(yàn)這種假設(shè)，我們在中國人群中進(jìn)行了一項(xiàng)病例對照研究來檢測單位點(diǎn)及多位點(diǎn)的效應(yīng)。從涉及高血壓發(fā)生和發(fā)展的相關(guān)基因中，挑選了11個候選基因和33個多態(tài)位點(diǎn)，并在503名高血壓患者和490名年齡、性別和地區(qū)匹配的對照中對這些位點(diǎn)進(jìn)行基因型鑒定。本研究既采用了傳統(tǒng)的logistic回歸進(jìn)行單位點(diǎn)的關(guān)聯(lián)分

17、析，又使用了分類回歸樹(classification and regression trees，CART)和多元適應(yīng)性回歸樣條(multivariate adaptive regression splines，MARS)進(jìn)行多位點(diǎn)關(guān)聯(lián)分析。 第五部分血壓對膳食鈉和鉀攝入反應(yīng)性的遺傳度研究 目前缺乏血壓對膳食干預(yù)反應(yīng)性的遺傳度的研究報道。本研究通過膳食干預(yù)，在中國北方農(nóng)村的1906個研究對象中檢測了血壓對膳食鈉、鉀攝入反應(yīng)