基因多態性與糖尿病腎病關系研究進展

高旭航，鄭玉群，何志杰，張麗婷△

1.解放軍聯勤保障部隊第九一〇醫院內分泌科(泉州362000)；2.福建省泉州出入境檢驗檢疫局綜合技術服務中心(泉州362000)

1糖尿病腎病(Diabeticnephropathy，DN)和基因多態性研究介紹糖尿病是目前全世界廣泛流行的慢性病之一，在世界范圍內有較高的發病率和病死率[1]，是嚴重威脅人類健康的世界性公共衛生問題。DN是糖尿病最常見的微血管并發癥之一，無論是1型還是2型糖尿病，大約30%～40%的患者有腎臟受累，是導致終末期腎臟病(End-stage renal disease，ESRD) 的主要致病原因。最近的流行病學研究指出，我國自2011年開始，DN所占比例超過腎小球腎炎相關慢性腎臟病[2]。從遺傳方面說，DN是一個復雜的多基因遺傳病，許多基因參與了DN的發生、發展。基因是具有遺傳效應的DNA片段。基因多態性廣泛存在于生物界，也可以稱為遺傳多態性，存在兩種或以上不連續的變異或基因型。基因多態性堿基順序在個體中不會發生改變，并按孟德爾遺傳規律傳給下一代。人類基因多態性產生于基因組中重復序列不同的拷貝數，和單拷貝序列的變異，以及雙等位基因的轉換或替換。在糖尿病患者中，根據某些特定基因的基因型不同，對腎臟的作用也不同，有的起保護作用，有的增加DN的風險，不同基因型的患者的預后和癥狀也有所不同。

2DN與基因的關系基因以多種方式參與DN的發生發展，包括基因多態性、基因表觀遺傳學、癌基因和抑癌基因等。基因多態性從DN的發病和預后方面參與了該疾病的發生和進展，說到CYP2C19基因多態性，CYP2C19基因位于細胞色素P450基因群內染色體10q24，有30多個等位基因，CYP2C19野生型腎病的發生率是突變性的5.248倍[3]，本文后續將詳細闡述。基因表觀遺傳學包括DNA甲基化、母體效應、休眠轉座子激活、基因組印記、基因沉默、RNA編輯和核仁顯性等。基因表觀遺傳學和DN的關系研究越來越多，亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)是在同型半胱氨酸(Hcy)代謝的過程中起著關鍵作用，也能催化其甲基化。MTHFR基因啟動子區的甲基化會影響MTHFR的活性。Yang等[4]研究發現，在臨床分組中，MTHFR基因啟動子的去甲基化在DN組較弱，而血清Hcy水平在單純糖尿病組明顯較高。研究者對于癌基因和抑癌基因的研究，也已經超出了單純的癌癥范圍，其也與DN有很緊密的聯系。MTDH是一種重要的癌基因，在許多癌癥中表達均升高。Liu等[5]發現，MTDH在DN大鼠模型的腎小球中中明顯升高，足細胞缺失是DN的最早的細胞病變[6]。

3基因多態性與DN發病風險的關系前面已經闡述，基因多態性從DN的發病和預后方面參與了該疾病的發生發展，尤其從發病風險方面，遺傳已經決定了該DN的發病風險，當然，糖尿病的發病也與遺傳非常相關。

3.1 血管緊張素轉換酶(Angiotensin-Converting，ACE)基因多態性與DN發病風險的關系 ACE插入/缺失(I/D)基因多態性與DN患者的發病關系密切，Fawwaz等[7]研究了ACE的等位基因I和D的出現頻率。實驗組篩選了50例DN(其中33例有ESRD)患者的，對照組篩選了64例糖尿病患者但腎功能正常。ACE基因型的頻率為分別為：DN患者的D/D為48%，I/D為40%，I/I為12%，T2DM患者的D/D為32.8%，I/D為45.3%，I/I為21.9%。結果顯示，等位基因D是DN發病的高危因素，反映了ESRD發病的危險性。Yu等人[8]專門針對ACE基因多態性和DN的發病關系進行了Meta分析，分析結果發現，12項研究明確了ACE I/D基因多態性與DN發展成ESRD有關，其中等位基因D和等位基因DD基因型DN患者更容易發展成ESRD。在高加索人群中，DD基因型患者更容易發病，而等位基因D則未發現此相關性。同時，2型糖尿病患者中可發現此相關性，而1型糖尿病則未發現此相關性。D等位基因或DD純合子與DN患者的ESRD易感性有關。中國2型糖尿病患者中，ACE基因型為ID和DD的患者更容易發生終末期腎衰竭，風險明顯升高[9]。DD基因型患者，體內血管緊張素II的明顯升高，比II基因型平均血壓升高，高血壓是DN患者的腎臟疾病發展的危險因素之一[10]。

3.2 血管緊張素原(Angiotensinogen，AGT)和血管緊張素II受體1(Angiotensin II receptor type 1，AGTR1)基因多態性與DN發病風險的關系 AGT由AGT基因編碼，是腎素-血管緊張素系統 (Renin- angiotensin system，RAS)的一種限速底物。經腎素酶催化生成血管緊張素Ⅰ(ANGⅠ)。AGT基因T174M多態性與DN的發病機制有關，Liu等[11]對這一關系進行了薈萃分析，探討AGT T174M多態性與DN的相關性。共鑒定了6項關于AGT基因T174M多態性的研究(1179例和927例對照)。基于種族類型的亞組分析顯示，AGT T174M多態性的M等位基因增加了亞洲人DN的風險，但沒有增加高加索人的風險，說明AGT基因中的T174M多態性與亞洲人的DN有關。Ali等[12]研究發現，在馬來印尼人群中，A1166C AT1R多態性與T2DM者對DN的易感性呈正相關。這也表明A1166C的AT1R多態性在DN的早期發病機制中起重要作用。高妍婷等[13]探討了AGT及血管緊張素II 1型受體(AT1R)基因多態性與DN的關系。他們將76例患DN的2型糖尿病患者，根據腎穿刺活檢病理分為DN組(28例)、非糖尿病性腎病(NDRD)組(230例)和DN合并NDRD組(18例)。采用聚合酶鏈反應限制性片段長度多態性技術方法檢測上述研究對象的AGT基因M235T多態性。相對于NDRD組和正常對照組，DN組和DN+NDRD組AGT基因M235T-TT基因型頻率明顯較高(P<0.05)，T等位基因頻率也較高。結果顯示，AGT基因M235T-TT基因型是DN患者腎功能減退的易感因素。越來越多的證據顯示AGTR1的多態性與DN的發病有顯著的相關性。Zhuang等[14]對AGTR1 A1166C的基因多態性和DN的發生關系進行了薈萃分析，分析結果發現，AGTR1 A1166C多態性與DN的發病風險顯著相關，C等位基因明顯增加DN的發病風險，尤其是在亞洲人中更加顯著。

3.3 血漿五聚素3(Pentraxin3，PTX3)基因與DN發病風險的關系 PTX3屬于五聚體蛋白超家族，其在血漿中水平的變化與DN有關。Zhu等[15]研究發現PTX3的基因多態性中，不同的基因型在DN和非DN中存在顯著差異。比如基因型rs2305619和rs212043。在位點rs2305619的患者中，等位基因GG是發展為DN的危險因素。而rs212043位點的患者等位基因為AA則為保護因素。此研究表明PTX3的rs2305619位點，等位基因G可能為DN的危險因素，而rs212043位點，等位基因A可能為DN的保護因素。

3.4 CYP2C19基因多態性與DN CYP2C19基因位于細胞色素P450基因群內染色體10q24，有30多個等位基因，CYP2C19野生型與腎病之間存在明顯的聯系，在合并糖尿病的心腦血管疾病患者中，CYP2C19野生型腎病的發生率是突變性的5倍之多[3]。多種藥物在服用過程中，或多或少會造成腎功能損害[16]。細胞色素P450超家族包含了大部分臨床用藥的代謝酶。CYP2C19是關鍵酶，其野生型代謝速度最快[3，17]，導致腎損害的發生。

3.5 糖醛還原酶( Aldose reductase，AR)基因多態性與DN Li等[18]針對東亞地區DN的患者進行了薈萃分析，主要研究AR基因多態性對DN的風險關系。研究目標為探討T2DM人群AR基因C-106T基因多態性與DN的關系，從5項研究中對2120位個體進行了分析，結果顯示AR C-106 T基因多態性與東方人DN顯著相關。在T2DM患者中，AR基因C-106 T基因多態性與DN風險增加有關，具有AR基因T等位基因的東亞人更容易發生DN。

3.6 一氧化氮合酶(Endothelial nitric oxide synthase，eNOS)基因多態性與DN 一氧化氮(NO)在腎臟有多種功能，包括腎臟和腎小球的控制。血管內皮eNOS基因已被認為是DN的易感基因。Dellamea等[19]對相關研究進行薈萃分析發現，DN與eNOS 4b/a和T-786C多態性之間的關聯最為強烈。4b/a多態性與DN的關系在各民族和各類糖尿病患者中均得到證實。Zhou等[20]也做了關于eNOS相關研究，Glu298Asp GG基因型可能對總體人群、亞洲人以及非洲人的DN發生發展起到保護作用，而TT基因型是DN的危險因素。

3.7 基質金屬蛋白酶9(Matrix metalloproteinase-9，MMP-9)基因多態性與DN MMP-9屬于基質金屬蛋白酶超家族成員中明膠酶的一種，表達細胞眾多，參與多種疾病及惡性腫瘤的發生發展。現已發現26種MMPs，稱為MMP家族。Feng等[21]在中國漢族人群種研究了MMP9 1562C/T多態性與DN的關系，研究結果發現，DN組T等位基因出現頻率明顯低于對照組，C等位基因是DN的獨立危險因素，MMP9 1562C/T基因多態性與DN的發生發展密切相關。

3.8 亞甲基四氫葉酸還原酶基因(Methylenetetrahydrofolate reductase，MTHFR)基因多態性與DN MTHFR是葉酸代謝與甲硫氨酸代謝中的關鍵酶。MTHFR基因具有多態性。主要就是一個查檢葉酸吸收代謝能力的檢測，有相關研究表明，缺乏葉酸能夠導致神經管缺陷。Ma等[22]研究了MTHFR C677T多態性與對T2DM吸煙男性DN易感性的相互作用。655 中國男性T2DM患者分為糖尿腎病病組321例，無DN糖尿病組334例。采用實時聚合酶鏈反應(PCR)檢測MTHFR C677T基因多態性。MTHFR TT基因 與CC基因型相比，患DN的風險更高(OR=2.05，P=0.002)。T等位基因在吸煙、男性、隱性和d型患者中與DN的發生有顯著的相關性。吸煙的TT和CT基因型患者DN的危險性明顯高于對照組(非吸煙CC基因型組，OR=3.73和2.28，P<0.001和P=0.004)。結論：rs1801133的T等位基因可能是T2DM患者DN的危險因素，MTHFR rs1801133與吸煙有協同作用。Zhou等[23]對MTHFR C677T基因多態性和DN之間的關系進行了薈萃分析，結果發現MTHFR C677T T等位基因和TT基因型與DN有明顯的相關性。

3.9 EPHX2基因多態性與DN EPHX2普遍存在于生物體內，它可以降解 EETs 和白三烯 A4(leukotriene A4，LTA4)。 EETs 具有舒張血管、抗炎、促進纖溶、降低血壓、調節血管生長等多種生物學效應[24]。EPHX2基因定位于染色體 8p21～p12 區域[24]，人類EPHX2也跟其他基因一樣具有多態性，個體間 EPHX2 活性存在差異，與基因多態性有很大關系。可能因為其活性，導致血管舒張不同，來影響DN的發生發展。Ma等[25]探討了中國T2DM患者EPHX 2 rs751141(R287Q多態性)與DN的關系，406例T2DM患者合并DN，464例T2DM患者無DN。DN患者rs751141的A等位基因頻率(20.94%)明顯低于非DN對照組(27.8%)(P=0.001)，表明EPHX 2 rs751141外顯子多態性A等位基因與中國T2DM人群DN的發生率呈負相關。

4基因多態性與DN預后的關系

4.1 ACE基因多態性與DN預后的關系 ACE基因的插入(I)/缺失(D)多態性影響腎素-血管緊張素-醛固酮系統的循環和腎活動。Egido等[26]分析了氯沙坦在不同基因型的患者中的作用效果。研究發現，存在D等位基因的T2DM患者，并且存在蛋白尿，使用氯沙坦其腎的預后不良。美國的觀察研究表明ACE抑制劑對具有DD基因型的1型DN患者的有益作用降低。這方面的前瞻性研究可用于指導糖尿病和蛋白尿患者的治療選擇之前。

4.2 AR基因與DN的早期進展的關系 Yamamoto等[27]為找到AR基因與DN早期進展的關系，通過聚合酶鏈反應(PCR)分析AR基因中的(a-c)n雙核重復多態性標記物的方法發現Z2等位基因的純合性與1型糖尿病患者DN的早期進展有關。

5展 望以上對DN與基因多態性的關系做了近些年研究的總結。DN是糖尿病慢性并發癥之一，且較常見，在糖尿病及慢性腎功能衰竭導致死亡的病因中占有重要地位。DN屬于多基因遺傳病，本文對糖尿病腎相關的幾個基因多態性之間的關系進行了闡述，包括基因多態性與DN發病風險之間的關系，基因多態性與DN預后之間的關系，為DN的早診、預防和治療提供了新的思路和方向。目前DN的治療以治療原發病為主。對于DN基因多態性的深入研究，有利于建立生物預防體系，在發現糖尿病以后，從隨訪、體檢、生活習慣、飲食等方面進行加強，隨訪過程中著重觀察腎功能，體檢頻次增加，改善不良的生活習慣，低鹽飲食。同時，為研究相關基因藥物提供科學依據和啟發，通過對疾病的深入探索，找到其發生發展規律，設計干預、治療方法和藥物等。