甲硫氨酸合成酶還原酶基因多態(tài)性與心血管疾病的研究進展

陳　芳(綜述)，王　紅(審校)

(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院干部病房內(nèi)三科，烏魯木齊 830054)

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甲硫氨酸合成酶還原酶基因多態(tài)性與心血管疾病的研究進展

陳芳△(綜述)，王紅※(審校)

(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院干部病房內(nèi)三科，烏魯木齊 830054)

摘要：高同型半胱氨酸血癥(hHcy)的醫(yī)學(xué)定義為高水平的血漿Hcy(Hcy≥10.0 μmol/L)。大量研究證明，其和疾病的風(fēng)險增加相關(guān)(包括血管和神經(jīng)退行性疾病、妊娠并發(fā)癥、男性不育、先天性疾病、糖尿病、腎功能疾病、骨質(zhì)疏松癥、神經(jīng)精神疾病和癌癥)。血漿Hcy水平是由環(huán)境和遺傳因素共同決定的。環(huán)境因素包括葉酸、維生素B6、B12等；遺傳因素主要有編碼Hcy代謝相關(guān)基因多態(tài)性酶，如甲硫氨酸合成酶及甲硫氨酸合成酶還原酶等相關(guān)基因多態(tài)性。

關(guān)鍵詞：心血管疾??；同型半胱氨酸；甲硫氨酸合成酶還原酶；基因多態(tài)性

心血管疾病(cardiovascular disease，CVD)的發(fā)生、發(fā)展是由多因素導(dǎo)致，免疫細(xì)胞激活有關(guān)的生理性功能失調(diào)，導(dǎo)致局部和全身炎癥反應(yīng)，從而產(chǎn)生高水平活性氧化物[1]。國內(nèi)外研究證實血清中高水平的同型半胱氨酸(homocysteine，Hcy)參與了血管的動脈粥樣硬化發(fā)病機制[2-3]。CVD所致死亡占全球所有死亡人數(shù)的1/3，且患病率持續(xù)增加[4-5]。高Hcy血癥(hHcy)是由遺傳和非遺傳缺陷所致，Watkins和Rosenbloott[6]發(fā)現(xiàn)甲硫氨酸合成酶還原酶(methione synthasere reductase，MSR)缺乏可引起hHcy，提示MSR缺乏與CVD有密切關(guān)系。現(xiàn)就MSR基因多態(tài)性與CVD的研究進展予以綜述。

1MSR功能及基因結(jié)構(gòu)

MSR是一個Hcy代謝途徑的關(guān)鍵酶，其主要功能是催化還原甲硫氨酸合成酶(methionine synthase，MS)的活性，在Hcy轉(zhuǎn)化為甲硫氨酸以及合成DNA的過程中發(fā)揮重要作用；而關(guān)鍵編碼酶的活性、葉酸水平、血漿Hcy水平也被證實與相關(guān)基因位點多態(tài)性密切相關(guān)，因此也是決定Hcy水平的關(guān)鍵因子[7-8]。近年來，越來越多的研究指向MSR基因多態(tài)性，其中最常見的突變?yōu)锳66G，將導(dǎo)致MSR活性降低，進一步降低了Hcy再甲基化率，最終導(dǎo)致Hcy在血漿中蓄積[9]。Leclerc等[10]克隆出人類編碼MSR基因(cDNA)定位于5p15.2~15.3，該基因全長包含2094個核苷酸序列，編碼的蛋白包含698個氨基酸殘基，該酶的相對分子質(zhì)量為77 700；同時還發(fā)現(xiàn)，MSR是一個被稱為FNR (ferredoxin-NADP(+) reductase)電子轉(zhuǎn)移家族中的新成員。

2MSR基因多態(tài)性

目前已知的MSR基因突變有十幾種。1999年，Wilson等[11]用反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)、核酸分析及限制性片段長度多態(tài)性分析等方法在來自7個維生素代謝障礙家族的8例甲硫氨酸功能性缺乏患者纖維母細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了11種變異(表1)。

表1　甲硫氨酸合成酶還原酶基因突變種類

“-”：文獻中未顯示

對于MSR基因多態(tài)性，目前研究最多的一個多態(tài)性位點為66 A→G(rs1801394),該位點是編碼區(qū)第66位點A→G的突變，導(dǎo)致MSR多肽鏈第22位異亮氨酸錯義為甲硫氨酸(Ile22Met)，從而產(chǎn)生一個Nde1限制性內(nèi)切酶位點，該位點突變后使生成的甲基維生素B12減少，進而導(dǎo)致血清Hcy水平升高[12]。據(jù)報道，66G等位基因的頻率以及66GG基因型在不同的10個地區(qū)呈現(xiàn)顯著的差異；在中國漢族人群中的基因型分別為25.7%和6.6%，最低和最高的MSR 66G等位基因頻率在西班牙裔(28.65%)和白種人(54.4%)；世界分布的MSR A66G多態(tài)性表現(xiàn)出地域性和民族性，以往的研究表明，平均66G等位基因頻率在歐洲為56%，在撒哈拉沙漠以南的非洲為26.1%，在亞洲為28%；在德克薩斯4個民族人群中該等位基因頻率分別為西班牙裔28.7%、非裔美國人34%、德系猶太人43.1%、白種人54.4%[13]。另一個研究較多的多態(tài)性位點為524 C→T(rs1532268)，其位于MSR基因編碼區(qū)第5個外顯子，導(dǎo)致MSR多肽鏈第175位異絲氨酸錯義為亮氨酸(Ser175Leu)，從而產(chǎn)生一個XhoⅠ內(nèi)切酶位點[14-15]。目前多研究其與先天性心臟病、唐氏綜合征、絕境后婦女血清骨鈣素水平等相關(guān)性。Pishva等[16]研究發(fā)現(xiàn)，MSR C524T可能是伊朗兒童室間隔缺損的危險因素。Kim等[17]研究發(fā)現(xiàn)，MSR 66G/524C單體型可能影響絕經(jīng)后婦女的骨代謝率。Wang等[14]報道，MSR C524T基因多態(tài)性可能降低中國人患唐氏綜合征的危險。

3MSR基因多態(tài)性與心血管疾病

3.1MSR基因多態(tài)性與冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(冠心病)血漿高Hcy水平已被證實是冠心病的獨立危險因素之一。目前國內(nèi)外有關(guān)MSR與冠心病相關(guān)性研究相對較少，且尚無統(tǒng)一結(jié)果。國內(nèi)李雅潔等[18]在探討MSR A66G與冠心病易患性的薈萃分析發(fā)現(xiàn)，MSR G66A基因多態(tài)性與冠心病易患性有關(guān)聯(lián)，攜帶A等位基因者冠心病遺傳易患性下降；與其他基因型相比，攜帶MSR 66GG者血漿中Hcy水平較高，由此推測，攜帶MSR 66GG基因型更易發(fā)生CVD。但Singh和Lele[19]研究認(rèn)為，MSR及甜菜堿同型半胱氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶基因多態(tài)性未必是冠狀動脈疾病的重要危險因素。Vinukonda等[20]的一項(108例病例，108例對照)研究中發(fā)現(xiàn)，MSR 66A可導(dǎo)致南印第安人hHcy，但控制混雜因素后，發(fā)現(xiàn)tHcy、MTHFR C677T、GCPⅡ C1561T是南印第安人患冠狀動脈疾病的危險因子，且MTHFR 677T /MTR 2756g和GCPⅡ1561tT/ MSR 66G在Hcy代謝上游存在顯著相互作用。Chen等[21]則認(rèn)為，MSR A66G不是歐洲人患冠心病的危險因素 (AA比GG:OR=1.07，95%CI0.59~1.94，P<0.01) 。

3.2MSR基因多態(tài)性與高血壓原發(fā)性高血壓是受多基因影響的疾病，也伴著CVD的風(fēng)險增加。Hcy可能通過刺激血管平滑肌細(xì)胞增生，破壞機體凝血和纖溶的平衡，使內(nèi)皮損傷、功能異常、影響脂質(zhì)代謝等，使機體處于血栓前狀態(tài),而增加高血壓發(fā)病的危險性[22]。對伴有hHcy的高血壓稱為H型高血壓[23]。Peer等[24]在探討129例高血壓患者左心室肥厚的危險因素時發(fā)現(xiàn)，Hcy以及高敏C反應(yīng)蛋白與女性的左心室質(zhì)量和左心室質(zhì)量指數(shù)呈正相關(guān),由此推測醛固酮和內(nèi)皮素水平是高血壓患者左心室肥厚最重要的獨立決定因素。王素敏等[25]在研究MSR A66G基因多態(tài)性與妊娠高血壓相關(guān)性時發(fā)現(xiàn)，MSR A66G各種基因型頻率在病例組與正常對照組之間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。Jiang等[26]在高血壓患者血脂水平與MSR A66G基因多態(tài)性相關(guān)性研究中發(fā)現(xiàn)，以MSR 66AA基因型為對照，GG基因型攜帶者的總膽固醇及低密度脂蛋白水平較低；校正后β±SE分別為(-0.5±0.2)mmol/L和(-0.4 ± 0.2) mmol/L，P值分別為0.003和0.005，由此得出，MSR基因多態(tài)性在高血壓患者血脂水平起重要遺傳作用，但仍有待于大樣本量的研究。Fowdar等[27]研究基因多態(tài)性與原發(fā)性高血壓相關(guān)性時得出結(jié)論，MTHFR A1298C和MSR A66G基因之間無相加作用，且MTHFR A1298C和C677T、MSR A66G、MTHFD1 G1958A基因多態(tài)性均與高血壓之間無關(guān)聯(lián)。

3.3MSR基因多態(tài)性與先天性心臟病先天性心臟病是兒科最常見的疾病之一，是導(dǎo)致孕婦流產(chǎn)、圍生兒和嬰幼兒死亡的最主要原因之一。目前關(guān)于先天性心臟病的病因及發(fā)病機制尚不完全清楚，但大多數(shù)先天性心臟病的發(fā)生是遺傳和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果。Hcy被認(rèn)為是CVD的危險因素，研究表明，高Hcy 可能與先天性心臟病的發(fā)生有關(guān)[28]。MSR作為Hcy/葉酸代謝途徑中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)酶之一，已有研究證實是其基因多態(tài)性在先天性心臟病中起重要作用[16，29]，而室間隔缺損是先天性心臟病最常見的臨床類型，其發(fā)生率為1.56‰~53.2‰[16]。Pishva等[16]在一項研究MSR A66G、C524T基因多態(tài)性與伊朗兒童室間隔缺損關(guān)系病例對照研究中發(fā)現(xiàn)，MSR A66G、C524T基因多態(tài)性是室間隔缺損的危險因素，OR值分別為0.51(95%CI0.35~0.73)和0.596(95%CI0.40~0.87)。

3.4MSR基因多態(tài)性與血管疾病血管疾病包括腦血管病、外周動脈疾病、冠心病、靜脈血栓栓塞及其臨床表現(xiàn)(如肺栓塞、深靜脈血栓形成等)，是由非遺傳因素和遺傳因素共同作用形成的疾病[30]。高Hcy、半胱氨酸水平在人類疾病中起重要作用，包括血管疾病(如動脈及深靜脈血栓形成)[22]。目前多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，高Hcy是CVD的獨立危險因素之一，其作用機制可能是氧化應(yīng)激、炎癥等，刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、致血栓形成[23，30]。MSR基因多態(tài)性與外周血管疾病的研究相對較少，目前與血管疾病研究較多的是MSR A66G基因多態(tài)性。Scazzone等[30]研究認(rèn)為，高Hcy水平是動靜脈血栓形成的一個危險因素，然而MSR A66G 基因多態(tài)性并沒有影響Hcy水平，但其他一些潛在影響Hcy水平的非遺傳(維生素B族攝入量)和遺傳因素有待進一步研究。Wiltshire等[31]在探討MSR基因多態(tài)性是否是青少年1型糖尿病患者早期微血管病變的危險因素時發(fā)現(xiàn)，MSR 66GG基因型能降低尿白蛋白排泄率(OR=0.47，95%CI0.25~0.88，P=0.018)及降低微量白蛋白尿風(fēng)險的趨勢(OR=0.27，95%CI0.06~1.21，P=0.09)。Naushad等[32]針對南印度163例深靜脈血栓形成患者及163例非血栓形成患者進行MSR A66G基因多態(tài)性分析，發(fā)現(xiàn)血栓組66GG基因頻率是非血栓組的2.74倍(95%CI1.73~4.34，P=0.0001)，故認(rèn)為MSR 66GG基因是南印度人深靜脈血栓栓塞的危險因素。

4小結(jié)

甲基化途徑在Hcy代謝中起重要作用，而Hcy在心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。MSR作為影響Hcy代謝途徑關(guān)鍵的上游因素之一，國內(nèi)外學(xué)者對其多態(tài)性與疾病易患性研究結(jié)果不盡一致。其原因有可能為影響Hcy代謝途徑上游因素的相關(guān)酶很多，且環(huán)境因素也影響疾病的發(fā)生發(fā)展。而基因-基因、基因-環(huán)境、環(huán)境-環(huán)境之間對疾病的相互作用還有待進一步探討。

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Research Progress in Methionine Synthase Reductase Gene Polymorphism and Cardiovascular Disease

CHENFang，WANGHong.

(DepartmentThreeofCadreWard,theFirstAffiliatedHospitalofXinjiangMedicalUniversity,Urumqi830054，China)

Abstract：High homocysteine levels(hHcy) is defined as a high concentration of plasma Hcy (Hcy≥10.0 μmol/L).Many studies have shown that it is associated with increased risk of diseases,including vascular and neurodegenerative diseases,pregnancy complications,male infertility,congenital diseases,diabetes,kidney disease,osteoporosis,nerve mental illness and cancer.Plasma homocysteine levels are decided jointly by environmental and genetic factors.The environmental factors including folic acid,vitamin B6,vitamin B12,etc.Genetic factors are mainly in the coding of homocysteine metabolism related enzyme gene polymorphism,such as methionine synthase and methionine synthase reductase gene polymorphism.

Key words：Cardiovascular disease; Homocysteine； Methione synthase reductase； Gene polymorphism

收稿日期：2014-07-21修回日期：2004-09-25編輯：鄭雪

基金項目：新疆心血管病研究重點實驗室開放課題(XJDX0903-2013-05)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.08.002

中圖分類號：R544．1

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)08-1348-03