顱內動脈瘤形成相關基因的研究進展

孫 帆 周赤忠 伍 博

顱內動脈瘤（intracranial aneurysm，IA）破裂是引起自發性蛛網膜下腔出血的主要原因。目前，IA 的病因尚未完全清楚，但先天性原因是主要的。80%的IA 發生于腦底動脈環前半部。目前，由于CT、DSA 等影像學技術的發展，動脈瘤的診斷以及動脈瘤定位的準確性，都得到了很大的提升，但是動脈瘤發病機制的研究還是存在空缺。隨著分子生物學、遺傳學等學科的發展，通過IA瘤壁與正常血管差異性基因組研究，篩選差異基因，進行分析IA 的形成與破裂的相關基因及其作用機制，是目前的研究方向之一[1]。目前，基因組序列的變異，是人類基因組的研究重點，尤其是單核苷酸多態性（single nucleotide polymorphism，SNP）。這些技術的進步為研究IA 的發生、發展、破裂的機制提供幫助。本文就IA形成相關基因的研究進展進行綜述。

1 膠原蛋白（collagen，COL）基因

COL 是構成血管壁細胞外基質的主要成分之一，種類繁多，其中最主要的是Ⅰ型COL（COL1）和Ⅲ型COL（COL3），占動脈壁所有COL 的80%以上，對于維持血管壁的完整與韌性，有著極其重要的作用[2]。目前，研究表明，與正常動脈血管壁相比，動脈瘤血管壁Ⅲ型COL明顯減少。Qi等[4]研究表明Ⅲ型COL α2（COL1A2）基因的rs42524 的C 等位基因對IA的形成具有顯著影響。付曉紅等[4]對Ⅲ型COL α1（COL3A1）基因的SNP rs1800255 的研究表明，該位點G＞A 的多態性導致相關密碼子所編碼的氨基酸發生改變，使COL3的表達減少，從而增加IA的發病風 險。之 后，Meng 等[5]的 對4 種COL（COL1A2、COL3A1、COL4A1、COL4A2）基因做了更全面的研究，結果表明COL1A2 基因的SNP rs42524 是日本人IA的易感基因，而COL3A1基因的SNP rs1800255與我國IA存在顯著相關性，它們的突變均能導致某一種族人體內COL 的表達減少。但是，Brotis 等[6]研究表明COL1A2 基因的SNP rs42524 與IA 無關聯。這表明，COL3A1 基因的多態性是正常人患IA 的重要因素之一，尤其是在某些特定的種族中，兩者的關聯性更加密切。而對于COL1A2基因的多態性與IA之間是否存在聯系，尚待進一步的研究。

2 彈性蛋白（elastin，ELN）基因

ELN 基因主要編碼血管壁細胞外基質中的ELN，是維持血管壁細胞收縮延伸的關鍵性蛋白質。ELN 基因定位于常染色體7q11。Jeon 等[7]對韓國90 例IA 病人ELN 基因的研究發現，這些病人的ELN 基因的SNP rs2856728 導致血管壁細胞外基質中的ELN 表達降低。這一發現能夠為ELN 基因是IA 的易感基因提供一定的證據。他們進一步發現SNP rs2856728 位點在男性中變體的幾率是女性的兩倍，這提示男性IA的發病率更高；但是，他們也發現ELN 基因SNP rs2071307 并沒有導致ELN 的合成減少。Paterakis 等[8]研究發現IA 的發生與ELN 基因SNP rs2856728 位點有關、與SNP rs2071307 無關。關于ELN 基因是否是IA 的易感基因的研究一直沒有停止，盡管近年來大多數研究都支持ELN 基因的SNP與IA的發生、發展有關，并且他們之間的相關性可能還存在一定的地域差異，但是到目前為止仍然沒有得出統一的結論。

3 基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）基因與金屬蛋白酶組織抑制劑（tissue inhibitor of metalloproteinases，TIMP）基因

MMP是一種依賴金屬離子的蛋白酶，能夠降解COL、層粘連蛋白等多種細胞外基質的金屬蛋白酶，而TIMP則能夠抑制MMP的水解活性。正常生理條件下，在組織和細胞外液中，MMP呈低水平表達，而TIMP 的表達水平通常遠高于MMP，以此來抑制MMP 的活性[9]。此前，有研究發現，IA 的MMP-2、MMP-9、MMP-13 的表達上調，而TIMP 的表達下調[10]，導致COL等細胞外基質降解增多，增加IA的發病幾率。Alg 等[11]對英國1 409 例IA 與1 290 例正常對照的MMP 基因進行測序分析，發現IA 的MMP-2 的基因在rs243865 位點存在C＞T 的SNP，導致MMP-2的表達上調。同樣，Rojas 等[12]對282 例IA 的血液樣本測序分析中，發現除表達MMP-2基因的SNP對IA的產生有影響外，還發現表達MMP-9的基因的SNP與IA發生也存在一定的關聯性。雖然，早期的研究對于MMP 基因與IA 易感性之間的聯系存在一些爭議，但是近幾年的絕大多數研究都對它們之間的存在關聯這一結論存在共識。另外，值得注意的一點是，在確診的IA中，TIMP基因的表達水平與IA基底部的直徑存在正相關的關系，提示IA的增大可能引起TIMP 的代償性表達以抑制MMP 的活性[13]。雖然TIMP的表達水平不能作為預測IA發生的指標，但是在已確診的IA 中，TIMP 的高低或許可以用于監測IA是否增大。

4 內皮糖蛋白基因

內皮糖蛋白基因定位于常染色體9q34.11，是血管內皮細胞的一種主要糖蛋白，能與信號蛋白轉化生長因子-β的受體形成復合物，對于維持血管內皮的完整具有重要的作用。Hu 等[14]發現內皮糖蛋白基因SNP rs1800956位點影響內皮糖蛋白的生成，從而影響血管內皮的穩定性。同樣，Lin等[15]研究我國漢族人群內皮糖蛋白基因SNP rs1800956 與IA 的關系，認為SNP rs1800956 增加漢族人群散發性IA 的風險。對于內皮糖蛋白基因的多態性與IA的關系，尚有一定爭議。早期許多研究并不支持IA 的發生與內皮糖蛋白基因的單核苷酸多態性有關，而近幾年結論則與之相反。到目前為止，對于該基因的研究，尚有很大的發展空間。

5 結合珠蛋白（haptoglobin，HP）基因

HP的主要功能是與游離的血紅蛋白結合，形成穩定的復合物，然后被單核-巨噬細胞系統處理掉。游離的血紅蛋白釋放的亞鐵血紅素和游離鐵可通過氧化應激反應導致組織損傷；所以，HP 有清除游離血紅蛋白，具有抗氧化的作用，是機體的保護因子之一。白晶波等[16]從GEO 數據庫下載IA 的基因芯片數據，發現IA與正常人的HP基因存在差異表達；并且這種差異并不只存在IA瘤壁處，而是一種全身性的改變；這種差異表達導致外周血HP2-2顯著增加，故HP 2-2 可作為一種外周血液標記物預測IA 的發生。這也證明了HP基因的SNP是IA發生的易感因素。

6 血管緊張素轉化酶（angiotensin converting enzyme，ACE）基因

ACE基因定位于常染色體17q23.3，催化血管緊張素-1 轉化為血管緊張素-2。21 世紀初期，在對ACE基因型的研究中，發現3種與IA有關的基因型，即插入純合子型Ⅱ、雜合子型ID、缺失純合子型DD，而不同的ACE 基因型導致血流動力學和血管結構產生不同的變化[17]。Liu等[18]對220例IA和220例正常對照的ACE 基因型進行分析，發現IA 的ACE Ⅱ基因型的數量遠高于對照組，而ACE DD 基因型的數量則遠低于對照組；這提示ACE Ⅱ基因型是我國IA 的易感基因，而ACE DD 基因型可能是其保護因素。Cun等[19]對ACE基因型與IA關系的研究結果表明，在亞洲人群中，ACE Ⅱ基因的變異與IA之間，存在著明顯的關聯，而這種關聯，在白種人之間比較小，這提示ACE Ⅱ基因是亞洲人的IA易感基因。

7 一氧化氮合酶（nitric oxide synthase，eNOS）基因

eNOS基因定位在常染色體7q36，在血管內產生一氧化氮，調節顱內動脈血流與血管平滑肌增殖。Yang 等[20]對 三 種eNOS 基 因 型（eNOS 27VNTR，T786C和G894T）進行研究發現，eNOS T786C基因型與IA 關系密切，且亞洲人群更加明顯。Paschoal 等[21]研究認為eNOS T786C基因型能夠預測IA的發展。

總之，IA 的發病機制復雜，涉及環境、遺傳等因素。目前研究表明，遺傳因素在IA 的發生、發展中起了巨大的作用，所以研究與其相關的易感基因有非常重要的意義；而隨著大量與IA 有關的基因的SNP的發現，為尋找新的IA預防和治療的方法，提供強有力的理論依據。