尹雪瑤,李 紅,宣君麗,陳怡馨,李 霖,董雪紅
(浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院內(nèi)分泌科浙江省生物治療重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江杭州 310016)
糖尿病腎病(diabetic nephropathy,DN)是糖尿病最主要的微血管并發(fā)癥之一,也是終末期腎病(end stage renal disease,ESRD)發(fā)病的主要原因,但其發(fā)病機(jī)制尚未明了?,F(xiàn)有研究表明,DN可能是遺傳因素和環(huán)境因素等綜合作用的結(jié)果。腎素-血管緊張素系統(tǒng)(renninsystem,RAS)被認(rèn)為在糖尿病腎病發(fā)生過(guò)程中起重要作用,Ⅰ型血管緊張素Ⅱ受體(angiotensinⅡtypeⅠreceptor,AGTR1)介導(dǎo)了血管緊張素Ⅱ(angiotensinⅡ,AngⅡ)的主要生物學(xué)效應(yīng),因而AGTR1基因一直是糖尿病腎病研究的熱點(diǎn)。本研究運(yùn)用聚合酶鏈反應(yīng)-限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism,PCR-RFLP)技術(shù)研究AGTR1 A1166C基因多態(tài)性在正常對(duì)照組、2型糖尿病非腎病組及糖尿病腎病組中分布頻率,以探討AGTR1基因與2型糖尿病及糖尿病腎病的相關(guān)性。
1.1 研究對(duì)象 研究對(duì)象均為浙江省杭州市社區(qū)居民,漢族,彼此間無(wú)血緣關(guān)系。均簽署知情同意書(shū)。
1.1.1 糖尿病組 據(jù)1999年WHO糖尿病診斷和分型標(biāo)準(zhǔn),入選2型糖尿病患者293例,發(fā)病年齡>35歲。根據(jù)尿白蛋白/肌酐比值(A/C比值)分為兩組,糖尿病非腎病組:A/C比值<30 mg/g肌酐,共141例,其中男性73例,女性68例,病程≥10年,年齡(52.99±5.39)歲,未服用血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑(ACEIARB)藥物;糖尿病腎病組:6個(gè)月內(nèi)連續(xù)3次晨尿檢查有2次A/C比值≥30 mg/g肌酐,共152例,其中,男性65例,女性87例,年齡(69.63±7.64)歲。糖尿病腎病組中微量白蛋白尿(30 mg/g肌酐≤A/C比值<300 mg/g肌酐)109例,大量白蛋白尿(A/C比值≥300 mg/g肌酐)43例。所有患者臨床排除原發(fā)腎臟疾病、結(jié)締組織疾病、泌尿系感染、糖尿病急性代謝并發(fā)癥、急慢性感染、肝臟疾病、心力衰竭等。
按照改良的 MDRD公式[1]計(jì)算腎小球?yàn)V過(guò)率(glomerular filtration rate,eGFR),并根據(jù)eGFR將糖尿病患者分為兩組,eGFR下降組:eGFR<60 ml/(min/1.73 m2)共90例;eGFR 正常組:eGFR≥60 ml/(min/1.73 m2)共203例。
1.1.2 正常對(duì)照組 體檢健康者,無(wú)糖尿病、高血壓及腎臟疾病家族史,且葡萄糖耐量試驗(yàn)排除糖尿病和糖調(diào)節(jié)異常,共157例,其中,男性65 例,女性92 例,年齡(68.21 ±9.69)歲。
1.2 研究方法
1.2.1 臨床和生化檢查 測(cè)晨8:00~9:00時(shí)坐位測(cè)量右上臂肱動(dòng)脈收縮壓(SBP)和舒張壓(DBP)3次,取其平均值。測(cè)量腰圍、身高、體重,根據(jù)BMI=體重/身高2(kg/m2)計(jì)算體質(zhì)指數(shù)。取空腹靜脈血測(cè)定血清肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)、空腹血糖(FPG)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-c)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-c),糖化血紅蛋白(HbA1c)。留取晨尿,測(cè)定尿白蛋白和肌酐,通過(guò)免疫散射比濁法測(cè)定尿白蛋白,并計(jì)算A/C比值。
1.2.2 AGTR1基因多態(tài)性的檢測(cè) 按照DNA提取試劑盒操作方法提取外周血DNA,引物參照Doria等[2]的設(shè)計(jì),由上海Invotrogen公司合成。引物1:5'-CAC CAT GTT TTG AGG TT-3',引物 2:5'-CGA GTT TCT GAC ATT GTT C-3。以PCR擴(kuò)增目的基因,反應(yīng)步驟:95℃預(yù)變性10 min,95℃變性 30 s,58 ℃退火 30 s,72℃延伸 30 s,共循環(huán)30次,72℃終末循環(huán)10 min,最后置于4℃終止反應(yīng)。A1166C變異導(dǎo)致DdeⅠ限制性?xún)?nèi)切酶切位點(diǎn)的出現(xiàn)。PCR產(chǎn)物用DdeⅠ于37℃酶切4 h。2%瓊脂糖凝膠電泳(恒壓120 V+電泳液為1×TAE),紫外燈下觀察結(jié)果。
PCR擴(kuò)增產(chǎn)物為AGTR13'端非編碼區(qū)5'末端1058~1331 bp之間274 bp的DNA。擴(kuò)增產(chǎn)物中無(wú)A1166C突變切點(diǎn)則為274 bp片段,若擴(kuò)增片段中存在A-C堿基替換則產(chǎn)生DdeⅠ切點(diǎn),經(jīng)酶切后產(chǎn)生165 bp和109 bp的片段。AA基因型只有一條274 bp片段,CC基因型含有165 bp和109 bp 2條片段,含有以上3條片段的為AC雜合基因型(圖1)。選取部分樣本PCR后測(cè)序,鑒定基因型與酶切結(jié)果(圖2)。
圖1 AGTR1基因型DdeⅠ酶切電泳結(jié)果Fig.1 Result of genotypes of AGTR1 gene detected by DdeⅠdigestion
圖2 AGTR1基因型測(cè)序結(jié)果Fig.2 Result of AGTR1 genotype sequencing
2.1 各組間臨床和生化指標(biāo)的比較 與正常對(duì)照組比較,糖尿病非腎病組年齡、男性比例、腰圍、BMI、SBP、Scr、FPG、LDL-c、HbA1c、A/C比值均高于正常對(duì)照組,TC值低于正常對(duì)照組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);糖尿病腎病組年齡、BMI、SBP、DBP、FPG、TG、LDL-c、HbA1c、A/C比值均顯著高于正常對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);而糖尿病腎病組與糖尿病非腎病組比較,糖尿病腎病組BMI、TG、A/C比值顯著高于糖尿病非腎病組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)果見(jiàn)表1和表2。
表1 正常對(duì)照組、糖尿病非腎病組和糖尿病腎病組的臨床資料Table 1 Clinical data of the normal controls,simple diabetes and diabetic nephropathy groups
表2 正常對(duì)照組、糖尿病非腎病組和糖尿病腎病組的生化指標(biāo)Table 2 Laboratory data of the normal controls,simple diabetes and diabetic nephropathy groups
2.2 各組AGTR1 A1166C變異分布頻率 表3示正常對(duì)照組、糖尿病非腎病組和糖尿病腎病組等位基因分布情況,各組研究對(duì)象基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)。在正常對(duì)照組、糖尿病非腎病組、糖尿病腎病組A和C等位基因的分布頻率分別為 96.5%、97.2%、92.8% 和 3.5%、2.8%、7.2%。其中,糖尿病腎病組C等位基因頻率明顯高于正常對(duì)照組(χ2=4.26,P < 0.05)和糖尿病非腎病組(χ2=5.83,P <0.05),而糖尿病非腎病組和正常對(duì)照組等位基因分布未見(jiàn)明顯差異(χ2=0.21,P >0.05)。ACCC 基因型頻率在糖尿病腎病組與正常對(duì)照組或糖尿病非腎病組間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(χ2=3.86,P <0.05 或 χ2=5.44,P<0.05)。
糖尿病腎病組中的微量白蛋白尿組和大量白蛋白尿組A等位基因和C等位基因分布頻率分別為 91.3%、96.5% 和 8.7%、3.5%。兩組間等位基因及基因型頻率比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=2.355,P >0.05 和 χ2=2.51,P >0.05),見(jiàn)表4。
表3 正常對(duì)照組、糖尿病非腎病組和糖尿病腎病組的基因型和等位基因分布Table 3 Distribution of genotypes and allele frequency in normal controls,simple diabetes and diabetic nephropathy groups [n(%)]
表4 微量白蛋白尿組和大量白蛋白尿組基因型和等位基因分布Table 4 Distribution of genotypes and allele frequency in microalbuminuria and proteinuria groups[n(%)]
2.3 糖尿病患者腎病和非腎病組及eGFR正常和下降組Logistic回歸分析 以糖尿病患者是否發(fā)生腎病為分類(lèi)變量,以年齡、性別、腰圍、BMI、SBP、DBP、FPG、TG、TC、LDL、HDL、HbA1c和AGTR1 A1166C基因型為自變量進(jìn)行Logistic回歸分析,經(jīng)逐步選擇表明,高 BMI、DBP、TG和AGTR1ACCC基因型為糖尿病發(fā)生腎病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,ACCC基因型與AA基因型相比對(duì),糖尿病腎病比值比(OR)為2.672(95%CI:1.170 ~ 6.104),用 Logistic 回歸校 正 后 OR 為 3.184(95%CI:1.277 ~7.934),見(jiàn)表5。
以糖尿病患者是否發(fā)生eGFR下降為分類(lèi)變量,以年齡、性別、病程、腰圍、BMI、SBP、DBP、FPG、TG、TC、LDL、HDL、HbA1c、A/C 和AGTR1基因型為自變量進(jìn)行Logistic回歸分析,經(jīng)逐步選擇表明,男性、高TG和A/C為糖尿病患者發(fā)生eGFR下降的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,而AGTR1 A1166C基因型未進(jìn)入方程(表5)。
表5 糖尿病患者腎病和非腎病組及eGFR正常和下降組Logistic回歸分析Table 5 Logistic regression analysis in simple diabetes and diabetic nephropathy groups,and eGFR normal and low groups
腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(reninangiotensin-aldosterone system,RAAS)內(nèi)的基因一直被認(rèn)為是糖尿病腎病的重要候選基因。因?yàn)樵撓到y(tǒng)對(duì)于全身和腎臟內(nèi)的血液動(dòng)力學(xué)具有明顯的調(diào)控作用。在糖尿病患者中AngⅡ?qū)τ诮M織的損害,除了通過(guò)激活血管緊張素受體和下游的通路,還可通過(guò)與其他經(jīng)典的高血糖誘導(dǎo)的病理生理途徑的相互作用(如氧化應(yīng)激,糖基化終末產(chǎn)物,蛋白激酶C、多元醇途徑,己糖胺途徑)發(fā)揮作用[3-4]。
改善血糖和控制血壓,以及應(yīng)用RAAS抑制劑后可明顯延緩糖尿病腎病的發(fā)生,但仍有相當(dāng)數(shù)量的糖尿病患者雖血糖控制良好仍進(jìn)展為糖尿病腎病,這表明糖尿病腎病的發(fā)生發(fā)展存在著個(gè)體易感性[5]。大量的研究表明基因背景決定了糖尿病患者進(jìn)展為糖尿病腎病的風(fēng)險(xiǎn),無(wú)論是蛋白尿或腎小球損傷的程度,及患者的藥物治療效果都存在著明顯的家族聚集性[6]。
人類(lèi)AGTR1基因位于3q21-25,僅含1個(gè)外顯子,無(wú)內(nèi)含子區(qū)域。A1166C位于3'端非編碼區(qū)域,不編碼蛋白質(zhì),可能通過(guò)調(diào)控轉(zhuǎn)錄和翻譯發(fā)揮作用。關(guān)于AGTR1 A1166C基因多態(tài)性和糖尿病腎病關(guān)系的研究結(jié)果并不盡一致。Doria等[2]發(fā)現(xiàn),C等位基因同血糖控制不佳的糖尿病患者腎病的發(fā)生相關(guān),而Tomino等[7]對(duì)于日本2型糖尿病婦女的研究也發(fā)現(xiàn),C等位基因與糖尿病腎病的進(jìn)展相關(guān)。在體外C等位基因還可介導(dǎo)AngⅡ的作用增強(qiáng)[8]。Chowdhury等[9]的研究卻并未發(fā)現(xiàn) A1166C與糖尿病腎病的發(fā)生相關(guān)。另外有研究發(fā)現(xiàn),AA基因型與非糖尿病患者的腎病的迅速發(fā)展相關(guān)[10]。
本研究以社區(qū)人群為研究對(duì)象,可使基因型更符合人群中的分布,再者,糖尿病非腎病組篩選病程≥10年,而且為未服用ACEIARB類(lèi)藥物的2型糖尿患者,可排除短病程、藥物等因素對(duì)于該組患者尿蛋白排泄的影響,使結(jié)果更可靠。但是,由于36.18%糖尿病腎病患者服用ACEIARB類(lèi)藥物,該類(lèi)藥物對(duì)糖尿病腎病組患者腎功能和尿蛋白的影響未能完全排除。另外,由于大量白蛋白尿組樣本量較小,也可能掩蓋了基因多態(tài)性對(duì)于糖尿病腎病進(jìn)展的影響。
本研究顯示,糖尿病腎病組C等位基因的頻率顯著高于正常對(duì)照組和糖尿病非腎病組,而正常對(duì)照組和糖尿病非腎病組間未見(jiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,表明AGTR1基因是糖尿病腎病的易感基因(OR=2.672,95%CI:1.170 ~6.104),而非糖尿病易感基因。經(jīng)Logistic回歸分析表明高BMI、DBP、TG和AGTR1基因型中 C等位基因?yàn)樘悄虿∧I病獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)因素,該研究結(jié)果與國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果相一致[11]。但由于基因作用的復(fù)雜性,AGTR1 A1166C參與糖尿病腎病的發(fā)生分子機(jī)制仍有待進(jìn)一步的研究。
總之,本研究發(fā)現(xiàn)AGTR1 A1166C基因多態(tài)性和糖尿病腎病的易感性相關(guān)。對(duì)于糖尿病腎病易感基因的深入研究,將有助于糖尿病腎病高危患者的早期篩查、靶向治療及發(fā)現(xiàn)新的治療靶點(diǎn)。此外,不同基因型的患者對(duì)藥物也有不同的反應(yīng)[12],進(jìn)一步的研究對(duì)于指導(dǎo)臨床用藥也具有重要的意義。
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