GDF-15基因-3148位點多態性與急性心肌梗死的關系

張銘，杜珍芳

(張家港市中醫醫院，江蘇張家港215600)

急性心肌梗死起病急驟，致死率和致殘率均較高，是臨床常見的一種急危重癥。近年隨著生活節奏加快、飲食習慣改變以及社會或心理因素影響，我國急性心肌梗死的發病率明顯上升，并呈年輕化趨勢[1，2]。除了高血壓、高血脂、糖尿病、吸煙等傳統危險因素外，家族史也被認為是急性心肌梗死的一個獨立危險因素。隨著人類基因組學和分子生物學技術的不斷發展，國內外學者在大規模病例對照研究中發現了多個急性心肌梗死的易感基因及相關的單核苷酸多態性位點。生長分化因子15(GDF-15)是轉化生長因子β超家族成員之一，其基因定位于人染色體19p12-13.1。GDF-15能夠通過影響心血管內皮細胞分化成熟、參與冠狀動脈內皮細胞損傷或影響動脈粥樣硬化斑塊形成等病理過程，從而參與心血管疾病病情進展。有研究報道，GDF-15基因-3148位點多態性能夠影響GDF-15蛋白轉錄和磷酸化，導致血管內皮遷移和重塑障礙，進而影響心血管疾病病情進展[3，4]。為進一步探討急性心肌梗死病情進展與GDF-15基因-3148位點多態性的關系，我們進行了如下研究。現報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2015年1月～2018年6月張家港市中醫醫院收治的急性心肌梗死患者122例(觀察組)。所有患者符合2012年美國心臟病協會及美國心臟病基金會制訂的急性心肌梗死診斷標準，并且發病時間<12 h。排除合并嚴重肝腎功能不全、其他心臟疾病、惡性腫瘤、遺傳代謝性疾病、免疫系統疾病或血液系統疾病及有心臟手術史者。其中，男70例、女52例，年齡31～72(52.49±8.70)歲；心電圖顯示，ST段抬高型心肌梗死(STEMI)60例、非ST段抬高型心肌梗死(NSTEMI)62例；冠狀動脈造影檢查顯示，有側支循環80例、無側支循環42例。同期按1∶2標準選擇在張家港市中醫醫院體檢的健康志愿者244例(對照組)，男140例、女104例，年齡30～69(52.20±9.11)歲。兩組性別、年齡具有可比性。本研究經張家港市中醫醫院醫學倫理委員會批準，所有研究對象或其家屬知情同意。

1.2 GDF-15基因-3148位點多態性檢測 觀察組入院6～8 h，對照組體檢當日，采集外周靜脈血5 mL，EDTA-K2抗凝，采用全血基因組DNA提取試劑盒提取全血基因組DNA。通過查閱相關文獻設計GDF-15基因-3148位點引物序列，并由上海生工生物工程股份有限公司設計合成。GDF-15基因-3148位點上游引物5′-CTTTGAGGTGCGTGTTT-3′，下游引物5′-CAGTGCTCGCTTAGTGC-3′。PCR擴增體系共20 μL：10×buffer 2 μL，MgCl21.5 μL，dNTP 1 μL，上下游引物各1 μL，Taq酶1 μL，DNA模板1 μL，ddH2O 11.5 μL；擴增條件：93 ℃ 2 min，93 ℃ 1 min、55 ℃ 2 min共40個循環。將限制性內切酶HinfⅠ加入PCR擴增產物中過夜酶切。取酶切產物5 μL，經聚丙烯酰胺凝膠電泳2 h，EB染色30 min，凝膠成像系統拍照并分析酶切結果。

1.3 統計學方法 采用SPSS19.0統計軟件。計數資料比較采用χ2檢驗。群體代表性分析采用Hardy-Weinberg遺傳平衡檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組GDF-15基因-3148位點基因型頻率和等位基因頻數比較 經Hardy-Weinberg遺傳平衡檢驗，兩組GDF-15基因-3148位點多態性分布符合遺傳平衡定律。兩組GDF-15基因-3148位點基因型頻率、等位基因頻數比較差異均有統計學意義(χ2分別為25.510、25.380，P均<0.05)。觀察組CC基因型頻率和C等位基因頻數均低于對照組(χ2分別為7.265、25.380，P均<0.05)。見表1。

表1 兩組GDF-15基因-3148位點基因型頻率和等位基因頻數分布情況

2.2 STEMI與NSTEMI患者GDF-15基因-3148位點基因型頻率和等位基因頻數比較 STEMI與NSTEMI患者GDF-15基因-3148位點基因型頻率和等位基因頻數比較差異均無統計學意義(χ2分別為2.948、1.109，P均>0.05)。見表2。

表2 STEMI與NSTEMI患者GDF-15基因-3148位點基因型頻率和等位基因頻數情況

2.3 有無側支循環急性心肌梗死患者GDF-15基因-3148位點基因型頻率和等位基因頻數比較 有側支循環與無側支循環急性心肌梗死患者GDF-15基因-3148位點基因型頻率和等位基因頻數比較差異均有統計學意義(χ2分別為33.421、32.723，P均<0.05)。有側支循環急性心肌梗死患者GDF-15基因-3148位點CC基因型頻率和C等位基因頻數均高于無側支循環急性心肌梗死患者(χ2分別為28.471、32.723，P均<0.05)。見表3。

表3 有無側支循環急性心肌梗死患者GDF-15基因-3148位點基因型頻率和等位基因頻數情況

3 討論

急性心肌梗死是冠狀動脈急性、持續性缺血缺氧所引起的心肌壞死，是臨床常見的一種急危重癥。近年隨著生活節奏加快、飲食習慣改變以及社會或心理因素影響，我國急性心肌梗死的發病率明顯上升，并呈年輕化趨勢[1，2]。急性心肌梗死起病急驟，致死率和致殘率均較高。急性心肌梗死的誘因或病因有多種，主要包括自身因素和環境因素，其中自身因素有暴飲暴食、吸煙酗酒、缺少運動等生活習慣和高血壓、高血脂、高血糖等基礎疾病，環境因素主要是工作壓力大、長期處于高度緊張狀態、空氣污染等[5～7]。除了這些傳統的誘因或病因外，遺傳因素也被認為是急性心肌梗死的一個獨立危險因素。隨著人類基因組學和分子生物學技術的不斷發展，國內外學者在大規模病例對照研究中發現了多個急性心肌梗死的易感基因及相關的單核苷酸多態性位點。這些易感基因和單核苷酸多態性位點對探索急性心肌梗死發病的基因圖譜及未來基因防治具有重要意義。

GDF-15是轉化生長因子β超家族成員之一，其基因定位于人染色體19p12-13.1，由2個外顯子和1個內含子構成。研究證實，GDF-15能夠參與組織發育、炎癥、腫瘤等病理生理過程，還能通過影響心血管內皮細胞分化成熟，參與冠狀動脈內皮細胞損傷或影響動脈粥樣硬化斑塊形成等病理過程，繼而參與心血管疾病病情進展。有研究報道，GDF-15基因-3148位點多態性能夠影響GDF-15蛋白轉錄和磷酸化，導致血管內皮遷移和重塑障礙，進而影響心血管疾病病情進展[3，4]。孫鈴等[8，9]研究發現，GDF-15基因-3148位點多態性能夠通過調控GDF蛋白的轉錄翻譯，進而促進動脈粥樣硬化斑塊形成。劉銳鋒等[10]研究認為，GDF-15基因-3148位點多態性可引起冠狀動脈平滑肌損傷，繼而促進心血管痙攣，導致心肌供血減少。但目前GDF-15基因-3148位點多態性與心肌梗死關系的報道較少。

本研究經Hardy-Weinberg遺傳平衡檢驗發現，兩組GDF-15基因-3148位點多態性分布符合遺傳平衡定律，表明研究對象具有群體代表性。本研究結果發現，兩組GDF-15基因-3148位點基因型、等位基因分布比較差異均有統計學意義，觀察組GDF-15基因-3148位點CC基因型頻率或C等位基因頻數均高于對照組，提示GDF-15基因-3148位點多態性與心肌梗死發病有關。筆者認為，GDF-15基因-3148位點多態性主要通過以下兩個方面參與心肌梗死發病過程[11，12]：①GDF-15基因-3148位點CC基因型頻率或C等位基因頻數升高能夠導致GDF蛋白轉錄翻譯水平改變，從而提高GDF蛋白羧基末端的氨基酸磷酸化修飾程度，進而促進其對血管內皮細胞的浸潤和損傷作用；②GDF-15基因-3148位點CC基因型頻率或C等位基因頻數升高能夠提高GDF蛋白對冠狀動脈內皮下平滑肌組織的黏附能力，促進繼發性斑塊形成和血栓形成，進而導致急性心肌梗死病情進展。賈曉等[13]研究發現，急性心肌梗死患者GDF-15基因-3148位點CC基因型頻率可升高15%，而合并明顯心功能障礙或多器官功能衰竭的急性心肌梗死患者GDF-15基因-3148位點CC基因型頻率升高更明顯。本研究發現，STEMI與NSTEMI患者GDF-15基因-3148位點基因型頻率和等位基因頻數比較差異均無統計學意義，提示GDF-15基因-3148位點多態性與心肌梗死類型無關。但也有研究認為，GDF-15基因-3148位點多態性能夠影響心肌梗死類型[14,15]。筆者認為，臨床研究結論不同的原因可能與心肌梗死患者基礎病情或觀察指標檢測方法的不同有關。本研究還發現，有側支循環與無側支循環急性心肌梗死患者GDF-15基因-3148位點基因型頻率和等位基因頻數比較差異均有統計學意義，有側支循環急性心肌梗死患者GDF-15基因-3148位點CC基因型頻率和C等位基因頻數均高于無側支循環急性心肌梗死患者，提示GDF-15基因-3148位點多態性能夠影響急性心肌梗死患者心臟血管側支循環。筆者認為，GDF-15基因-3148位點CC基因型頻率和C等位基因頻數改變能夠影響心臟血管內皮細胞的遷移和新生，進而影響心臟血管側支循環的建立。

綜上所述，GDF-15基因-3148位點多態性與急性心肌梗死的發病和側支循環的建立有關。