磷酸二酯酶5基因多態(tài)性與陰莖勃起功能障礙的相關(guān)性研究

彭輝 賁亮亮 王健

勃起功能障礙(erectile dysfunction，ED)指陰莖勃起程度無法達到或維持滿意性生活的狀態(tài)，ED患病率為28.3%，其中年齡>40歲的人群患病率達40.2%[1-3]。有研究表明，磷酸二酯酶5(phosphodiesterase 5，PDE5)在ED病程中發(fā)揮著重要作用，PDE5抑制劑可減少環(huán)磷酸鳥苷(cyclic guanosine monophosphate，cGMP)水解并延長陰莖血管和海綿體平滑肌舒張時間，從而有效維持陰莖勃起狀態(tài)[4-6]。以西地那非為代表的PDE5抑制劑治療ED具有良好效果，但也有部分病人反應(yīng)欠佳，原因可能為PDE5編碼基因多態(tài)性所致[7]。Marchal-Escalona等[8]研究顯示，PDE5基因rs3806808多態(tài)性是影響西地那非療效的重要因素。本研究對PDE5基因多態(tài)性與ED發(fā)病和治療的關(guān)系進行分析。現(xiàn)將結(jié)果報道如下。

對象與方法

一、對象

2015年1月～2020年12月我院收治的ED病人107例，年齡23～65歲，平均年齡(37.09±6.82)歲，體質(zhì)量指數(shù)(BMI)18.4～35.1 kg/m2，平均(24.71±3.54)kg/m2，ED病程6個月～13年，平均病程(5.27±1.65)年，ED輕度49例，中度31例，重度27例。納入標準：(1)符合ED相關(guān)診斷標準[9]；(2)年齡18～65歲；(3)病程≥6個月，勃起功能國際指數(shù)5(IIEF-5)評分<22分且勃起硬度評分(EHS)評分≤3級；(4)有固定性伴侶和規(guī)律性生活。排除標準：合并生殖器外傷、感染或性傳播疾病；生殖器發(fā)育不良、畸形或外傷病史；已明確為神經(jīng)、血管或藥物等因素所致ED；合并嚴重系統(tǒng)性疾病；合并盆腔手術(shù)或放療病史；合并陰莖假體植入或此前1個月內(nèi)曾服用PDE5抑制劑；合并精神疾病或神經(jīng)功能損害。我院同期健康體檢男性102例作為對照組，年齡18～65歲，平均年齡(35.97±6.48)歲，BMI (19.3～34.6 )kg/m2，平均(24.38±3.29)kg/m2。兩組基本資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，本研究內(nèi)容符合《赫爾辛基宣言》相關(guān)要求且已獲得兩組研究對象知情同意。

二、方法

采集兩組外周靜脈血3 ml于EDTA抗凝管中，搖勻后以3 000 r/min離心15分鐘，取上清-20 ℃保存?zhèn)溆茫捎肊LISA法檢測環(huán)磷酸鳥苷(cGMP)水平，采用硝酸還原酶法檢測NO水平。將剩余血液標本采用全血基因組DNA提取試劑盒提取DNA并進行純化，然后采用實時熒光定量PCR法檢測目標基因PDE5 rs3806808位點和rs12646525位點多態(tài)性。將產(chǎn)物采用Bshl236 I限制性內(nèi)切酶溫育24小時，然后采用2%瓊脂凝膠電泳以120 V分離40分鐘，紫外線下觀察酶切產(chǎn)物和DNA片段長度并攝影。

三、統(tǒng)計學(xué)方法

結(jié)果

1.兩組PDE5基因rs3806808和rs12646525位點H-W平衡檢驗：ED組和對照組PDE5基因rs3806808和rs12646525位點基因型分布均滿足H-W平衡定律(P>0.05)。見表1。

表1 兩組PDE5基因rs3806808和rs12646525位點H-W平衡檢驗

2兩組PDE5基因rs3806808和rs12646525位點多態(tài)性分析：ED組rs3806808位點T等位基因和TT基因型占比均低于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩組PDE5基因rs3806808和rs12646525位點多態(tài)性分析

3.不同PDE5基因rs3806808基因型病人ED嚴重程度比較：不同PDE5 rs3806808基因型病人ED嚴重程度比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，TG型和GG型重度病人占比低于TT型，輕、中度病人占比高于TT型，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

表3 不同PDE5基因rs3806808基因型病人ED嚴重程度比較(例，%)

4.不同PDE5基因rs3806808基因型病人cGMP和IIEF-5評分比較：不同PDE5 rs3806808基因型病人血清NO水平無明顯差異(P>0.05)，TG型和GG型血清cGMP水平低于TT組，IIEF-5評分高于TT型，且GG型血清cGMP水平低于TG型，IIEF-5評分高于TG型，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表4。

表4 不同PDE5基因rs3806808基因型病人cGMP和IIEF-5評分比較

5.ED病人IIEF-5評分的線性回歸分析：多元線性回歸分析結(jié)果顯示，血清NO和PDE5 rs3806808基因型為ED病人IIEF-5評分重要影響因素(P<0.05)。見表5。

表5 ED病人IIEF-5評分的線性回歸分析

討論

ED發(fā)病與血管病變、內(nèi)分泌紊亂及心理障礙等多種因素有關(guān)，其發(fā)病率呈上升趨勢，同時還可能是高血壓、糖尿病或心腦血管疾病等疾病首發(fā)癥狀[10]。目前，常用治療方法包括口服藥物、心理和行為療法及外科手術(shù)等，其中以PDE5抑制劑應(yīng)用最為廣泛，但不同人群療效存在一定差異，且部分病人效果欠佳，其原因可能與PDE5基因多態(tài)性密切相關(guān)[11]。

有研究表明，NO/cGMP是調(diào)節(jié)陰莖勃起的重要信號通路，正常情況下男性受到性刺激時副交感神經(jīng)興奮，刺激NO大量釋放并激活鳥苷酸環(huán)化酶，導(dǎo)致cGMP表達水平升高，進而激活蛋白激酶K(PGK)并引起鈣活化maxi鉀離子通道等特異性底物發(fā)生磷酸化，降低細胞內(nèi)鈣離子濃度，促使肌球蛋白輕鏈去磷酸化并與肌動蛋白分離，促進陰莖海綿體平滑肌松弛和小動脈舒張，同時海綿體張力增加，壓迫白膜下小靜脈血流量增加，導(dǎo)致靜脈回流減少，使陰莖充血發(fā)生勃起[12-14]。PDE5在調(diào)節(jié)cGMP代謝中發(fā)揮重要作用，可促進cGMP水解并導(dǎo)致ED，其表達結(jié)構(gòu)和功能受基因多態(tài)性影響[15]。Ueda等[16]研究表明，西地那非治療犬肺動脈高壓的臨床效果與PDE5A:E90K多態(tài)性密切相關(guān)。本研究對ED病人PDE5基因多態(tài)性進行分析顯示，ED型和對照組PDE5基因rs3806808和rs12646525位點基因型分布均滿足H-W平衡定律，且ED組rs3806808位點T等位基因和TT基因型占比低于對照組，表明這兩個位點多態(tài)性頻率較高，與對照組比較，ED病人rs3806808位點T等位基因突變率較低。本研究結(jié)果還顯示，不同PDE5 rs3806808基因型病人ED嚴重程度差異顯著，TG型和GG型重度病人占比低于TT型，輕、中度病人占比高于TT型，提示ED病人rs3806808位點T等位基因突變者病變程度較輕。因此推測，PDE5基因rs3806808位點多態(tài)性可能與ED發(fā)病和進展有關(guān)。

NO/cGMP信號通路激活情況與ED存在密切聯(lián)系，NO和cGMP表達水平可直接影響陰莖勃起功能，Decaluwé等[17]建立小鼠模型進行研究顯示，可溶性鳥苷酸環(huán)化酶(sGC)是勃起生理中NO的唯一靶點，其中sGCα1β1、sGCα2β1和sGCβ1ki/ki小鼠中觀察到顯著松弛，表明應(yīng)用sGC激活劑可能對治療ED具有積極作用。本研究結(jié)果顯示，不同PDE5 rs3806808基因型ED病人血清NO水平比較無明顯差異，可見雖然NO表達水平異常是ED發(fā)病重要機制，但該過程與PDE5 rs3806808多態(tài)性無明顯關(guān)系。既往研究表明，內(nèi)源性信使分子NO廣泛分布于神經(jīng)系統(tǒng)，ED病人除可通過神經(jīng)內(nèi)分泌因素直接導(dǎo)致NO合成障礙外，高血壓、糖尿病和高脂血癥等危險因素還可引起血管內(nèi)皮損傷，產(chǎn)生過量超氧陰離子并與NO發(fā)生反應(yīng)，造成NO消耗和減少[18]。同時本研究結(jié)果顯示，TG型和GG型血清cGMP水平均明顯低于TT型，且GG型血清cGMP水平明顯低于TG型，PDE5 rs3806808多態(tài)性對ED發(fā)生和進展的影響可能主要通過影響cGMP表達水平來實現(xiàn)。既往研究表明，PDE5 rs3806808多態(tài)性位于AP1調(diào)節(jié)元件，T/G堿基置換可能影響基因編碼功能和蛋白表達，因此突變型較野生型有利于降低PDE5對cGMP的水解作用，從而維持cGMP表達水平，對降低ED發(fā)生風(fēng)險和嚴重程度具有積極意義[8]。本研究以ED病人IIEF-5評分為因變量行多元線性回歸分析，結(jié)果顯示，NO和PDE5 rs3806808基因多態(tài)性為重要影響因素，可見NO和PDE5 rs3806808基因多態(tài)性與ED嚴重程度密切相關(guān)，且兩者的作用機制具有獨立性，明確ED具體病因和機制并進行針對性治療有利于提升療效，改善現(xiàn)階段PDE5抑制劑治療存在的局限性。本研究不足之處主要有兩點：一是樣本量偏小，可能導(dǎo)致結(jié)果偏倚；二是未對不同PDE5 rs3806808基因型ED病人治療效果進行隨訪和分析。