内皮细胞型一氧化氮合酶基因多态性与血管性疾病的关系
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维普资讯 http://www.cqvip.com 国外医学脑血管疾病分册2002午7月 第1O卷第4期 ・305・ ・综述・ 内皮细胞型一氧化氮合酶基因多态性与 血管性疾病的关系 朴翔宇 陶定波 摘要 内皮细胞型一氧化氮合酶基因是动脉粥样硬化性血管病的易感基因,该基因的多态性与 颈动脉粥样硬化斑块、缺血性卒中、心血管病、高血压病以及糖尿病肾病等血管性疾病的发生和发展 有一定的相关性。 关键词一氧化氮合酶;基因多态性;动脉粥样硬化 动脉粥样硬化性血管病,是多基因、多环境因素 用。迄今为止,ecNOS与血管性疾病的关系研究较 共同作用的结果。近年来,许多学者致力于其易感 多,而其他两种类型相对较少。Soma等_4 指出, . 基因的研究,内皮细胞型一氧化氮合酶(ecNOS)基 OS和nNOS与心血管病无相关关系。 因是血管性疾病的一个候选基因。现就近几年来 2 ecNOS基因及其多态性 ecNOS基因多态性与动脉粥样硬化性血管性疾病, ecNOS存在于血管内皮细胞、神经组织和血小 如颈动脉粥样硬化斑块、缺血性卒中、心血管病、高 板中。人ecNOS基因位于染色体7q35~36,含26 血压病以及糖尿病肾病的相关性综述如下。 个外显子和25个内含子,总长2l kb,编码为含有 1一氧化氮与一氧化氮合酶 1 203个氨基酸的蛋白质。ecNOS基因的变异主要 1980年Furchgo ̄和Zawadzld首次提出由内皮 有以下几种:(1)4号内含子处27个碱基 细胞产生的内皮衍生舒张因子(EDRF)具有明显而广 (GAAGTCTAGACCTGCTGCA/GGGGGTGAG)4次 泛的血管扩张作用。1987年Palmer等证明了EDRF 或5次串联重复,此处多数人的等位基因是5个重 即是一氧化氮(NO),是由L.精氨酸和分子氧在3种不 复序列,表示为ecNOS4b,少数人为4个重复序列, 同的一氧化氮合酶 Os)催化下生成的。在血管内皮 表示为ecNOS4a。其中第l9个碱基,在ecNOS4b中 细胞中,NO是由ecNOS催化产生的,它能激活血管 前3个重复为A,后2个重复为G;而在ecNOS 4a 平滑肌细胞中的可溶性鸟苷酸环化酶,使胞内cAMP 中前2个重复为A,后2个重复为G。据此,将ec. 浓度升高,从而发挥生理学效应,如扩张血管、抗血小 NOS基因分为3种基因型(4b/4b,4b/4a,4a/4a)和两 板聚集和白细胞黏附、抑制血管平滑肌细胞增生、防 类等位基因(4b,4a)。(2)7号外显子处G894一T,即 止低密度脂蛋白氧化以及抑制血管收缩因子内皮素 第894位核苷酸G—T突变,导致其编码的第298 及血管紧张素Ⅱ的作用,从而调节局部血流量、抑制血 位氨基酸由谷氨酸变成天冬氨酸(Glu一 p)。(3) 管早期动脉粥样硬化的形成¨引。基础水平NO释放 启动子区T 786一c,即上游区域第786位核苷酸T 减少,不仅与多种病理过程有关,如动脉粥样硬化的 —C突变。(4)13号内含子处(CA)n的多态重复。 形成、高血压及血管痉挛等,而且也加重了动脉粥样 (5)启动子区A922一G。(6)启动子区T 1468一 硬化性血管疾病的进程。 (7)l8号内含子A c替代。(8)内含子23处G—T NOS是决定血管壁NO基础水平的关键酶。 的替代。其中,以前3者的研究较多。ecNOS基因 根据酶的细胞或组织来源不同,将其分为3型,即神 多态性与ecNOS功能减低有关。已有文献报道, 经元型NOS(nnOS,NOS-1)、免疫型NOS(iNOS, ecNOS基因不同位置的变异与血管性疾病的相关 NOS-2)和ecNOS(NOS-3),从功能上讲,nNOS和 性不同。 ecNOS属于原生型(cNOS),iNOS属于诱导型( . 3 ecNOS基因多态性与动脉粥样硬化性血管病的 os)。目前公认,ecNOS产生的NO有神经保护作 关系 用,而nNOS和iNOS产生的NO则有神经毒性作 Wang等 发现,血浆NO代谢水平的变化, 30%归因于ecNOS基因多态性。他们对428名欧 作者单位:116001大连医科大学附属第四临床医院神经内科(朴 洲健康白人进行了ecNOS基因型以及NO代谢产 翔宇);1 16001大连医科大学附属第一临床医院神经内科(陶定波) 物(盐及亚盐)的检测,结果显示,ecNOS基 维普资讯 http://www.cqvip.com ・306・ 医 因4号内含子区基因多态性与NO代谢产物水平 位基因b的频率比为0.889/0.862/0.853,从而认 (NO )有显著差异。Tsukada等 也指出,ecNOS4a 为,在日本人中该基因多态性并不是缺血性脑血管 等位基因携带者血浆NO 比非a等位基因携带者 病的遗传危险因素。2001年Hou等 对880例中 下降20%,为ecNOS基因多态性与NO相关的血管 国人(364例卒中患者,516例对照者)的研究显示, 病的研究提供了理论基础。 ecNOS等位基因a在缺血性卒中与对照组中的频 3.1 ecNOS基因多态性与颈动脉粥样硬化斑块 率差异显著(17%:7.8%;OR,2.44;95%CI, 动脉粥样硬化性改变是导致许多严重疾病,如 1.60~3.71;P<0.005)),证实了ecNOS第4号内 卒中、心肌梗死等心脑血管疾病的重要病理基础,遗 含子基因多态性可能是中国人患缺血性脑血管病的 传与环境因素是动脉粥样硬化的影响因素。有报道 危险因素,在无常见危险因素的缺血性脑血管 指出,遗传因素对动脉粥样硬化的形成起重要作用, 病患者中尤为显著。 多种基因可能单个或者联合作用导致动脉粥样硬化 3.3 ecNOS基因多态性与心血管病 的形成 ]。Lembo等 研究了375例高血压病患 ecNOS基因多态性与心血管病,如冠心病和心 者,测定ecNOS基因中2个内含子(13和4)多态性 肌梗死的研究较为广泛,近年来国内外均有报道。 及外显子7的多态性,结果显示外显子7, p298纯 1996年,Wang等… 指出,澳大利亚长期吸烟者的 合子组颈动脉硬化斑块形成的发病率约为Glu298 ecNOS第4内含子处基因多态性与冠心病关系密 的3倍,表明 p298纯合子是本组患者颈动脉硬化 切,吸烟与ecNOS 4a/a作为环境与遗传两大因素是 斑块形成的危险因素。 导致冠心病的主要原因。日本学者Ichihara等H 3.2 ecNOS基因多态性与缺血性脑血管病 通过对日本人患心肌梗死与ecNOS的研究证实,ec— 大量动物实验和人体研究证实,NO不仅能够 NOS4a/b基因多态性是日本人心肌梗死的危险 扩张血管、降低血小板聚集性和白细胞黏附性,而且 因素。ecNOS基因多态性与冠心病、心绞痛的关系 在调节脑血流方面起着重要作用 j。脑缺血时,ec— 得到了多国学者的肯定,但也存在分歧。德国学者 NOS催化产生的NO通过增加脑血流量、抗血小板 Sigusch等¨ 对l 043例欧洲人的研究表明,冠心病 聚集和影响脑的自身调节反应等,对脑起保护作用。 及其严重程度与ecNOS4a/b多态性无相关性。法国 1998年,Markus等 对597例英国人进行了ec— 学者Poirier等 认为,法国人中ecNOS 894G—T NOS基因第7号外显子多态性的研究,其中361例 的变异与心肌梗死无密切关系。最近,韩国学者 为缺血性卒中或TIA患者,236例为正常对照者。 Park等 提出,随着年龄的不断增长,血管内皮和 结果显示,卒中组基因型如下:nn127(35.2%), 平滑肌细胞的反应和其他功能也不断变化,ecNOS Nn187(51.8%),NN47(13%);对照组为nn46(40. 基因多态性和急性心肌梗死的关系与年龄有关,吸 7%),Nnl04(44.1%),NN36(15.3%),P=0.44,两组基 烟的年轻人ecNOS基因型为4 a/a者是患急性心肌 因型的分布无差异,证实ecNOS基因7号外显子 梗死的高危因素。 894G--- ̄T与动脉粥样硬化性脑梗死和TIA无关。 有关ecNOS基因与高血压的关系,Uwabo MacLeod等 经过大量研究也取得了一致观点。 等 认为,ecNOS 4a/a可能是日本人原发性高血压 Akar等 做了同样的研究,研究对象是43例脑梗 患者的易感因素。Shoji等Ⅲ 则认为,ecNOS基因 死患者,年龄从l0个月~l8岁,排除24例合并其 的7号外显子894G—T变异与原发性高血压相关, 他系统严重疾病的患者,剩余l9例脑梗死患者 而ecNOS基因4号内含子4a/b多态性则与原发性 ecNOS基因7号外显子基因多态性与脑梗死有关, 高血压无相关性。 但此结论尚需进一步研究证实。 3.4 ecNOS基因多态性与Ⅱ型糖尿病肾病(ON) 自从Wang等 报道了ecNOS基因第4号内 Neugebauer等 对日本人的调查结果表明,Ⅱ 含子27个碱基的重复多态性与血浆NO 密切相关 型糖尿病伴肾病患者与无肾病患者相比,基因型为 之后,ecNOS第4号内含子处27个碱基重复序列的 ecNOS4a/a的频率(19.2%)明显高于后者(7.3%), 研究倍受瞩目。Yahashi等 。。4年前对日本人该基 l 的DN患者携带ecNOS4a等位基因,而在无肾病 因多态性与缺血性卒中的关系做了报道,127例卒 的糖尿病患者及正常人中却只占13%左右,由此认 中患者(其中l8例为血栓栓塞,58例为腔隙性脑梗 为ecNOS4a等位基因可能是DN的一个危险因素。 死,5l例为无症状腔隙性脑梗死)与9l例对照者等 逐步多元回归分析显示,高血压和ecNOS基因多态 位基因频率比为0.862/0.868,缺血性卒中亚组中等 性是引起DN的相关因素。但并未能发现ecNOS 维普资讯 http://www.cqvip.com 国外医学脑血管疾病分册2002午7月 箍 鲞箜 ・307・ 基因多态性与高血压相关。而Fujita等¨ 则未发现 ecNOS基因多态性与DN相关。 NellroIogy,1999,53(2):418_420. 9 AkarN,AkarE,OedaG,et a1.Noassociation betweenGh/Asp pol- ymorphism of NoS3 gene and ischemle stroke.Neurology,2000, 综上所述,动脉粥样硬化性血管病具有遗传易 感性,尽管由于遗传的特质性在不同种族、不同地区 55f31:460-461. 10 Yahashi Y,Kario l('Shhamda l('et a1.The 27-bp repeat polymor。 phism.m hatron 4 of the endothelia1 cell nitric oxide synthase gene and ischemic stroke.m a Japanese populaton.BlioodCoagulF rlmol- 的研究结果存在差异,但可以肯定的是,ecNOS基 因多态性与血管病有一定的关系,是引起早期血管 动脉粥样硬化的危险因素。检测ecNOS基因型,对 ysis,1998.9(5):405-409. 11 Wang XL,Shn AS,Badenhop RF,et a1.A smoking。dependent risk of coronary artry diesease asSOCiatd wieth a polymorphism of the endothdial nitric oxide synthase gene.Nat Med、l996,2(11:4l45. 12 Ichmala S.Yamada Fujimura T,et a1.Associatoin ofa polymor- phism of he endotthelial constitutive nitric oxide synthase gene with 于警惕动脉粥样硬化的形成、早期预防动脉粥样硬 化性血管病以及进行基因治疗等具有重要意义。 参考文献 myocardial-mfarctoin.m the Japanese popuhtoin.Am J Cardiok 1998,81f11:83—86. 13 Sigusch HH,Surber R.Lehmann M et aL Lack ofassociaton be-i tween 27-bp repeat polymorphism-m_mtron4 oftheendothela1n iic oxide synthase gene and the risk of coronary artery disease.Scand J Clin Lab Invest,2000,60(31:229-235. l Markus HS,Ruigrok Y’AllN,et aL Endothelialnitr oxide synthase exon 7 polymorphism, ̄chcrnic cerebrovascular disease,and carot- 14 Pokier O,Mao C,Mallet C,et aL Polymorphisms of the endothelial nitric oxide synthase gene—no consistnte association with myo- cardia1.mfarction.m the E(-rIM study.Eur J Clin Invest.1999.29 id atheroma.Stroke,1998,29(91:1908-19l1. 2 Lembo G.de Luca N.Battagli C,et aL A common variant of endo- thelial nitr oxide synthase(Gh298Asp)is all hadependent risk fac- tor for carotid atheroscl ̄osis.Stroke,2oo1,32f31:735-740. f41:284-290. 15 Park JE,Lee W}L Hwang T}L et a1.Aghag affects the associaton ibetween endothelial nitric oxide synthase gene polymorphism and a— cute myocardia1.mfrctiaon the Korean male popuhton.Kiorean J 3 Hou L,Osei Hy ̄man D,Y_u}L et a1.Association of a 27_bD repeat polymorphism ecNoS gene with ischemio stroke.m Ch ese pa. Intern Med,2oo0,15(11:65-70. 16 U、vabo J,Soma M,Nakayama T.et a1.Associaton of a vairiable number oftandem rq)ates-mthe endothelial constitutve Riirtic oxide tients.Neurology,2oo1,56f41:490-496. 4 Soma M.Nakayama T.Kanmatsuse K Nitric oxide synthase gene polymorphism and its fluence on cardiovascular disease.Curt synthase gene with essentali hypertension.m Japanese.Am J Hyper- Opha Nephrol Hypertens,1999,8(11:83-87. 5 Wang XL.Mahaney MC.Sim AS,et aL Genete contlribution ofthe endothelial constitutive nitl ̄oxide synthase gene to plasma nitrle tens,1998,l1(1 Pt 11:125-128. 17 Shoji M.Tsutaya S.SaRo&et a1.Posnive associaton ofeindothelial nitric oxide synthase gene polymorphism with hypertnsieon-m north— oxide levels.Arterioscler nlromb Vasc 8iol,1997,17(11 1:3147. 3l53. ern Japan.Life Sci,2000.66f261:2557-2562. 18 Neugebauer S,Baba T,Watanabe T.Association ofthe nitric oxide synthase gene polymorphism with an hacreased risk for progression 6 TsukadaT,Yokoyama K AraiT,et a1.Evidence of association of the ecNOS gene polymorphism with plasma NO metabolite eve ̄-lm to diabetic nephropathy_m type 2 diabets.Dieabets,2000,49(e3): 500-503. humans.Biochem l ̄ophys Res Commun,1998,245(1、:190—193. 7 Wh IuP,Deane C,Valhnce P,et a1.Nitric oxide synthase inh ition m huma.ns reduces cerebral blood flow but not the hyperemle re— 19 Fujita H Narita T,Meguro H et a1.Lack ofasscioation between an cNOS geene polymorphism and diabetic nephropathy.m type 2 dia- sponse to hypercapnia.Stroke。1998,29f21:467-472. 8 MacLeod ̄U,Dahiyat M ,Cumm g八et aL No association be— tween Gh/Asp polymorphism of NOS3 gene and ischemic stroke. betic patients with prolifratieve diabetic retinopathy.Horm Metab Res,2000,32(2):80・83. (收稿:2001一l0—1 1修回:2002 ̄4—19) 医学简讯・ 动脉瘤夹闭术常规术中血管造影的评价 动脉瘤夹闭术后,通常需要进行血管造影评价夹闭位置,排除残余动脉瘤或载瘤动脉闭塞。术后血管造影 残余动脉瘤和载瘤动脉闭塞的发生率高达12%和19%。术中血管造影可立即改变夹闭部位来防止这些意外。 Chiang等对1996--2000年美国马里兰州Johns Hopkins医院所有手术治疗的动脉瘤患者进行了前瞻性 研究,共284例动脉瘤患者。对337个动脉瘤进行了303次手术治疗,平均年龄51岁(14~85岁),其中男 性78例。多发性动脉瘤占12%,大(直径>10 mm)或巨大动脉瘤(直径>25 mm)占17%,后循环动脉瘤占 11%,63%的手术在SAH后进行。所有患者均在夹闭后立即进行动脉造影。如发现残余动脉瘤或载瘤动脉 闭塞则改变夹闭位置,然后再进行动脉造影,直至满意为止。 结果发现,11%的动脉瘤由于术中血管造影发现意外而改变了夹闭位置,其中6.5%为残余动脉瘤,3% 为载瘤动脉闭塞,1.5%同时出现残余动脉瘤和载瘤动脉闭塞。Logic回归分析表明,大和巨大动脉瘤发生术 中因血管造影发现意外而改变夹闭位置的危险性明显增加(OR=4.2),直径<l0 mm的前交通动脉动脉瘤 术中血管造影发现意外的危险性明显增加(OR=3.2)。24例患者术后也进行血管造影,结果术中造影结果 假阴性2例(8.3%)和假阳性1例(4.2%),前者都位于前交通动脉,都因不完全夹闭再次出血而不得不再次 手术。303次手术发生8次(2.6%)血管造影相关的并发症,其中只有1例造成永久性神经功能缺损。 血管造影并发症与年龄、SAH的存在或严重动脉粥样硬化之间无相关性。Chiang指出,尽管术中常规血管 造影还不能代替手术时医生的细致观察,但它对许多颅内动脉瘤的手术治疗是安全和非常有用的手段。 (曲东锋)