β1腎上腺素受體R389G基因多態性與原發性開角型青光眼患者眼壓及眼灌注壓的關系

高延琳

(天津市眼科醫院，天津300020)

?

β1腎上腺素受體R389G基因多態性與原發性開角型青光眼患者眼壓及眼灌注壓的關系

高延琳

(天津市眼科醫院，天津300020)

摘要：目的探討β1腎上腺素受體(β1-AR)R389G(C/G)基因多態性與原發性開角型青光眼(POAG)患者眼壓及眼灌注壓的關系。方法 選擇55例未治療的POAG患者，分別于6：00(T6)、9：00(T9)、12：00(T12)、15：00(T15)、18：00(T18)、21：00(T21)、24：00(T24)利用Goldmann壓平式眼壓計測量患者雙眼眼壓，在同一時間點測量血壓，計算眼灌注壓，直接測序法檢測β1-AR的R389G位點的基因型。結果β1-AR的R389G位點基因型組成：C/C基因型32例、C/G基因型21例、G/G基因型2例。C/C基因型比C/G+G/G基因型具有更低的T6眼壓、T15眼壓、日內眼壓峰值、眼壓谷值、眼壓均值及更大的眼壓波動幅度，具有更高的T6眼灌注壓、T15眼灌注壓(P均<0.05)。結論 β1-AR的R389G基因多態性與POAG患者眼壓及眼灌注壓密切相關。

關鍵詞：原發性開角型青光眼；β1腎上腺素受體；基因多態性；眼壓；眼灌注壓

青光眼是嚴重的致盲性眼病，眼壓和日內眼壓波動幅度是影響青光眼發展的因素[1]。眼灌注壓是原發性開角型青光眼(POAG)的影響因素之一[2]。腎上腺素受體(AR)存在于人類睫狀體及小梁網[3]，參與晝夜眼壓節律的形成。切除家兔頸上神經節后，夜間眼壓不再升高，應用β-AR阻滯劑噻嗎洛爾后家兔夜間眼壓未降低[4]，可見交感神經系統在房水動力學中發揮著重要的作用。研究結果顯示，β1-AR基因多態性與眼壓及β-AR阻滯劑降眼壓效果密切相關[5,6]，影響高血壓患者的血壓及β-AR阻滯劑的治療效果[7,8]。本研究探討β1-AR的R389G基因多態性與POAG患者眼壓及眼灌注壓的關系。

1資料與方法

1.1臨床資料選擇2013年11月~2014年12月本院青光眼專科門診確診的POAG患者55例，均符合POAG診斷標準(門診診斷眼壓及各時間點眼壓均>21 mmHg、房角開放、典型青光眼視盤改變、典型青光眼視野缺損)[1，2]。其中男27例、女28例，年齡(47.5±12.3)歲，右眼27眼、左眼28眼。入選標準：年齡>18歲；無其他可能引起眼壓升高及視野缺損的眼部及全身疾病；無眼部手術史及外傷史；未接受任何抗青光眼藥物治療。排除標準：高血壓；全身及局部使用AR激動劑或拮抗劑。患者簽署知情同意書。

1.2眼壓測定患者入院后保持常規生活習慣，分別于6：00(T6)、9：00(T9)、12：00(T12)、15：00(T15)、18：00(T18)、21：00(T21)、24：00(T24)測定雙眼眼壓，24:00~6:00正常睡眠。患者坐位，保持清醒狀態，利用Goldmann壓平式眼壓計測雙眼眼壓。所有眼壓測量由同一位從事青光眼專業的高年資醫生負責。根據Humphrey視野計檢查結果，取缺損更嚴重的一側眼壓值。根據7個時間點測定的眼壓值，計算日內眼壓峰值(最大值)、眼壓谷值(最小值)、眼壓均值及眼壓波動幅度(最大值-最小值)。

1.3眼灌注壓計算在眼壓測定的同時間點，利用醫用便攜式血壓計測定患者血壓(收縮壓、舒張壓)及心率。根據公式：眼灌注壓=2/3(1/3收縮壓+2/3舒張壓)-眼壓，計算T6、T9、T12、T15、T18、T21、T24的眼灌注壓，計算日內眼灌注壓峰值、眼灌注壓谷值、眼灌注壓均值及眼灌注壓波動幅度。

1.4β1-AR R389G基因型測定10:00抽取患者肘靜脈血5 mL，加入含2% EDTA的抗凝試管中，采用酚-氯仿法提取DNA。GenBank目的基因序列(蘇州澤科生物有限公司合成)，上游引物為5′-TGCCCGACCGCCTCTTCGTC-3′，下游引物為5′-GG-CGTGGCCCCGACGACATC-3′。利用PE-5700PCR擴增儀，反應體系采用KOD-plus，反應條件：94 ℃預變性2 min，98 ℃變性15 s，68 ℃延伸1 min，35個循環。2%瓊脂糖凝膠電泳后，利用QIAquick Gel Extraction Kit純化回收目的基因片段。根據BigDye Terminator Cycle Sequencing V3.1 kit反應體系要求，采用ABI PRISM 3130 Genetic Analyzer (Applied Biosystems)對β1-AR的R389G基因進行測序。

2結果

2.1β1-AR的R389G(C/G)基因型測定結果55例患者中C/C基因型32例(58.2%)，C/G基因型21例(38.2%)，G/G基因型2例(3.6%)，測定結果符合Hardy-Weinberg 平衡。

2.2不同基因型POAG患者門診診斷眼壓、血壓、心率等指標比較見表1。

表1　不同基因型POAG患者臨床資料比較±s)

2.3不同基因型POAG患者日內眼壓及眼灌注壓比較C/C基因型POAG患者眼壓峰值、眼壓谷值、眼壓均值低于C/C+C/G基因型，眼壓波動幅度大于C/C+C/G基因型(P均<0.05)。C/C與C/C+C/G基因型POAG患者眼灌注壓比較差異無統計學意義(P均>0.05)。見表1。β1-AR的R389G(C/G)基因型與日內眼壓關系曲線見圖1，C/C及C/C+C/G基因型日內眼壓峰值均出現在T12，眼壓谷值均出現在T24。T6、T15，C/C基因型眼壓值低于C/C+C/G基因型(P均<0.05)，其他時間點眼壓值二者比較差異均無統計學意義(P均>0.05)。β1-AR的R389G(C/G)基因型與日內眼灌注壓關系曲線見圖2，C/C基因型的日內眼灌注壓峰值均出現在T6，谷值均出現在T12；C/C+C/G基因型日內眼灌注壓峰值出現在T24，谷值出現在早晨T6；二者眼灌注壓的峰值谷值出現時間點具有明顯差異。在T6、T15，C/C基因型眼灌注壓高于C/C+C/G基因型(P均<0.05)，其他時間點眼灌注壓二者比較差異均無統計學意義(P均>0.05)。

表2　不同基因型POAG患者眼壓、眼灌注壓比較(mmHg ，±s)

圖1　β1-AR R389G(C/G)基因型與POAG患者

圖2　β1-AR R389G(C/G)基因型與POAG患者

3討論

分子生物學研究表明，β1-AR存在多個單核苷酸多態性基因位點，其中1165基因位點C→G，相應編碼的氨基酸389位Arg→Gly，β1-AR的R389G表達在AR與Gs蛋白偶聯的功能區域，位于細胞質尾部近第7跨膜區，調控AR激動劑引起的腺苷酸環化酶活性，AR激動劑作用后，C基因型比G基因型具有更強的反應性[9]。β1-AR的R389G(C/G)基因型與眼壓峰值(T12)及谷值(T24)發生的時間無關；而明顯影響了眼灌注壓峰值(C/C，T6；C/G+G/G，T24)及谷值(C/C，T12；C/G+G/G，T6)發生的時間。在主要以正常眼壓青光眼為主的中國POAG患者中，76.5%患者的眼壓峰值發生于早晨(T6~T10)，70.2%的患者眼壓谷值發生于夜間[10]。本研究納入的患者，主要為高眼壓性的POAG患者，所以眼壓峰值出現的時間與過去的研究有所不同。

正常人(白人+黑人)β1-AR的R389G(C/G)基因位點，C/C基因型比C/G+G/G基因型有更高的基礎眼壓[5]，而對于正常墨西哥人，G基因型具有更高的基礎眼壓[6]。鹽酸倍他洛爾滴眼液對C/C基因型具有更明顯的降眼壓效果[5，6]。對于日本正常眼壓青光眼患者，β1-AR的R389G(C/G)基因位點與日內眼壓及眼灌注壓峰值、谷值、均值、波動幅度及各時間點的眼壓值無關[11]。本研究選擇的人群與上述研究的人群不同，所以結果不同。在β1-AR的R389G(C/G)基因位點與中國人全身疾病的相關研究中，G基因型與小兒血管迷走性暈厥發病相關[12]。高血壓患者的C/C基因型的靜息心率顯著大于C/G及G/G基因型，而正常對照組R389G(C/G)基因型與靜息心率無關[13]。原發性高血壓患者，C基因型具有更高的血壓，β1-AR阻滯劑治療后，C基因型表現出更好的降壓效果[14]。本研究中POAG患者的血壓、心率與β1-AR的R389G(C/G)基因多態性無明顯相關性。

本研究C/C基因型比C/G+G/G基因型具有更低的T6、T15眼壓，日內眼壓峰值、谷值、均值及更大的日內眼壓波動幅度，更高的T6及T15眼灌注壓，提示β1-AR的R389G(C/G)基因型與POAG患者的眼壓及眼灌注壓密切相關。β1-AR阻滯劑廣泛應用于青光眼的治療，其降眼壓效果存在個體差異。本研究證實β1-AR的R389G(C/G)不同基因型眼壓水平不同，因此可根據基因型預測POAG患者的日內眼壓變化曲線，為其個性化治療奠定了分子生物學基礎。

綜上所述，β1-AR的R389G(C/G)基因多態性與POAG患者日內眼壓及眼灌注壓密切相關。但本研究存在一定的局限性，為避免打擾睡眠節律，影響結果，凌晨3:00未測定患者的眼壓、血壓及心率。本研究首次闡明了β1-AR的R389G(C/G)基因型與中國POAG患者眼壓及眼灌注壓之間的關系。未來我們將進一步探討β1-AR的R389G(C/G)基因型對β-AR阻滯劑降眼壓效果的影響。如果通過β1-AR的R389G(C/G)基因型可以預測青光眼患者的眼壓變化及β-AR阻滯劑治療后的降眼壓效果，則可能通過基因型的檢測，給予患者更加合理的個性化治療。

參考文獻：

[1] Rivera JL, Bell NP, Feldman RM. Risk factors for primary open angle glaucoma progression: what we know and what we need to know[J]. Curr Opin Ophthalmol, 2008,19(2):102-106.

[2] Sehi M, Flanagan JG, Zeng L, et al. Relative change in diurnal mean ocular perfusion pressure: a risk factor for the diagnosis of primary open-angle glaucoma[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2005,46(2):561-567.

[3] Gregory DS. Timolol reduces IOP in normal NZW rabbits during the dark only[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1990,31(4):715-721.

[4] Wax MB, Molinoff PB. Distribution and properties of beta-adrenergic receptors in human iris-ciliary body[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1987,28(3):420-430.

[5] Schwartz SG, Puckett BJ, Allen RC,et al. Beta1-ARenergic receptor polymorphisms and clinical efficacy of betaxolol hydrochloride in normal volunteers[J]. Ophthalmology, 2005,112(12):2131-2136.

[6] Messina Baas O, Pachece Cuellar G, Toral-López J, et al. ADRB1 and ADBR2 gene polymorphisms and the ocular hypotensive response to topical betaxolol in healthy Mexican subjects[J]. Curr Eye Res, 2014,39(11):1076-1080.

[7] Wang H, Liu J, Liu K, et al. β1-adrenoceptor gene Arg389Gly polymorphism and essential hypertension risk in general population: a meta-analysis[J]. Mol Biol Rep, 2013,40(6):4055-4063.

[8] Si D, Wang J, Xu Y, et al. Association of common polymorphisms in β1-adrenergic receptor with antihypertensive response to carvedilol[J]. J Cardiovasc Pharmacol, 2014,64(4):306-309.

[9] Mason DA, Moore JD, Green SA, et al. A gain-of-function polymorphism in a G-protein coupling domain of the human beta1-adrenergic receptor[J]. J Biol Chem, 1999,274(18):12670-12674.

[10] Wang NL, Friedman DS, Zhou Q, et al. A population-based assessment of 24-hour intraocular pressure among subjects with primary open-angle glaucoma: the handan eye study[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2011,52(11):7817-7821.

[11] Gao Y, Sakurai M, Takeda H, et al. Association between genetic polymorphisms of adrenergic receptor and diurnal intraocular pressure in Japanese normal-tension glaucoma[J]. Ophthalmology, 2010,117(12):2359-2364,e1-2.

[12] 黃玉娟,王健怡,李錦康,等.β1腎上腺素受體基因多態性與小兒血管迷走性暈厥的相關性研究[J].臨床兒科雜志,2010;28(2):156-159.

[13] 李俊萍,郭曉華,孫淑艷,等.β1腎上腺素受體Arg389Gly基因多態性與靜息心率的關系研究[J].中國全科醫學,2012,15(30):3483-3486.

[14] 彭應心,薛浩,姚文靜,等.β1腎上腺受體Arg389Gly多態性與β1受體阻滯劑降壓療效的相關性研究[J].中國分子心臟病學雜志,2010,10(1):51-53,60.

Association between gene polymorphisms of R389G in β1-adrenergic receptor and intraocular pressure, ocular perfusion pressure in patients with primary open-angle glaucoma

GAOYanlin

(TianjinEyeHospital,Tianjin300020,China)

Abstract:ObjectiveTo investigate the relationships between gene polymorphisms of R389G (C/G) in β1-adrenergic receptor (β1-AR) and diurnal intraocular pressure (IOP), ocular perfusion pressure (OPP) in patients with primary open-angle glaucoma (POAG).MethodsFifty-five untreated POAG patients were recruited. IOP of both eyes was measured at 6:00 (T6), 9:00 (T9), 12:00 (T12), 15:00 (T15), 18:00 (T18), 21:00 (T21) and 24:00 (T24) by using Goldmann ophthalmotonometer. Blood pressure was measured at the same time points. OPP was calculated. Genotype of R389G (C/G) in β1-AR was determined by direct DNA sequencing. ResultsGenotypes of R389G (C/G) in β1-AR consisted of 32 cases of C/C, 21 cases of C/G and 2 cases of G/G. C/C of R389G (C/G) in β1-AR had a significantly lower IOP at T6, IOP at T15, diurnal peak IOP, trough IOP mean IOP and larger IOP range, and had a significantly higher OPP at T6 and T15than those of C/G+G/G (all P<0.05). ConclusionGene polymorphisms of R389G in β1-AR gene were closely related with IOP and OPP of POAG patients.

Key words:primary open-angle glaucoma; β1-adrenergic receptor; gene polymorphisms; intraocular pressure; ocular perfusion pressure

(收稿日期：2015-11-06)

中圖分類號：R775.2

文獻標志碼：A

文章編號：1002-266X(2016)09-0020-04

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2016.09.007

作者簡介：第一高延琳(1979-)，女，主治醫師，博士，主要研究方向為青光眼的治療。E-mail：ylgao9981@hotmail.com

基金項目：天津市自然科學基金一般項目(13JCYBJC39900)。