血管紧张素转换酶基因多态性与阻塞性睡眠呼吸暂停综合征

中华结核和呼吸感染 1998年第8期第21卷 论　　著

作者：肖毅　黄席珍　邱长春　朱席琳　刘怡文

单位：100730 北京，中国医学科学院中国协和医科大学 北京协和医院呼吸内科(肖毅、黄席珍)，中国医学科学院基础医学研究所医学分子生物学国家重点实验室(邱长春、朱席琳、刘怡文)

　　关键词： 激肽酶Ⅱ类；基因；睡眠呼吸暂停综合征

　　【摘要】　目的　探讨血管紧张素转换酶（ACE）基因多态性与阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSAS）之间的关系。方法　以ACE基因内含子16的一个287bp的Alu顺序I/D (insertion/deletion) 型为多态标志，用聚合酶链反应（PCR）扩增基因片段，对50例OSAS患者和50名正常人ACE基因多态性的分布进行了观察，并结合临床特点和多导睡眠监测结果进行了分析。结果　发现在中国汉族正常人群中，ACE基因I/D多态II、ID、DD基因型频率分别为16％，52％，32％，其D和I等位基因频率分别为42％和58％。I/D多态分布符合Hardy-weinberg定律，达到了遗传平衡，具有群体代表性。OSAS患者Ⅱ基因型显著高于正常人，DD基因型则明显低于正常人； d和I等位基因频率分别为28％和72％，其差异也具有统计学意义。Ⅱ基因型的OSAS患者较I D基因型，最长呼吸暂停时间，最低血氧饱和度和睡眠呼吸暂停低通气指数（AHI）均较严重。另外，合并高血压的OSAS患者其最长呼吸暂停时间，最低血氧饱和度和AHI较无高血压的OSAS患者严重。结论　中国汉族人OSAS发病与ACE基因I/D多态性相关联，基因型I I和等位基因I可能是中国人OSAS发病的危险因素。

Angiotension I converting enzyme gene polymorphism in Chinese patients with obstructive sleep apnea syndrome

Xiao Yi, Huang Xizhen, Qiu Changchun, et al. Sleep Disorders Center, PUMC Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences, Peking Union Medical College, Beijing 100730

　　【Abstract】　Objective　To investigate the relationship of an insertion/deletion (I/D) polymorphism of the angiotension-converting enzyme (ACE) gene to obstructive sleep apnea syndrome (OSAS).Method　Genomic DNA was extracted from blood samples and amplified by polymerase chain reaction (PCR). PCR primers were flanking the polymorphic region in intron 16 of the ACE gene.Result　The distribution of the DD, ID, and II ACE genotypes was 16%, 52%, and 32% in the control subjects and 0%, 56%, and 44% in OSAS patients, respectively. The estimated frequencies of the insertion allele and the deletion allele were 58%, 42% in the control subjects and 72%, 28% in OSAS patients, respectively. The differences were statistically significant(P＜0.05). The OSAS patients with I/I genotype had significantly longer apnea time (P＜0.05), lower minimum SaO2 (P＜0.05) and more severe AHI (P＜0.05) than did the OSAS patients with I/D genotype.Conclusion　These results indicate that the II genotype and I allele might be a risk factor for OSAS in Chinese.

　　【Key words】　Kininase Ⅱ　　Genes　　Sleep apnea syndromes

　　血管紧张素Ⅰ转换酶(ACE)的主要功能是将血管紧张素Ⅰ转换为血管紧张素Ⅱ，并且灭活缓激肽。人ACE基因位于染色体17q23，由26个外显子和25个内含子组成，ACE基因多态性涉及一个287bp的Alu重复序列的插入和缺失(insertion/deletion) 。血浆和组织ACE浓度和I/D多态性的D等位基因一致，如ACE血浆浓度为DD＞ID＞Ⅱ［1］。

　　研究表明，ACE基因DD基因型与原发性高血压有关，阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)为高血压、心肌梗塞、中风和猝死的重要危险因素。OSA和高血压之间关系密切，但两者之间的直接病因学联系没有明确建立。因此，我们假定如果高血压引起睡眠暂停，而ACE基因DD基因型对高血压是一个显著的危险因素，ACE基因DD基因型对阻塞性睡眠呼吸暂停患者也同样是一个危险因素。关于ACE基因I/D多态性在阻塞性睡眠呼吸暂停发病中所起的作用，我们检索了1990年～1998年3月的医学数据库(Medline database)，国内外均未见报道。因此，我们对50名正常人及50例OSAS患者ACE基因多态性结合其临床特点和多导睡眠图监测结果，初步探讨中国人群ACE基因多态性和OSAS之间的可能关系及高血压和OSAS之间的可能因果联系。

　　对象与方法

　　1．研究对象：正常对照组50名，经病史询问及初筛检查排除OSAS的健康人，无高血压，缺血性心脏病及糖尿病病史。其中男30名，女20名。50例OSAS患者(有高血压者30例，正常血压者20例)均符合阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的诊断标准，排除继发性高血压、缺血性心脏病及糖尿病病史。其中男45例，女5例。

　　2．多导睡眠图监测：睡眠分期及诊断标准均采用黄席珍等建立的方法［2］。

　　3．实验方法：低渗法分离白细胞，采用酚-氯仿法提取基因组DNA，PCR检测ACE基因I/D多态性。PCR产物在2%琼脂糖凝胶中电泳，紫外灯下观察。缺失纯合子型(DD型)，仅有190bp的带型；插入纯合子型(Ⅱ型)，仅有490bp的带型；缺失/插入杂合子型(I/D型)，有490bp和190bp两种带型。

　　4．统计学方法：两组间等位基因频率和基因型频率的比较采用卡方检验。两组间计数资料的比较采用t检验。P＜0.05为差异有显著性。

　　 结果

　　一、正常人及OSAS患者ACE等位基因频率及基因型分布

　　OSAS患者各基因型频率分布与正常对照组相比其构成差异有显著性(χ2=9.01，P＜0.025)。OSAS等位基因D及I的频率与正常对照组相比其分布差异有显著性(χ2=4.31，P＜0.05，表1)。

　　二、ACE基因型与多导睡眠图结果分析

　　ACE基因不同基因型与OSAS患者多导睡眠图监测结果之间的关系(表2)。

　　三、OSAS患者临床特点及多导睡眠图监测结果

表1　正常人及OSAS患者ACE I/D多态基因频率

组别 例数 基因型频率 等位基因频率 Ⅰ/Ⅰ Ⅰ/D D/D Ⅰ D 正常对照组 50 0.32(16) 0.52(26) 0.16(8) 0.58 0.42 OSAS组 50 0.44(22) 0.56(28) 0 0.72 0.28 　有高血压 30 0.47(14) 0.53(16) 0 0.73 0.27 　无高血压 20 0.40(8) 0.60(12) 0 0.70 0.30 卡方值 =9.01 =4.31 P值 ＜0.025 ＜0.05

　　注：()为例数

表2　ACE基因型与多导睡眠图结果分析(±s)

ACE型别 Ⅰ/Ⅰ Ⅰ/D P值 例数 22 28 最长呼吸暂停时间(s) 68±23 44±23 ＜0.01 最低血氧饱和度(%) 69±12 80±11 ＜0.01 AHI(次/小时) 48±22 34±26 ＜0.01

　　注：AHI：睡眠呼吸暂停低通气指数　　伴有高血压与不伴有高血压的OSAS患者，其临床特点、多导睡眠监测结果之间的比较(表3)。

　　讨论

　　我们研究发现，OSAS患者与正常对照组相比较，等位基因Ⅰ和D的分布频率有明显差异，基因型分布亦有显著差异，OSAS患者的Ⅱ基因型及等位基因Ⅰ频率明显增多。表明我国汉族人群OSAS发病与ACE基因相关。对不同的ACE基因型的患者多导睡眠图监测结果进行比较发现，ACE基因Ⅱ基因型 (插入纯合子型) OSAS患者其最长呼吸暂停时间明显延长、最低血氧饱和度明显减低、呼吸紊乱指数明显增高。表明ACE基因Ⅱ型的OSAS患者其临床表现较ID型更严重，提示：Ⅰ等位基因可能是其发病的易感基因。此外，有高血压的OSAS患者其呼吸紊乱指数、最低血氧饱和度、最长呼吸暂停时间同无高血压的OSAS患者相比，存在显著性差异，其临床表现更严重。

　　动物实验证实了一个位于大鼠染色体10的致高血压基因BP-1，而BP-1的位置相当于人染色体17q含ACE基因区［3］。Zee等［4］报告在澳大利亚人群I等位基因和高血压相关。而中国台湾、日本及非洲裔美国人高血压患者中D等位基因和DD基因型频率显著增加［5～7］。Barley［8］认为ACE基因多态性和种族起源有关，ACE基因型和血压之间的关联存在种族差异。

表3　OSAS患者临床特点和多导睡眠图监测结果(±s)

项目 例数 颈围(cm) BMI(kg/m2) WHR 最长呼吸暂停时间(s) 最低血氧饱和度(%) AHI(次/小时) 有高血压 30

40.6±2.7*

30±8**

0.93±0.04**

62±23***

72±12***

45±26*** 无高血压 20 38.5±2.9 29±4 0.91±0.06 41±21 80±13 30±19

　　注：*P＜0.05，**P＞0.05，***P＜0.01，BMI：体块指数，WHR：腰围与臀围之别　　据统计，OSAS患者高血压的发病率高于普通人群2倍，而高血压患者中OSAS的患病率据估计在20%～30%。那么，两者之间的因果关系是什么？第一，高血压引起睡眠呼吸暂停。高血压患者动脉化学感受器驱动增加，引起化学控制系统的不稳定，因此导致反复的呼吸暂停发生 。但它不能解释为什么OSAS的治疗能够使血压恢复正常，而且高血压的治疗不会导致睡眠呼吸暂停终止。第二，睡眠呼吸暂停引起高血压。有证据提示，和睡眠呼吸紊乱事件有关的短暂的血压升高可导致血压持续升高。而短暂血压升高可能和血减氧饱和度的严重程度、唤醒反应、胸内压波动以及睡眠结构的破坏有关［9］。第三，共同潜在机制。OSAS和高血压之间联系的共同因素之一就是肥胖。尽管并不是所有的阻塞性呼吸暂停综合征的患者都肥胖，但BMI是睡眠呼吸暂停的****危险因素。根据我们的结果，如果原发性高血压引起睡眠呼吸暂停，那么DD基因型对OSAS患者也应当是显著的危险因素，但我们的结果不支持。因此，OSAS和高血压之间的联系可能不是高血压引起睡眠呼吸暂停。

　　总之，我们的结果提示ACE基因插入多态性和中国人OSAS有关，但这种基于人群的研究有其局限性，进一步需做家族分析及受累同胞的基因连锁分析。

　　参考文献

　　1　Tiret L, Rigat B, Visvikis S, et al. Evidence, from combined segregation and linkage analysis, that a variant of the angiotensin-I-converting enzyme (ACE) gene controls plasma ACE levels. Am J Hum Genet，1992，51:197-205.

　　2　黄席珍，吴全有，李龙云，等．多导睡眠图临床应用．中华内科杂志，1991，30：758-760．

　　3　Hibert P, Lindpainter K, Beckmann JS, et al. Chromosomal mapping of two genetic loci associated with blood-pressure regulation in hereditary hypertensive rats. Nature，1991，353:521-529.

　　4　Zee RY, Lou YK, Griffiths LR, et al. Association of a polymorphism of the angiotensin-I-converting enzyme gene with essential hypertension. Biochem Biophys Res Commun，1992，184:9-15.

　　5　Morise T, Takeuchi Y, Takeda R.Angiotensin-converting enzyme polymorphism and essential hypertension. Lancet，1994，343:125.

　　6　Asamoah A, Yanamandra K, Thurmon TF, et al. A deletion in the angiotensin converting enzyme (ACE) gene is common among African Americans with essential hypertension. Clin Chim Acta，1996，254:41-46.

　　7　Chiang FT, Chern TH, Lai ZP, et al. Age- and gender-dependent association of the angiotensin-converting enzyme gene with essential hypertension in a Chinese population. J Hum Hypertens，1996，10:823-826.

　　8　Barley J, Blackwood A, Miller M, et al. Angiotensin converting enzyme gene I/D polymorphism, blood pressure and the renin-angiotensin system in Caucasian and Afro-Caribbean peoples. J Hypertens，1996，10:31-35.

　　9　Lavie P, Yoffe N, Berger J, et al. The relationship between the severity of sleep apnea and 24 hour blood pressure values in patients with obstructive sleep apnea. Chest，1993，103:717-721.

(收稿：1998-04-29　　修回：1998-05-19)