血管紧张素转换酶基因多态性与阻塞性睡眠呼吸暂停综合征
中华结核和呼吸感染1998年第8期第21卷论著作者：肖毅黄席珍邱长春朱席琳刘怡文单位：100730北京，中国医学科学院中国协和医科大学北京协和医院呼吸内科(肖毅、黄席珍)，中国医学科学院基础医学研究所医学分子生物学国家重点实验室(邱长春、朱席琳、刘怡文)关键词：激肽酶Ⅱ类；基因；睡眠呼吸暂停综合征【摘要】目的探讨血管紧张素转换酶（ACE）基因多态性与阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSAS）之间的关系。方法以ACE基因内含子16的一个287bp的Alu顺序I/D(insertion/deletion)型为多态标志，用聚合酶链反应（PCR）扩增基因片段，对50例OSAS患者和50名正常人ACE基因多态性的分布进行了观察，并结合临床特点和多导睡眠监测结果进行了分析。结果发现在中国汉族正常人群中，ACE基因I/D多态II、ID、DD基因型频率分别为16％，52％，32％，其D和I等位基因频率分别为42％和58％。I/D多态分布符合Hardy-weinberg定律，达到了遗传平衡，具有群体代表性。OSAS患者Ⅱ基因型显著高于正常人，DD基因型则明显低于正常人；d和I等位基因频率分别为28％和72％，其差异也具有统计学意义。Ⅱ基因型的OSAS患者较ID基因型，最长呼吸暂停时间，最低血氧饱和度和睡眠呼吸暂停低通气指数（AHI）均较严重。另外，合并高血压的OSAS患者其最长呼吸暂停时间，最低血氧饱和度和AHI较无高血压的OSAS患者严重。结论中国汉族人OSAS发病与ACE基因I/D多态性相关联，基因型II和等位基因I可能是中国人OSAS发病的危险因素。AngiotensionIconvertingenzymegenepolymorphisminChinesepatientswithobstructivesleepapneasyndromeXiaoYi,HuangXizhen,QiuChangchun,etal.SleepDisordersCenter,PUMCHospital,ChineseAcademyofMedicalSciences,PekingUnionMedicalCollege,Beijing100730【Abstract】ObjectiveToinvestigatetherelationshipofaninsertion/deletion(I/D)polymorphismoftheangiotension-convertingenzyme(ACE)genetoobstructivesleepapneasyndrome(OSAS).MethodGenomicDNAwasextractedfrombloodsamplesandamplifiedbypolymerasechainreaction(PCR).PCRprimerswereflankingthepolymorphicregioninintron16oftheACEgene.ResultThedistributionoftheDD,ID,andIIACEgenotypeswas16%,52%,and32%inthecontrolsubjectsand0%,56%,and44%inOSASpatients,respectively.Theestimatedfrequenciesoftheinsertionalleleandthedeletionallelewere58%,42%inthecontrolsubjectsand72%,28%inOSASpatients,respectively.Thedifferenceswerestatisticallysignificant(P＜0.05).TheOSASpatientswithI/Igenotypehadsignificantlylongerapneatime(P＜0.05),lowerminimumSaO2(P＜0.05)andmoresevereAHI(P＜0.05)thandidtheOSASpatientswithI/Dgenotype.ConclusionTheseresultsindicatethattheIIgenotypeandIallelemightbeariskfactorforOSASinChinese.【Keywords】KininaseⅡGenesSleepapneasyndromes血管紧张素Ⅰ转换酶(ACE)的主要功能是将血管紧张素Ⅰ转换为血管紧张素Ⅱ，并且灭活缓激肽。人ACE基因位于染色体17q23，由26个外显子和25个内含子组成，ACE基因多态性涉及一个287bp的Alu重复序列的插入和缺失(insertion/deletion)。血浆和组织ACE浓度和I/D多态性的D等位基因一致，如ACE血浆浓度为DD＞ID＞Ⅱ［1］。研究表明，ACE基因DD基因型与原发性高血压有关，阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)为高血压、心肌梗塞、中风和猝死的重要危险因素。OSA和高血压之间关系密切，但两者之间的直接病因学联系没有明确建立。因此，我们假定如果高血压引起睡眠暂停，而ACE基因DD基因型对高血压是一个显著的危险因素，ACE基因DD基因型对阻塞性睡眠呼吸暂停患者也同样是一个危险因素。关于ACE基因I/D多态性在阻塞性睡眠呼吸暂停发病中所起的作用，我们检索了1990年～1998年3月的医学数据库(Medlinedatabase)，国内外均未见报道。因此，我们对50名正常人及50例OSAS患者ACE基因多态性结合其临床特点和多导睡眠图监测结果，初步探讨中国人群ACE基因多态性和OSAS之间的可能关系及高血压和OSAS之间的可能因果联系。对象与方法1．研究对象：正常对照组50名，经病史询问及初筛检查排除OSAS的健康人，无高血压，缺血性心脏病及糖尿病病史。其中男30名，女20名。50例OSAS患者(有高血压者30例，正常血压者20例)均符合阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的诊断标准，排除继发性高血压、缺血性心脏病及糖尿病病史。其中男45例，女5例。2．多导睡眠图监测：睡眠分期及诊断标准均采用黄席珍等建立的方法［2］。3．实验方法：低渗法分离白细胞，采用酚-氯仿法提取基因组DNA，PCR检测ACE基因I/D多态性。PCR产物在2%琼脂糖凝胶中电泳，紫外灯下观察。缺失纯合子型(DD型)，仅有190bp的带型；插入纯合子型(Ⅱ型)，仅有490bp的带型；缺失/插入杂合子型(I/D型)，有490bp和190bp两种带型。4．统计学方法：两组间等位基因频率和基因型频率的比较采用卡方检验。两组间计数资料的比较采用t检验。P＜0.05为差异有显著性。结果一、正常人及OSAS患者ACE等位基因频率及基因型分布OSAS患者各基因型频率分布与正常对照组相比其构成差异有显著性(χ2=9.01，P＜0.025)。OSAS等位基因D及I的频率与正常对照组相比其分布差异有显著性(χ2=4.31，P＜0.05，表1)。二、ACE基因型与多导睡眠图结果分析ACE基因不同基因型与OSAS患者多导睡眠图监测结果之间的关系(表2)。三、OSAS患者临床特点及多导睡眠图监测结果表1正常人及OSAS患者ACEI/D多态基因频率组别例数基因型频率等位基因频率Ⅰ/ⅠⅠ/DD/DⅠD正常对照组500.32(16)0.52(26)0.16(8)0.580.42OSAS组500.44(22)0.56(28)00.720.28有高血压300.47(14)0.53(16)00.730.27无高血压200.40(8)0.60(12)00.700.30卡方值=9.01=4.31P值＜0.025＜0.05注：()为例数表2ACE基因型与多导睡眠图结果分析(±s)ACE型别Ⅰ/ⅠⅠ/DP值例数2228最长呼吸暂停时间(s)68±2344±23＜0.01最低血氧饱和度(%)69±1280±11＜0.01AHI(次/小时)48±2234±26＜0.01注：AHI：睡眠呼吸暂停低通气指数伴有高血压与不伴有高血压的OSAS患者，其临床特点、多导睡眠监测结果之间的比较(表3)。讨论我们研究发现，OSAS患者与正常对照组相比较，等位基因Ⅰ和D的分布频率有明显差异，基因型分布亦有显著差异，OSAS患者的Ⅱ基因型及等位基因Ⅰ频率明显增多。表明我国汉族人群OSAS发病与ACE基因相关。对不同的ACE基因型的患者多导睡眠图监测结果进行比较发现，ACE基因Ⅱ基因型(插入纯合子型)OSAS患者其最长呼吸暂停时间明显延长、最低血氧饱和度明显减低、呼吸紊乱指数明显增高。表明ACE基因Ⅱ型的OSAS患者其临床表现较ID型更严重，提示：Ⅰ等位基因可能是其发病的易感基因。此外，有高血压的OSAS患者其呼吸紊乱指数、最低血氧饱和度、最长呼吸暂停时间同无高血压的OSAS患者相比，存在显著性差异，其临床表现更严重。动物实验证实了一个位于大鼠染色体10的致高血压基因BP-1，而BP-1的位置相当于人染色体17q含ACE基因区［3］。Zee等［4］报告在澳大利亚人群I等位基因和高血压相关。而中国台湾、日本及非洲裔美国人高血压患者中D等位基因和DD基因型频率显著增加［5～7］。Barley［8］认为ACE基因多态性和种族起源有关，ACE基因型和血压之间的关联存在种族差异。表3OSAS患者临床特点和多导睡眠图监测结果(±s)项目例数颈围(cm)BMI(kg/m2)WHR最长呼吸暂停时间(s)最低血氧饱和度(%)AHI(次/小时)有高血压3040.6±2.7*30±8**0.93±0.04**62±23***72±12***45±26***无高血压2038.5±2.929±40.91±0.0641±2180±1330±19注：*P＜0.05，**P＞0.05，***P＜0.01，BMI：体块指数，WHR：腰围与臀围之别据统计，OSAS患者高血压的发病率高于普通人群2倍，而高血压患者中OSAS的患病率据估计在20%～30%。那么，两者之间的因果关系是什么？第一，高血压引起睡眠呼吸暂停。高血压患者动脉化学感受器驱动增加，引起化学控制系统的不稳定，因此导致反复的呼吸暂停发生。但它不能解释为什么OSAS的治疗能够使血压恢复正常，而且高血压的治疗不会导致睡眠呼吸暂停终止。第二，睡眠呼吸暂停引起高血压。有证据提示，和睡眠呼吸紊乱事件有关的短暂的血压升高可导致血压持续升高。而短暂血压升高可能和血减氧饱和度的严重程度、唤醒反应、胸内压波动以及睡眠结构的破坏有关［9］。第三，共同潜在机制。OSAS和高血压之间联系的共同因素之一就是肥胖。尽管并不是所有的阻塞性呼吸暂停综合征的患者都肥胖，但BMI是睡眠呼吸暂停的独立危险因素。根据我们的结果，如果原发性高血压引起睡眠呼吸暂停，那么DD基因型对OSAS患者也应当是显著的危险因素，但我们的结果不支持。因此，OSAS和高血压之间的联系可能不是高血压引起睡眠呼吸暂停。总之，我们的结果提示ACE基因插入多态性和中国人OSAS有关，但这种基于人群的研究有其局限性，进一步需做家族分析及受累同胞的基因连锁分析。参考文献1TiretL,RigatB,VisvikisS,etal.Evidence,fromcombinedsegregationandlinkageanalysis,thatavariantoftheangiotensin-I-convertingenzyme(ACE)genecontrolsplasmaACElevels.AmJHumGenet，1992，51:197-205.2黄席珍，吴全有，李龙云，等．多导睡眠图临床应用．中华内科杂志，1991，30：758-760．3HibertP,LindpainterK,BeckmannJS,etal.Chromosomalmappingoftwogeneticlociassociatedwithblood-pressureregulationinhereditaryhypertensiverats.Nature，1991，353:521-529.4ZeeRY,LouYK,GriffithsLR,etal.Associationofapolymorphismoftheangiotensin-I-convertingenzymegenewithessentialhypertension.BiochemBiophysResCommun，1992，184:9-15.5MoriseT,TakeuchiY,TakedaR.Angiotensin-convertingenzymepolymorphismandessentialhypertension.Lancet，1994，343:125.6AsamoahA,YanamandraK,ThurmonTF,etal.Adeletionintheangiotensinconvertingenzyme(ACE)geneiscommonamongAfricanAmericanswithessentialhypertension.ClinChimActa，1996，254:41-46.7ChiangFT,ChernTH,LaiZP,etal.Age-andgender-dependentassociationoftheangiotensin-convertingenzymegenewithessentialhypertensioninaChinesepopulation.JHumHypertens，1996，10:823-826.8BarleyJ,BlackwoodA,MillerM,etal.AngiotensinconvertingenzymegeneI/Dpolymorphism,bloodpressureandtherenin-angiotensinsysteminCaucasianandAfro-Caribbeanpeoples.JHypertens，1996，10:31-35.9LavieP,YoffeN,BergerJ,etal.Therelationshipbetweentheseverityofsleepapneaand24hourbloodpressurevaluesinpatientswithobstructivesleepapnea.Chest，1993，103:717-721.(收稿：1998-04-29修回：1998-05-19) 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