叶酸代谢相关基因的多态性与圆锥动脉干畸形的关联研究;ALDH2基因型对圆锥动脉干畸形患者心脏直视手术后心肌保护效果的影响

摘要

第一部分叶酸代谢相关基因的多态性与圆锥动脉干畸形的关联研究
　　 背景：叶酸在胚胎发育过程中起重要作用，心血管系统的正常发育也与机体叶酸水平密切相关。参与叶酸代谢的酶和载体蛋白对机体正常叶酸水平的维持至关重要。编码这些蛋白基因的多态性可以改变这些酶和载体蛋白的功能，汉族人群中关于这些基因多态性与圆锥动脉干畸形产生的关联研究目前较少见。
　　 方法与结果：本研究选择叶酸代谢途径相关基因中的8个多态性位点进行分析，观察它们与先天性心脏病发病风险的关联性，这些候选基因为：5，10-亚甲基四氢叶酸还原酶基因(MTHFR)，亚甲基脱氢酶基因(MTHFD1)，运钴胺素蛋白基因(TCN2)，还原叶酸载体基因(RFC)，烟酰胺-N-甲基转移酶基因(NNMT)和利钠肽前体A基因(NPPA)。在单个位点的分析中，我们发现MTHFR基因rs1801133C＞T位点的基因型频率分别为：先天性圆锥动脉干心脏畸形组，CC18.4％，CT50.4%，TT31.1%;对照组，CC31.6%，CT52.9%，TT15.4%。基因型频率差异有显著性(P=0.001)。Logistic回归分析显示，如果以MTHF基因rs1801133CC纯合子基因型为参照组，携带TT变异纯合子的个体患先天性心脏病的几率增加到3.46倍（调整后的OR值=3.46:95%可信区间：1.83-6.55）。如果以RFC基因rs1051266GG纯合子基因型作为参照组，则携带GA遗传变异杂合子的个体患先天性心脏病的几率增加到1.68倍(OR=1.68;95%可信区间：1.02-2.78)。将所有圆锥动脉干畸形患者按疾病诊断进行分层分析，在显性模型和隐性模型比较分析中，携带MTHFR基因rs1801133C＞T位点纯合子基因型的患法洛氏四联症和大动脉转位的风险都增加。与野生纯合子相比，携带RFC基因rs1051266位点GA基因型会显著增加罹患大动脉转位的风险；OR=2.04;95%可信区间：1.18-3.73。在显性模型分析中，RFC基因rs1051266位点GA/AA基因型比GG纯合子基因型更易患大动脉转位，差异具有显著性；OR:=1.83;95%可信区间：1.04-3.24。
　　 结论：携带MTHFR基因rs1801133位点C＞T多态性改变和RFC因rs1051266位点G＞A多态性改变可能会增加先天性圆锥动脉干心脏畸形的发病风险。
　　 第二部分线粒体乙醛脱氢酶2基因型对圆锥动脉干畸形患者心脏直视手术后心肌保护效果的影响
　　 背景：线粒体乙醛脱氢酶2(ALDH2)酶活性与心肌保护的结果成正相关，携带ALDH2*2等位基因会显著降低ALDH2酶活性，东亚人群中有约40%的人携带ALDH2*2等位基因，ALDH2*2等位基因型对人体心肌保护的影响尚未研究，本研究拟评估ALDH2*2基因型对先天性心脏病心脏直视手术后患者心肌保护效果的影响。
　　 方法与结果：本研究分两部分。第一部于体外循环前收集紫绀和非紫绀先天性心脏病患者右心耳组织进行检测（每组20例），以确定ALDH2*2基因型对代谢重构的影响。第二部分前瞻性入选一组法乐氏四联症行心脏直视手术的患者（N=118例，收集术中切下的心肌组织和术后临床指标，观察ALDH2*2基因型对心脏直视术后心肌保护结果的影响。所有的心肌组织均在心脏停博后获取。检测组织ALDH2酶活性，氧化应激指标，谷胱甘肽含量，和活化转录因子4等的表达水平。患者基因分型和分组后，比较ALDH2*2携带者和非携带者所有实验和临床结果。第一部分心耳组织
　　 结果发现：非紫绀组ALDH2*2非携带者和携带者ALDH2酶活性、GSH含量、组织4-HNE加成产物和MDA水平分别为：2.58土0.71和1.11±0.25U/mg，1.29±0.45和1.25±0.23nmol/mg,1.14±0.59和1.54±0.65ug/mg,70.17±35.19和93.90±51.66nmol/mg;紫绀组ALDH2*2非携带者和携带者ALDH2酶活性、GSH含量、组织4-HNE加成产物和MDA水平分别为：1.56±0.34和0.70±0.15U/mg,1.14±0.32和2.35±0.40nmol/mg,1.73±0.75和2.83±0.77ug/mg，77.31±40.01和264.13±116.97nmol/mg。ALDH2*2等位基因型和紫绀均对ALDH2酶活性有着显著影响(P=0.01和P＜0.01)。紫绀型ALDH2*2基因携带者蓄积大量毒性醛类物质，过量的醛类物质蓄积增加了活化转录因子4的表达水平，最终使ALDH2*2携带者心肌组织谷胱甘肽含量升高(P＜0．01)。第二部分研究结果发现：在心脏直视手术时，不同基因型患者之间ALDH2酶活性差别消失(ALDH2*2携带者：0.58±0.30U/mg;ALDH2*2非携带者：0.61±0.33U/mg;P=0.935),ALDH2*2携带者因为组织谷胱甘肽含量较高，术后心肌保护效果更好：术后肌钙蛋白I水平较低(校正尸值=0.026)，正性肌力药的使用也更少(校正尸值=0.001)，术后住院时间和ICU时间更短（校正尸值分别为0.009和0.023）。
　　 结论：紫绀型先天性心脏疾病中的ALDH2*2携带者由于醛类物质的蓄积产生了代谢重构，心肌组织谷胱甘肽水平更高。心脏直视手术时，不同基因型患者之间ALDH2酶活性差别消失，导致组织谷胱甘肽水平更高的患者术后心肌保护效果更好。这一结果有助于患者心肌保护效果的预测和个性化心肌保护策略的研发。