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·綜述·

對(duì)氧磷酶1基因多態(tài)性與疾病遺傳易感性的研究進(jìn)展

王曉剛

(廣西桂東人民醫(yī)院檢驗(yàn)科，廣西梧州 543001)

關(guān)鍵詞:對(duì)氧磷酶1；基因多態(tài)性；遺傳易感性

對(duì)氧磷酶(PON)為一種能起催化水解磷酸酯鍵的芳香酯酶，發(fā)揮抗氧化應(yīng)激的重要作用，PON1是PON超家族成員之一，PON1廣泛分布在哺乳動(dòng)物肝、腎、血、脾、腦等組織中，其活性在人群中的分布相差非常大。本文就PON1的結(jié)構(gòu)、功能、基因多態(tài)性與疾病易感性的研究進(jìn)展綜述如下。

1PON1的結(jié)構(gòu)與功能

1.1PON1的結(jié)構(gòu)PON相對(duì)分子質(zhì)量為44×103，等電點(diǎn)(PI)為5.1，是一種主要在動(dòng)物肝臟內(nèi)合成并分泌到血液中的鈣離子依賴性磷酸酯酶，有兩個(gè)特殊的Ca2+結(jié)合位點(diǎn)，無(wú)論體內(nèi)或體外必須依賴鈣離子的存在而保持酶活性[1]。PON基因家族包括：PON1、PON2、PON3，三者都定位在7號(hào)染色體長(zhǎng)臂21～22區(qū)。PONl由355個(gè)氨基酸組成，有三條糖鏈，是一種相對(duì)分子質(zhì)量為4．3×104～4．5 ×104的編碼蛋白，含有3個(gè)半胱氨酸殘基，只有284位的殘基含有自由巰基組，是人類唯一與低密度脂蛋白(LDL)結(jié)合的酶和血漿中唯一被發(fā)現(xiàn)的酶。

1.2PON1的功能PON1能催化磷酸二酯鍵的水解；能降解有機(jī)磷酸、芳香羥基酸酯、氨基甲酸酯，對(duì)有機(jī)磷殺蟲劑和神經(jīng)毒劑如索曼、沙林、對(duì)氧磷、塔崩及敵敵畏、二嗪農(nóng)等具有較強(qiáng)的降解作用，但對(duì)樂果及維?？怂?Vx)無(wú)效，即對(duì)P-CN、P-F、P-O鍵有選擇性，對(duì)P-S鍵無(wú)作用[2]。Shih等[3]研究認(rèn)為高密度脂蛋白(HDL)若失去PON1活性，則無(wú)抗氧化功能。人血清PON1活性與HDL對(duì)氧化的作用呈負(fù)相關(guān)，加入PON1能延長(zhǎng)HDL氧化的延遲期，降低HDL過氧化物的生成，而經(jīng)氧化修飾的HDL，如磷脂及膽固醇酯，以及載脂蛋白(Apo)A1發(fā)生改變后引起一系列理化性質(zhì)的改變，使HDL喪失了原本具有的抗動(dòng)脈粥樣硬化的能力，所以具有致動(dòng)脈粥樣硬化的作用。PON1有保護(hù)LDL免受氧化修飾的作用，可減低體內(nèi)氧化性低密度脂蛋白(OX-LDL)濃度。HDL上的血小板活化因子乙酰水解酶(PAF-AH)、卵磷脂膽固醇?；D(zhuǎn)移酶(LCAT)、ApoJ與PON1協(xié)同發(fā)揮抑制氧化修飾的作用，防止氧化產(chǎn)物在LDL上的沉積，另外PON1可破壞和降低LDL在氧化修飾過程中而產(chǎn)生的具有細(xì)胞毒作用的氧化型磷脂和溶血磷脂，使其變?yōu)閷?duì)人體無(wú)害的物質(zhì)[4]。

2PON1的單核苷酸多態(tài)性多態(tài)性

人類PON1基因定位在第7號(hào)染色體長(zhǎng)臂(7q21.3-22.1)上，長(zhǎng)約259 kb，含有8個(gè)內(nèi)含子和9個(gè)外顯子，其內(nèi)含子序列目前尚未完全清楚。目前發(fā)現(xiàn)位點(diǎn)有rs662(Q192R)、rs854560(L55M)、rs757158、rs854573、rs854572、rs854571、rs705379、rs705380、rs705381、rs705382、rs854552等，研究最多的位點(diǎn)是rs662(Q192R)、rs854560(L55M)。

3PON1單核苷酸多態(tài)性與疾病遺傳易感性的關(guān)系

目前研究已發(fā)現(xiàn)PON1單核苷酸多態(tài)性與心血管疾病、內(nèi)分泌疾病、自身免疫性疾病、惡性腫瘤等具有相關(guān)性。

3.1PON1單核苷酸多態(tài)性與冠心病(CHD)遺傳易感性遺傳因素在CHD發(fā)生、發(fā)展中起著重要而獨(dú)立的作用，國(guó)內(nèi)外研究認(rèn)為CHD與PON1基因多態(tài)性有關(guān)，已成為近年來的研究熱點(diǎn)。已有多項(xiàng)研究證實(shí)PON1基因192(rs662)位B(G)等位基因是CHD獨(dú)立的高度危險(xiǎn)因素[5-11]。Pfohl等[12]研究發(fā)現(xiàn)PON1基因192位(rs662)B(G)等位基因是Ⅱ型糖尿病合并CHD的危險(xiǎn)因素，并不是Ⅱ型糖尿病合并心肌梗死的危險(xiǎn)因素。國(guó)內(nèi)遲東升等[13]研究認(rèn)為，CHD患者血漿中PON1活性及超氧化物歧化酶(T-SOD)明顯降低；血漿丙二醛(MDA)濃度及PONl-L55MM等位基因和LM基因型明顯增加；比較PON1-55LL基因型患者，PONl-55MM基因型患者血漿中的PON活性、T-SOD活性更低；PON1-L55M基因型和M等位基因是CHD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，與其他基因型相比血漿PON活性在以上基因型中明顯降低。劉康桐等[14]選擇CHD患者256例和無(wú)CHD的健康對(duì)照者155例為研究對(duì)象，檢測(cè)了血清PONl活性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CHD患者中的B等位基因的頻率明顯高于健康對(duì)照者，且CHD血清中的PON1活性低于健康對(duì)照者,因此，認(rèn)為PON1酶蛋白活性及其基因與CHD發(fā)病相關(guān)。

3.2PON1單核苷酸多態(tài)性與糖尿病的遺傳易感性Kalmar等[15]研究發(fā)現(xiàn)，由于脂蛋白酯酶(LPL)活性改變使PON活性下降，從而引起HDL結(jié)構(gòu)重塑，導(dǎo)致HDL抗氧化能力的降低，糖尿病晚期患者血清中 PON活性比早期患者下降程度更明顯,LPL與PON活性呈正相關(guān)，而當(dāng)糖尿病合并腎病、視網(wǎng)膜病變、周圍神經(jīng)病變等并發(fā)癥時(shí),其血清PON1活性下降得更明顯[16-18]。Kao等[19]通過對(duì)372 例1型糖尿病患者的研究，結(jié)果顯示L55M位點(diǎn)L等位基因是Ⅰ型糖尿病患者發(fā)生視網(wǎng)膜病變的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。Flekac等用限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(RELP)方法檢測(cè)86例1型糖尿病和246例2型糖尿病患者和110例健康對(duì)照者，發(fā)現(xiàn)在L55M位點(diǎn)中1型糖尿病、2型糖尿病與健康對(duì)照者有明顯不同(在1型糖尿病、2型糖尿病中M等位基因頻率明顯高于對(duì)照組)，在Q192(rs662)位點(diǎn)中1型糖尿病、2型糖尿病的R等位基因明顯高于對(duì)照組。MM和QQ基因型的PON1活性比LL和RR基因型低(P<0.05)，LL基因型的糖尿病患者預(yù)后優(yōu)于MM基因型，RR基因型的糖尿病患者預(yù)后優(yōu)于QQ基因型(P<0.05)[20]。Dalia等[21]研究也認(rèn)為，PON1 192R and 55 L 等位基因與2型糖尿病相關(guān)。

3.3PON1單核苷酸多態(tài)性與乳腺癌的遺傳易感性Naidu (馬來西亞)、Yousri(埃及)等研究者認(rèn)為PON1基因L55M位點(diǎn)的M等位基因是乳腺癌及預(yù)后適合的基因標(biāo)志物[22-23]。國(guó)內(nèi)陳云[24]對(duì)L55M單核苷酸基因多態(tài)性分析結(jié)果表明，M 等位基因的出現(xiàn)頻率與乳腺癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)(r=0.741，P<0.05)；而對(duì) Q192R分析結(jié)果表明，R等位基因的出現(xiàn)頻率與乳腺癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān)(r=-0.623，P<0.05)，結(jié)果表明對(duì)于PON 1基因,M和Q等位基因的出現(xiàn)頻率和乳腺癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)，同時(shí)表現(xiàn)為MM型和QQ型基因的個(gè)體更易誘發(fā)乳腺癌。Fang等[25]通過Meta分析認(rèn)為，PON1-55M 等位基因是乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)因子。Deroo等[26]認(rèn)為PON1基因rs757158位點(diǎn)與乳腺癌相關(guān)，而其甲基化與乳腺癌不相關(guān)。

3.4PON1單核苷酸多態(tài)性與前列腺癌的遺傳易感性前列腺癌的病因與發(fā)病機(jī)制目前尚不明確，可能與遺傳、種族、飲食、環(huán)境、性激素等有關(guān)。有前列腺癌家族史的發(fā)病率高，某些基因的功能突變或丟失在前列腺的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移中起著重要的作用。Victoria等[27]研究認(rèn)為Q129R及L55M基因多態(tài)性與前列腺癌的進(jìn)展有關(guān)。

3.5PON1單核苷酸多態(tài)性與卵巢癌的遺傳易感性卵巢癌是全球婦科惡性腫瘤中的主要死因之一，化學(xué)物質(zhì)、飲食、病毒、激素、遺傳因素影響卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展[28]。氧化作用的可能潛在地對(duì)細(xì)胞存在危害，PON1能發(fā)揮抗氧化應(yīng)激的重要作用。Galina等[29]在夏威夷(2008年)檢測(cè)了包括白種人、日本人、土著人中女性的rs662、rs854560位點(diǎn)的基因多態(tài)性，研究認(rèn)為PON1基因rs662、rs854560與上皮性卵巢癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)，rs854560的T等位基因和rs662的A等位基因與卵巢癌風(fēng)險(xiǎn)降低有關(guān)。Aytac等[30](土耳其)分析了51例卵巢癌患者和54例健康對(duì)照者PON1基因rs662、rs854560位點(diǎn)，研究發(fā)現(xiàn)PON1 192 AA基因型是卵巢癌的重要風(fēng)險(xiǎn)因子，A與L等位基因與卵巢癌的早期進(jìn)展有關(guān)。

3.6PON1單核苷酸多態(tài)性與肺癌的遺傳易感性Elkiran等[31]研究發(fā)現(xiàn)，肺癌患者血清中的 PON1活性較健康對(duì)照者明顯降低，但該酶對(duì)發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移無(wú)相關(guān)性。Balci等[32]發(fā)現(xiàn)，直腸結(jié)腸癌、肺癌、乳腺癌患者PON1與芳基酯酶活性均明顯降低，其中直腸、結(jié)腸癌患者PON1活性與芳基酯酶活性呈顯著正相關(guān)，故推測(cè)體內(nèi)低水平的PON1活性、芳基酯酶活性，以及高水平的脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物可能具有致癌作用，而與是否遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移無(wú)明顯相關(guān)。Wang等[33]研究了關(guān)于中國(guó)漢族人群中PON1的Q192R基因多態(tài)性,發(fā)現(xiàn)在非小細(xì)胞肺癌患者中，QR和RR基因型出現(xiàn)的頻次明顯高于QQ 基因型，而且QR和RR 基因型與肺癌的TNM分期、發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及癌癥的預(yù)后有關(guān)，生存分析顯示，攜帶QR和RR基因型的非小細(xì)胞肺癌患者與攜帶QQ基因型的非小細(xì)胞肺癌相比無(wú)瘤生存率更低，而L55基因多態(tài)性在非小細(xì)胞肺癌和健康人中無(wú)明顯差異。Samra等[34]研究表明,肺癌、乳腺癌及宮頸癌患者血漿PON1活性降低，黃嘌呤氧化酶活性升高，引起體內(nèi)自由基體系失衡，HDL降低，膽固醇、三酰甘油及巰基化合物增加，導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化反應(yīng)并增高發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。Aksoy等[35]認(rèn)為，肺癌患者PON1基因192R基因型明顯高于健康對(duì)照組，這種差異尤其表現(xiàn)在鱗癌及小細(xì)胞肺癌患者中，PON1192R基因多態(tài)性與肺癌患者的患病風(fēng)險(xiǎn)有相關(guān)性，192R可作為小細(xì)胞肺癌及鱗癌患者有效的遺傳標(biāo)記。

3.7PON1單核苷酸多態(tài)性與肝癌的遺傳易感性目前PON1基因多態(tài)性與肝癌遺傳易感性研究極少。Hikmet等[36]研究認(rèn)為，土耳其人PON1基因Q192R及L55位點(diǎn)與肝癌沒有遺傳易感性相關(guān)性。Hikmet等[36]僅選取了PON1基因啟動(dòng)子區(qū)rs705382和rs662兩個(gè)SNP位點(diǎn)，但PON1基因其他位點(diǎn)多態(tài)性與肝癌的關(guān)系尚不清楚，而且由于基因多態(tài)性存在地域、種族等差異，需要對(duì)PON1基因多態(tài)性與肝癌的遺傳易感性做更深入、更廣泛的研究。

綜上所述，PON1基因多態(tài)性在某些代謝性疾病、惡性腫瘤等疾病中的研究取得了重大的進(jìn)展，但由于地域、種族、研究方法、樣本采集等多種因素的差異，而導(dǎo)致了研究結(jié)果的不一致，甚至是相反的，因此需要開展不同種族、不同地域更大樣本、更深入、更廣泛的研究來進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證PON1基因多態(tài)性與惡性腫瘤的關(guān)系。

參考文獻(xiàn)

[1]Blatter MC，Abbott C，Messmer S，et al．Quantitation of human paraoxonase by enzyme-linked immunoassay：population defference in protein concentrations[J]．Biochem J，1994，304(5)：549-554.

[2]寧江海，王玉霞，王青定，等．人血清對(duì)氧磷酶的部分純化及解毒效應(yīng)[J]．中國(guó)藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志，2002，16(1)：60-65.

[3]Shih DM，Gu L，Xia YR，et al．Mice laking serum paraoxonase are susceptible to organophosphate toxicity and atherosclerosis[J]．Nature，1998，394(2)：284-287.

[4]Watson AD，Berliner JA，Hama SY，et al．Protective effect of HDL associated paraoxonase inhibition of the biological activity of minimally oxidized low density lipoprotein[J]．J Clin Invest，1995，96(10)：2882-2891.

[5]Sanghera DK，Saha N,Aston CF，et al．Genetic polymorphism of paraoxonase and the risk of coronary heart disease[J]．Arterioscler Thromb Vase Biol，1997，17(6)：1067-1073.

[6] Mackness B，Mackness MI，Arrol S，et al．Effect of the molecular polymorphisms of human paraoxonase(PONl) on the rate of hydrolysis of paraoxon[J]．Br J Pharmacol，1997，112(2)：265-268.

[7]Tward A，Xia YR，Wang XP，et al．Decreased atherosclerotic lesion formation in human serum paraoxonase transgenic mice[J]．Circulation，2002，106(4)：484-490.

[8]Mackness B，Mackness MI，Durrington PN，et al．Paraoxonase activity in two healthy populations with differing rates of coronary heart disease[J]．Eur J Clin Invest，2000，30(1)：4-10.

[9]Aubo C，Senti M，Marrugat J，et al．Risk of myocardial infarction associated with Gln/Arg 1 92 polymorphism in the human paraoxonase gene and diabetes mellitus[J]．Eur Heart J，2000，21(1)：33-38.

[10]Chen Q，Reis SE，Kammerer CM，et al．Association between the severity of angiographic coronary artery disease and paraoxonase gene polymorphisms in the national heart，lung，and blood[J]．Am J Hum Genet，2003，72(1)：13-22.

[11]Senti M，Tomas M，Vila J，et al．Relationship of age-related myocardial infarction risk and Gln/Arg 1 92 variants of the human paraoxonase l gene：the REGICOR study[J]．Atherosclerosis，2001，156(2)：443-449.

[12]Pfohl M，Koch M，Enderle MD，et al．Paraoxonase 192 Gln/Arg gene polymorphism，coronary artery disease，and myocardial infarction in type 2 diabetes[J]．Diabetes，1999，48(3)：623-627.

[13]遲東升，凌文華，馬靜，等.對(duì)氧磷酶1 55 Met/Leu、對(duì)氧磷酶2 148 Ala/Gly基因多態(tài)性與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病的關(guān)系[J]．中華醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)雜志，2006，23(3)：289-293．

[14]劉康桐，曾高峰，劉革修，等．國(guó)人血清對(duì)氧磷酶 192Gln/Arg多態(tài)性及其活性與冠心病發(fā)病的關(guān)系[J]．臨床心血管病雜志，2000，16(4)：148-150.

[15]Kalmar T,Seres I,Balogh Z,et al.Correlation between the activities of lipoprotein lipase and paraoxonase in type 2 diabetes mellitus [J].Diabetes Metab,2005,31(6):574-580.

[16]郝云玲,林麗香,陳剛.糖尿病腎病患者血清 PON 活性及其臨床意義[ J].廣東藥學(xué)院學(xué)報(bào),2003,19(2):183-185.

[17]蒲霞,曾繁榮,曾昭淳,等.對(duì)氧磷酯酶-1與老年人2型糖尿病視網(wǎng)膜病變的關(guān)系[J].中國(guó)老年學(xué)雜志,2005,25(1):21-23.

[18]孫亞威,尚可,郭建政.對(duì)氧磷酯酶1與老年2型糖尿病患者血管并發(fā)癥的關(guān)系研究[J].中國(guó)全科醫(yī)學(xué),2005,8(20):1669-1670.

[19]Kao Y,Donaghue KC,Chan A,et al.Paraoxonase gene cluster is a genetic marker for early microvascular complications in type 1 diabetes [J].Diabet Med,2002,19(4):212-215.

[20]Flekac M,Skrha J,Zidkova K,et al.Paraoxonase 1 gene polymorphisms and enzyme activities in diabetes mellitus[J].Physiol Res,2008,57(5):717-726.

[21]Dalia AH,Alshaymaa I,Eman A,et al.Paraoxonase-1 gene Q192R and L55M polymorphisms and risk of cardiovascular disease in Egyptian patients with type 2 diabetes mellitus[J].J Diabetes Metab Disord,2014,13(1):124.

[22]Naidu R,Har YC,Taib NAM，et al.Genetic polymorphisms of paraoxonase 1 (PON1) gene:association between L55M or Q192R with breast cancer risk and clinico-pathological parameters[J].Pathol Oncol Res,2010,16(4):533-540.

[23]Yousri M,Hussein,Amal F,et al.Association of L55M and Q192R polymorphisms in paraoxonase 1(PON1) gene with breast cancer risk and their clinical significance[J].Mol Cell Biochem,2011,351(1):117-123.

[24]陳云.PON1 基因多態(tài)性和乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)性的Meta分析[J].現(xiàn)代實(shí)用醫(yī)學(xué)，2012，24(10)：1123-1124.

[25]Fang DH,Fan CH,Ji Q,et al.Differential effects of paraoxonase 1 (PON1) polymorphisms on cancer risk:evidence from 25 published studies[J].Mol Biol Rep,2012,39(6):6801-6809.

[26]Deroo LA,Bolick SC,Xu Z,et al.Global DNA methylation and one-carbon metabolism gene polymorphisms and the risk of breast cancer in the sister study[J].Carcinogenesis,2014,35(2):333-338.

[27]Victoria L,Stevens,Carmen R,et al.Paraoxonase1 (PON1) polymorphisms and prostate cancer in the CPS-I INutrition Cohort[J].Prostate,2008(68):1336-1340.

[28]Levine DA,Boyd J.The androgen receptor and genetic susceptibility to ovarian cancer:results from a case series[J].Cancer Res,2001,61(3):908-911.

[29]Galina L,Wilkens LR,Pamela J,et al.Genetic polymorphisms in the paraoxonase 1 gene and risk of ovarian epithelial carcinoma[J].Cancer Epidem Biomar,2008,17(8):2070-2077.

[30]Aytac A,Uzay G,Burka D,et al.Investigation of PON1 192 and PON1 55 polymorphisms in ovarian cancer patients in turkish population[J]..In Vivo,2009,23(3):421-424.

[31]Elkiran ET，Mar N，Aygen B，et al.Serum paraoxonase and arylesterase activities in patients with lung cancer in a T urkish population[J].BMC Cancer,2007,7(1):48.

[32]Balci H,Genc H,Papila C,et al.Serum lipid hydroperoxide levels and paraoxonase activity in patients with lung,breast,and colorectal cancer[J].J Clin Lab Anal,2012,26(3)：155-160.

[33]Wang H,Li L,Ding L,et al.Association of genetic polymorphisms in the paraoxonase 1 gene with the risk and prognosis of non‐small celllung cancer in Chinese Han population[J].J Investig Med,2012，60(3)：592-597.

[34]Samra ZQ,Pervaiz S,Shaheen S,et al.Determination of oxygen derived f ree radicals producer(xanthine oxidase)and scavenger (paraoxonase1)enzymes and lipid parameters in dif ferent cancer patients[J].Clin Lab,2011,57(9/10):741-747.

[35]Aksoy SP，Cakmakoglu B,Isbir T,et al.Paraoxonase‐1 192/55 polymorphisms and the risk of lung cancer in a Turkish population[J].Anticancer Res,2011，31(6):2225-2229.

[36]Hikmet A,Sedef K,Ersin A,et al.Effect of PON1 gene polymorphisms in Turkish patients with hepatocellular carcinoma[J].Meta Gene,2013,38(1):93-101.

(收稿日期：2015-08-25)

DOI:10.3969/j.issn.1673-4130.2016.03.034

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-4130(2016)03-0369-03

作者簡(jiǎn)介：王曉剛，男，碩士，主要從事臨床檢驗(yàn)研究。