静脉血栓栓塞症相关基因研究进展
静脉血栓栓塞症(venous thromboembolism, VTE)是由遗传与环境因素共同作用导致的多因素疾病,遗传因素占60%以上[1],主要表现为深静脉血栓形成(DVT)和肺血栓栓塞(PE)。随着临床工作对该疾病的关注及医疗卫生事业的发展,静脉血栓在亚洲发病率逐年上升[2]。突变及基因多态性在疾病发生中发挥重要作用。遗传因素表现出明显的地域和种族差异性[3]。机体存在先天性高血栓形成倾向称为遗传性易栓症。西方国家已开展易栓症遗传因素研究,发现大量与静脉血栓易感性相关的基因多态性,为疾病诊断和预防提供依据,我国的研究起步相对较晚。本文就国内外在静脉血栓相关基因的研究进展作一综述。
1 欧美经典相关基因多态性
基因多态性是指在一个生物体中,经常同时存在两种或多种不连续的基因型,本质产生于基因水平上的变异。多态性碱基顺序终生不改变,并按孟德尔规律遗传。分为DNA片段长度多态性、DNA重复序列多态性、单核苷酸多态性三类。
1.1 凝血因子Ⅴ
最常见的是因子Ⅴ(FⅤ)Leiden突变。1993年,Dahlbck等[4]发现有血栓倾向的家系对活化蛋白C(APC)抵抗。随后发现在静脉血栓患者中普遍有对活化蛋白C抵抗基因表型[5],即凝血因子Ⅴ(FⅤ)第1691位的单核苷酸点突变(G>A),导致FⅤ分子第506位谷氨酰胺取代精氨酸(R)。APC是通过对活化FV(FⅤa)的三个氨基酸位点(R306、R506、R679)切割使其失活,进一步抗凝[6-7]。突变后FⅤ凝血活性正常,但对APC降解作用不敏感即表现为抗活化蛋白C症(APC-R)。普通人中检出率5%,静脉血栓(VTE)患者中检出率20%~25%, 家族血栓倾向患者中检出率50%[8-9]。Brugge等[10]发现FV纯合突变比杂合突变有更高的患病率。同时该基因突变率表现出不同的种族和地域性[11]。
FV还有其他位点的多态性,HR2(4070A>G,His1299Arg)能够与FⅤ Leiden协同作用增加APC-R和静脉血栓的风险[12];FⅤ Cambridge (1091G>C, Arg306Thr)和 FⅤ Liberpool(1250T>C, Ile359Thr)可能与蛋白C抵抗相关[12];FⅤ Hong Kong (1090A>G, Arg306Gly)在香港人伴或不伴静脉血栓发现率分别为4.7%和4.5%[7]。
1.2 凝血酶原
凝血酶原(Prothrombin, FⅡ) G20210A突变在高加索人中常见。基因由14个外显子、
13个内含子及5’端、3’端非转录区组成。多态性位点位于凝血酶原基因3’非转录区,突变导致凝血酶原表达增加、活性增强[13],静脉血栓风险增加约3倍[14],而且部分深静脉血栓患者,特别是复发或家族史患者中表现出对华法林的抵抗[15]。FⅡG20210A检出率在高加索人2%~6%,健康北欧人是1.7%,在南欧是3%,相反在美国印第安人及亚洲人中几乎为零。
1.3 蛋白C、蛋白S和抗凝血酶缺乏症
抗凝血酶、蛋白C和蛋白S缺陷是较早发现的静脉血栓遗传因素。
蛋白C(PC)是维生素K依赖单链糖蛋白,具有抗凝特性的丝氨酸蛋白酶前体,通过蛋白水解作用使FⅤa和FⅧa失活抑制血液凝固。PC缺乏症表现为两型:Ⅰ型为PC抗原和活性均低于正常水平;Ⅱ型为抗原正常,活性低于正常。迄今为止,发现有大约200种不同的突变[16]。Abu-Amero等[17]认为低水平的血浆PC个体一般出生后就伴有致命的血栓并发症,所以人PC缺乏症较为罕见。在正常人中比例为0.2%~0.4%,在静脉血栓患者中比例为3.7%,不存在优势突变。
蛋白S(PS)是肝脏合成的维生素K依赖糖蛋白,是蛋白C抗凝途径重要辅助因子,组织因子途径抑制物辅因子[18],与Zn2+结合抑制FⅩ活化[19]。遗传性蛋白S缺乏症在西方国家罕见,正常人比例0.03%~0.13%,静脉血栓患者中占2.3%,而所有缺乏症患者中只有约50%能够发现基因突变,且不存在优势突变。
抗凝血酶(AT)是血浆中凝血酶和FⅩa的天然抑制剂。先天性抗凝血酶缺乏症是一种常染体显性遗传病,是静脉血栓形成的强危险因子。自1993年Lane等[20]报道AT基因全序列以来,已经发现导致遗传性AT缺陷症的基因突变达到180多种,表现出明显的异质性。西方人遗傳性AT缺陷症占普通人比例为0.02%~0.20%,VTE患者中占1%~2%,家族性VTE患者中占4%~7%。
2 国内相关基因多态性及突变
中国人相关基因多态性与西方人有一定的差异,如FⅤ Leiden及凝血酶原G20210A在我国人中检出率几乎为零,抗凝血酶、蛋白C和蛋白S这三种主要抗凝物质在亚洲国家被认为是重要危险因子[21]。Shen等[22]发现蛋白C和蛋白S缺乏是中国静脉血栓患者最重要的危险因素。2.1 抗凝血酶基因突变
抗凝血酶基因(SERPINC1)位于1q23-25.1,跨越13 500 bp,含有7个外显子。抗凝血酶缺乏分为:Ⅰ型抗原和活性都降低;Ⅱ型活性低于正常水平,抗原位于正常水平。临床上常见的是Ⅱ型抗凝血酶缺乏症,但是Ⅰ型患者占有血栓症状患者的80%[23]。已经发现180多种与抗凝血酶缺乏症相关的基因,携带不同突变的杂合子静脉血栓的形成倾向也不尽相同[24]。
周荣富等[25]对一例反复3次肠系膜静脉血栓形成术后又出现多发肺栓塞先证者及其家系3代6人研究发现,先证者基因G13328A杂合突变,导致蛋白Ala404Thr突变,一级亲属中有3人携带突变,均为Ⅰ型抗凝血酶缺乏症。说明AT缺陷症为遗传所致。汪丽萍等[26]也发现了一例相同的突变位点。在中国人中,AT缺乏占普通人的0.08%,占静脉血栓患者比例缺乏大样本统计数值。且基因突变具有高度异质性,尚未发现优势突变或者基因多态性。
2.2 蛋白C
蛋白质C基因位于染体2q13-q14,由9个外显子,8个内含子组成,约10 802 bp大小。该基因突变报道超过300个,大部分限于西方人,亚洲人只有少量报道。
Tasy和Shen[27]分析21例无血缘关系的蛋白C缺乏症静脉血栓患者后,发现蛋白C基因C6152T突变发生率为43%,在85例正常对照组检出率为0.85%(95%CI:0.35~1.35)。C6152T突变位于基因第7外显子,导致蛋白147位精氨酸突变为氨酸(Arg147Trp)。Ding 等[28]对23例蛋白C缺乏症静脉血栓患者研究证实Arg147Trp是突变热点,突变率达43.5%。叶絮等[29]在研究1例肺栓塞患者及其家系成员时也发现Arg147Trp遗传性突变。表明该基因位点与Ⅱ型蛋白缺陷症有较强相关性,需要大样本量进一步研究。
Tang等[30-31]发现2种基因多态性:一是PROC p. Arg189Trp (rs 146922325: C>T), 在34例蛋白缺陷症患者中发现17例携带该突变,一级亲属研究发现患病风险增加8.8倍。独立大样本病例对照研究,病例组检出率5.88%, 对照组检出率0.87%,携带者患病风险为正常者6~7倍;另一个是PROC p.Lys192del (rs 199469469: AAG/-),独立大样本病例对照研究中,病例组检出率6.77%,对照组检出率2.4%,携带者患静脉血栓的风险约为正常者的2.9倍。
2.3 蛋白S突变
基因多态性人类基因组蛋白S(PS)有两类:一是有活性的(PSα或者PROS1),另一个是无活性的假
基因(PSβ或PROS2),均定位于3q11.1-11.2。日本人中PS缺乏较常见[32],有优势突变PS Tokushima(p.Lys196Glu)。Tang等[33]入选40例静脉血栓并蛋白S缺乏患者,测序发现18例患者携带17种不同的基因突变,但既没有发现PS Tokushima,也没有发现优势突变。只在两名先证者发现c.-168C>T。但后续在200例静脉血栓患者及50例健康对照没有检测到该位点突变。推测蛋白S缺乏的分子学基础是异质的。鉴于各种突变导致的PS缺乏[22]在我国易栓症患者中比例高,学者们建议应引起重视。
2.4 血栓调节蛋白
血栓调节蛋白(TM)是血管内皮细胞表达的跨膜糖蛋白,有重要的抗凝作用。TM基因(THBD)位于20p11.21,只有一个外显子,全长4000 bp。Tang等[34]通过对1304例血栓患者与1334例对照研究发现THBD c.-151G>T突变率分别为2.68%、0.97%。该多态性位于基因5’末端非翻译区,利用体外重组实验证实表达水平下降一半,杂合子患血栓风险约为正常人的2.8倍,未发现纯合子突变。进一步在38例患者家系176例一级亲属的研究中发现,一级亲属患病风险为正常人3.42倍。
2.5 内皮型NO合成酶(eNOS)
NO是体内重要的血管稳态调节因子,能够松弛血管平滑肌细胞,抑制血小板和单核细胞对内皮细胞的黏附,减少血管平滑肌细胞的迁移和增生,抑制动脉粥样硬化。基因位于7q35-36,跨越21 kb,26个外显子组成。Akhter等[35]報道eNOS 894G/T在北印度人中与静脉血栓相关。Li等[36]研究发现894G/T突变的基因型GT和GT+TT病例组均明显高于对照组(18.1%vs.12.3%, P=0.014; 20.3%vs.13.4%, P=0.005), T等位基因也明显高于对照组(12.5%vs.7.1%, P=0.006)。
2.6 凝血因子Ⅴ突变
Cai等[37]研究了一个有静脉血栓家族史的中国家庭。对5个家庭成员(包括先发者)通过凝血实验筛查发现有4个家庭成员蛋白C抵抗。测序检测因子Ⅴ的缺陷,发现第13外显子一个新的突变点G2172C,所有APC-R的家庭成员均有发现,没有抵抗的个体没有发现。推测突变导致凝血因子Ⅴ666位置的谷氨酸被天冬氨酸替代,靠近活化蛋白C的作用位点679导致蛋白C抵抗的发生。这个假设需要进一步证实在其他中国家庭APC-R是否有意义,及与静脉血栓的关系。
2.7 凝血因子Ⅷ拷贝数变异
凝血因子Ⅷ在凝血过程最后发挥作用。Shen等[38]通过对179例静脉血栓患者和176例健康对照研究,发现病例组FⅧ血浆水平及FⅧ基因拷贝数目均明显高于健康对照组。拷贝数变异(CNV)是由基因组发生重排导致,一般是1kb以上的基因组大片段的拷贝数增加或减少。他们认为通过改变基因的拷贝数目包括简单的缺失、插入、复制能够影响个体对疾病的易感性。该因子是静脉血栓初发及复发的剂量依赖性危险因素,其基因扩增可能会增加因子的活性,而且可能与静脉血栓发生相关。3 其他相关基因多态性
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