Corin基因多态性与血压钠钾反应性的相关性分析_王兰.pdf

第 卷第期 年月西 安 交 通 大 学 学 报（医 学 版）（）本刊网址：微信公众号：西安交通大学学报医学版心血管专题研究 基因多态性与血压钠钾反应性的相关性分析王兰，牛泽家馨，郭艳杰，刘乃溶，姚艳妮，杨贝贝，王佳馨，李闯，刘盼盼，杨长娥，杜鸣飞，胡桂霖，张玺，王丹，张晓玉，褚超，廖月圆，马琼，王科科，贾昊，孙月，郭统帅，高卫华，牟建军，汪 洋，（西安国际医学中心医院心内科，陕西西安 ；西安交通大学第一附属医院心内科，陕西西安 ；西北妇女儿童医院心内科，陕西西安 ；西安市第一医院心内科，陕西西安 ；西安交通大学全球健康研究院，陕西西安 ）摘要：目的 是一种可将心房利钠肽前体（）切割成更小的生物活性分子心房利钠肽的跨膜丝氨酸蛋白酶，参与高血压、心脏肥大的病理生理过程。本研究旨在探讨 基因多态性与钠钾饮食干预后血压反应性之间的关系。方法本课题组 年从中国陕西宝鸡个村庄的 个家庭中招募 名参与者进行慢性盐负荷试验干预，包括基线期、低盐饮食、高盐饮食和高盐补钾饮食干预。选取 个 基因单核苷酸多态性（）位点进行相关性分析。结果 位点 与低盐期舒张压反应性显著相关，而 与低盐期脉压差反应性相关。、与高盐期脉压差反应性相关。此外，与高盐补钾期收缩压 反 应 性 相 关；与 高 盐 补 钾 期 舒 张 压 反 应 性 显 著 相 关。、与高盐补钾期脉压差反应性相关。结论 基因多态性与血压钠钾反应性密切相关，提示 基因可能参与血压盐敏感性及钾敏感性的形成。关键词：基因；基因多态性；血压；盐；钾中图分类号：文献标志码：，（，；，；，；，；，）：，（），收稿日期：修回日期：基金项目：国家自然科学基金资助项目（，）；陕西省自然科学基金项目（，）；西安交通大学第一附属医院院基金（，）；西安交通大学第一附 属 医 院 临 床 研 究 项 目（，）（，），（，），（，），（，）通信作者：牟建军，教授 ：；汪洋，副研究员 ：网络出版时间：网络出版地址：期王兰，牛泽家馨，郭艳杰，等 基因多态性与血压钠钾反应性的相关性分析本刊网址：微信公众号：西安交通大学学报医学版 ，（）（），（），（），：；高血压可导致心脑血管、肾脏和周围血管等重要靶器官的不可逆性损伤，已成为世界范围内最重要的单一死亡原因。人体血压受复杂生理系统调节，同时受遗传和环境因素的共同作用。在环境因素中，饮食高盐摄入似乎对血压的影响是最重要的。研究表明，个体血压变化与钠盐摄入量呈正相关，高盐引起血压升高，低盐会引起血压下降，称为血压的盐敏感性。此外，血压与膳食钾摄入量呈现明显的负相关性，且不同个体的血压反应性不尽相同。人群研究提示，血压对钠钾摄入量反应的异质性可能取决于个体等位基因变异。因此，遗传变异与盐敏感性相关的识别将增强我们对生物血压调节机制的认识。是胰蛋白酶超家族的跨膜丝氨酸蛋白酶，它可以将心房利钠肽前体（）转化为具有生物活性的心房利钠肽（），主要在心肌细胞中表达，参与高血压、心脏肥大的病理生理过程。高血压和先兆子痫患者的家庭中也发现了 基因活性降低的突变。然而，既往研究未能充分考虑该基因环境对血压的影响，特别是关于饮食钠钾摄入的影响，因此可能忽视了该基因与环境的相互作用对血压变异的遗传贡献。有实验证据表明，与盐敏感性高血压的发病机制有关。等 发现 基因敲除小鼠表现出钠排泄减少和 合成受阻，这可能是盐敏感性高血压的一个重要机制。因此，本研究通过对既往建立的高血压队列进行慢性盐负荷及补钾干预实验，旨在探讨 基因的遗传变异与血压钠钾反应性的关系。对象与方法研究对象本研究通过对陕西省宝鸡眉县地区 岁的成年人进行社区血压筛查，确定潜在先证者及其家系，纳入收缩压在 之间和或舒张压在 之间且未使用降压药物的先证者及其兄弟姐妹、配偶和后代参与本研究。排除标准：继发性高血压，高血压级及以上，心血管病史或糖尿病史，使用降压药物，怀孕，酗酒，正在低钠饮食或无法签署知情同意书者。最终纳入来自 个家庭的 名受试者，建立“盐敏感性高血压研究队列”并行基线调查，对其中的 名非父母者进行钠钾饮食干预研究。饮食干预慢性钠盐负荷及补钾干预方案参照本课题组既往研究 。首先为基线调查，包括问卷调查、身高、体质量、血压、血尿生化参数等。此后依次为 低盐饮食（氯化钠或 钠）、高盐饮食（氯化钠或 钠）和高盐补钾饮食（高盐饮食基础上再加 氯化钾）。所有食物均为不加盐烹饪，此后由研究人员将预先分装好的钠盐及钾添加到每个受试者食物中。在整个研究期间，其他膳食营养摄入量保持不变。为了确保受试者对干预计划的依从性，其三餐（早餐、午餐和晚餐）被要求在指定餐厅进行，避免食用研究以外的食物。尿钠钾排泄量的测定为保证受试者对饮食干预的依从性，在基线期的第天及每个干预期的第天收集 尿液标本，西 安 交 通 大 学 学 报（医 学 版）第 卷本刊网址：微信公众号：西安交通大学学报医学版使用火焰光度计测定尿液中钠和钾的浓度。将所测得的钠、钾浓度乘以个体 尿液总容积，计算每个受试者的 尿钠、钾排泄量。血压测量受试者进行血压测量之前禁止吸烟、饮酒、进食刺激性食物及剧烈活动，静坐休息 ，由专业人员按照 听音法测量右上臂坐位血压。于基线期每天和每阶段饮食干预期的第、天测量血压，每天测量次，每次间隔 ，最终将各阶段次血压的平均值纳入研究。具体血压测量方法参照本课题组既往研究 。平均动脉压、脉压计算公式为：平均动脉压舒张压（收缩压舒张压）；脉压差收缩压舒张压。将血压的钠钾反应性视为连续变量，计算如下：低盐期血压反应性低盐期血压基线期血压；高盐期血压反应性高盐期血压低盐期血压；补钾期血压反应性高盐补钾期血压高盐期血压。单核苷酸多态性（）位点选择和基因分型通过对美国国家生物技术信息中心数据库（：，）和基因组变异服务器数据库（：）进行检索，采用 软件（，）在中国北京汉族（）和亚洲人群数据库中筛选 基因中的标签 位点，具体筛选标准：该标签位点 频率分布符合 平衡定律（），次要等位基因频率（，），且连锁不平衡系数。最终纳入 个 基因相关的 位点进行后续分析，分别为 、。采集全部受试者外周 静 脉 血，应用 纯化试剂盒（有限公司，中国）提取外周血脱氧核糖核酸（，）。通过 检测平台对 个 基因有关的 位点进行分型。基因分型实验均由北京博奥晶典生物技术有限公司完成。统计学分析统计分析采用 软件进行。连续变量以均数标准差（?）表示，分类变量以表示。采用独立样本检验进行两组之间的比较，采用方差分析进行多组间比较。使用 软件（）通过精确检验法对选取父母受试者的基因型进行平衡检验和孟德尔一致性检验，计算各基因型的。利用 软件在不同遗传模型（加性模型、显性模型和隐性模型）下构建混合线性回归模型。将年龄、性别和体质量指数作为固定效应，家系相关性作为随机效应在模型中进行校正。为差异有统计学意义。结果受试者基线特征及血压的钠钾反应性受试者基线特征及钠钾饮食干预的血压反应如表所示。基线期先证者组的舒张压及平均动脉压在各组中最高，而收缩压低于其父母组。在钠钾饮食干预过程中，各阶段血压均发生了变化，低盐期呈下降趋势，高盐期呈上升趋势，高盐补钾后的血压则再次下降。表受试者基线特征及饮食干预的血压反应 项目先证者同胞配偶子女父母受试者人数 年龄（岁）男性（）体质量指数（）基线血压（）收缩压 舒张压 平均动脉压 低盐期血压反应性（）收缩压&舒张压&平均动脉压&接续下页期王兰，牛泽家馨，郭艳杰，等 基因多态性与血压钠钾反应性的相关性分析本刊网址：微信公众号：西安交通大学学报医学版续表项目先证者同胞配偶子女父母收缩压变化 舒张压变化 平均动脉压变化 高盐期血压反应性（）收缩压 舒张压 平均动脉压 收缩压变化 舒张压变化 平均动脉压变化 高盐补钾期血压反应性（）收缩压 舒张压 平均动脉压 收缩压变化 舒张压变化 平均动脉压变化 分别与同胞、配偶、子女比较，；与基线期比较，&；与低盐期比较，；与高盐期比较，。钠钾干预对受试者 尿钠和钾排泄的影响各干预期受试者尿钠、钾排泄情况如表所示，其与膳食钠钾摄入量的趋势类似。尿钠排泄量在低盐期明显低于基线期，而在高盐负荷后则显著增加；此外，补钾可显著升高 尿钾排泄量（均 ）。以上结果说明受试者对饮食干预的依从性良好。表各干预期受试者尿钠、钾排泄情况 （?，）项目先证者同胞配偶子女基线期 钠排泄量 钾排泄量 低盐期 钠排泄量 钾排泄量 高盐期 钠排泄量 钾排泄量 高盐补钾期 钠排泄量 钾排泄量 与基线期比较，；与低盐期比较，；与高盐期比较，。基因 位点信息符合纳入排除标准的 个 基因 位点的基本信息如表所示，包括基因型、位点位置、等位基因、次要等位基因频率、检验和功能 预 测。各 位 点 基 因 型 分 布 频 率 均 符 合 平衡定律，说明受试人群具有群体代表性。基因 与血压钠钾反应性的关联分析如表所示，在低盐期，位点与舒张压反应性显著相关，而 与脉压反应性显著相关。在高盐期，、与脉压反应性显著相关。在高盐补钾期，与收缩压反应性显著相关，与舒张压反应性显著相关，、与脉压差反应性显著相关。西 安 交 通 大 学 学 报（医 学 版）第 卷本刊网址：微信公众号：西安交通大学学报医学版表 基因 基本信息 位置区域等位基因 功能预测 非编码区 内含子 内含子 内含子 内含子 内含子 内含子 外显子 内含子 ；非编码区 非编码区 内含子 内含子 ；内含子 内含子 ：单核苷酸多态性；：次要等位基因频率；：转录因子结合位点；：超敏感位点。表示基因型中个等位基因按常见频率高低顺序排列，表示 平衡检验的值，表示父母人群的平衡检验值。表 基因 位点与血压钠钾反应性的关系 等位基因收缩压反应性舒张压反应性平均动脉压反应性脉压差反应性低盐期 高盐期 接续下页期王兰，牛泽家馨，郭艳杰，等 基因多态性与血压钠钾反应性的相关性分析本刊网址：微信公众号：西安交通大学学报医学版续表 等位基因收缩压反应性舒张压反应性平均动脉压反应性脉压差反应性 高盐补钾期 ：单核苷酸多态性。若 位点与血压反应性在加性、显性和隐性模型中均无相关性，则仅显示加性模型中的值。表示显性模型；表示隐性模型。讨论 基因由 个外显子组成，在号染色体上，长度约为 。此前有研究表明 基因变异与非裔美国人高血压发生相关 。等 发现，与野生型小鼠相比，基因敲除小鼠的血压升高。他们进一步发现在 基因敲除小鼠中，前体转化为 受阻，导致高血压和心肌肥大。此外，在不同人群中也报道了 基因变异与高血压的相关性。有研究发现在中国汉族人群中，位点 、与高血压风险增加相关。等 发现在三个不同的队列中（达拉斯心脏研究、动脉粥样硬化多民族研究、芝加哥高血压遗传学研究），次要 等位基因与高血压风险增加独立相关。此外，等 也发现 基因的插入突变 更易出现在中国的高血压患者中。等研究发现，重组 变异 的 活性受损，基因的遗传变异可能降低体内 活性，导致黑人高血压。以上研究提示，基因变异与高血压易感性之间的关联是由异常的 活性所致。本研究首次探索 多态性与血压对盐的反应性的关系，结果发现 位点 位点与舒张压反应性显著相关，而 与脉压反 应 性 显 著 相 关。此 外，在 高 盐 期，、与脉压反应性显著相关。本研究提示 基因变异可能参与血压盐敏感性的形成。既往动物实验也证实了这一发现。在表达 基因 变异的转基因小鼠中，心肌中的 前体水平显著升高，并更易出现盐敏感性高血压和心脏肥大。等 研究表明，高盐饮食能够显著升高 基因敲除小鼠的血压水平，而在野生型小鼠中没有观察到这种变化。然而，如何通过调节 系统影响盐敏感性的具体机制尚不清西 安 交 通 大 学 学 报（医 学 版）第 卷本刊网址：微信公众号：西安交通大学学报医学版楚。通路通过抑制水通道蛋白（）和上皮钠通道（）在血压调节方面发挥重要作用。等 研究显示，在 基因敲除小鼠中肾脏 表达增加，提示 可能下调肾脏 表达和活性。等 认为，介导的远端肾单位钠重吸收抑制对促进尿钠排泄至关重要。此外，高盐摄入导致细胞外液增加。由于心输出量增加和容量依赖性因素，血压可能会增加。随着细胞外液的增加，可能会被激活。因此，可能通过这些途径影响血压的钠离子稳态、细胞外液和盐敏感性。有关 与血压盐敏感性的关系有待于更多的功能研究来阐明。流行病学研究表明，饮食钾干预量与血压呈负相关，且个体血压对钾摄入量的反应存在差异性 。内皮素（）、一氧化氮合酶（）及 选择素（）基因多态性与补钾的降压反应均密切相关。此外，研究发现，和 基因 位点与饮食钾补充后的血压反应显著相关。等 提出，膳食钾补充引起的血压反应在中国人群中存在中等遗传力。本课题组既往队列研究发现，抗衰老因子 、脂肪素 及蛋白激酶 基因多态性与补钾的血压反应性显著相关，。这些研究表明，遗传因素可能导致了血压对钾摄入量反应的变化。本研究首次讨论了 基因多态性与补钾干预的血压反应性之间的关系，发现在高盐补钾期，与收缩压反应性相 关，与 舒 张 压 反 应 性 显 著 相 关，、与脉压差反应性相关，提示 遗传变异可能参与了血压钾敏感性的形成。综上，本研究首次发现 基因多态性与血压对饮食钠钾干预的反应显著相关，这有助于从遗传学角度进一步理解钠钾敏感性血压形成机制并为高血压的防治工作提供思路。考虑到本研究存在样本量相对较小且受试者局限于中国北方人口等不足之处，因此，膳食钠钾盐的摄入与 基因多态性的关系及其在高血压发生发展中的作用等方面的临床意义还有待大规模前瞻性研究予以证实。参考文献：，：，（）：，：，（）：，：，（）：，：，：，：，：，：，（）：，（）：，：，（）：，（）：，：，（）：，（）：，（）：，（）：，（）：，（）：期王兰，牛泽家馨，郭艳杰，等 基因多态性与血压钠钾反应性的相关性分析本刊网址：微信公众号：西安交通大学学报医学版 ，（）：，（）：，（）：，（）：，：（），（）：，：，：，（）：，（）：，（）：，（）：，：（），（）：，（）：，：，（）：，（）：，（）：，：，（）：（编辑张敏）