高血壓基因研究現(xiàn)狀與展望

關(guān)鍵詞： 原發(fā)性高血壓；基因；候選基因法；基因組掃描

　　提要　尋找與高血壓以及血壓調(diào)節(jié)有關(guān)的基因,已成為當(dāng)前心血管領(lǐng)域的研究焦點(diǎn)之一,一些屬于單基因遺傳病的繼發(fā)性高血壓的致病基因已被識(shí)別。原發(fā)性高血壓是一種多基因遺傳病,其發(fā)病系遺傳與環(huán)境因素共同作用的結(jié)果,這為高血壓易感基因研究帶來很大困難。迄今大多用候選基因法進(jìn)行高血壓相關(guān)基因研究。在人和動(dòng)物模型的研究中，有關(guān)高血壓候選基因多態(tài)性的報(bào)道已有四十多種，但各家結(jié)果不一致。近年來用微衛(wèi)星標(biāo)記進(jìn)行全基因組掃描和連鎖分析，它已成功地用于多基因病相關(guān)基因的定位克隆研究。應(yīng)用該技術(shù)對(duì)原發(fā)性高血壓易感基因的定位研究正在進(jìn)行中。

Gene studies in hypertension:State-of-art

　　Abstract 　 The search for genes influencing blood pressure or hypertension has become one of the focal point of cardiovascular research. A few disease genes causing secondly hypertension,as a result of a single gene defect, have been identified. However,essential hypertension is a polygenic disease and both genetic and environmental factors play important roles in its development. This fact makes the identification of its susceptibility genes more difficult. So far most studies to reveal the genes related to essential hypertension have employed a candidate gene approach.Using this strategy,the associations between polymorphisms of over forty genes with essential hypertension have been reported in human or in animal models.However,the results are not consistent .Recently,a genome－wide scan and linkage analysis using microsatellite markers becomes a useful approach in the positional cloning of genes in polygenic diseases.Its application for mapping susceptibility genes of hypertension is ongoing.

　　Key words　essential hypertension;gene;candidate gene approach;genome－wide scan

　　和平利用原子能、登月和人類基因組計(jì)劃（HGP）是本世紀(jì)最重要的三大科技成就。1990年啟動(dòng)的美國HGP的研究目標(biāo)是在2005年最終闡明人類基因組DNA的全序列、發(fā)現(xiàn)所有人類基因、完成它們在染色體上的定位。目前人類基因組遺傳圖和物理圖已經(jīng)完成，大規(guī)模測序技術(shù)和生物信息學(xué)獲得迅速發(fā)展，提前達(dá)到HGP研究目標(biāo)已成定局。在“結(jié)構(gòu)基因組學(xué)”獲得巨大進(jìn)展的推動(dòng)下，一個(gè)以破譯基因功能信息為目標(biāo)的“功能基因組學(xué)”已應(yīng)運(yùn)而生。為應(yīng)對(duì)激烈的國際競爭和日新月異的科技進(jìn)步，我國科學(xué)家率先提出了“疾病基因組學(xué)”這一新概念，從而確立了我國人類基因組研究的重點(diǎn)和特色。在“863”計(jì)劃等相關(guān)項(xiàng)目的研究基礎(chǔ)上，集合了國內(nèi)一批一流研究單位，一項(xiàng)以創(chuàng)立“疾病基因組學(xué)”理論和技術(shù)體系為目標(biāo)和“國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃”研究項(xiàng)目，已于今年初正式啟動(dòng)，這標(biāo)志著我國疾病基因研究已經(jīng)跨入積極參與大規(guī)模國際競爭的時(shí)代。

　　1　繼發(fā)性高血壓基因研究現(xiàn)狀與展望

　　在高血壓基因研究方面，迄今已有10多種屬于單基因遺傳病性質(zhì)的繼發(fā)性高血壓的致病基因已被定位或克隆。它們是：與腎上腺皮質(zhì)激素代謝有關(guān)的基因：如醛固酮合成酶基因與11β羥化酶基因形成嵌合基因，導(dǎo)致糖皮質(zhì)激素可抑制性醛固酮增多癥；與離子轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)的基因：如已查明Liddle綜合征系上皮細(xì)胞鈉通道β.γ亞單位突變所致；一些因兒茶酚胺產(chǎn)生過量導(dǎo)致高血壓的常染色體顯性遺傳疾病，它們的致病基因已被識(shí)別。此外，某此類型的多囊腎致病基因也已被定位。需要指出單基因性質(zhì)的高血壓基因研究

　　并未結(jié)束，可能還有一些尚未認(rèn)識(shí)的新病種有待發(fā)掘，如在土耳其發(fā)現(xiàn)一種以嚴(yán)重高血壓伴短指畸形為特征的常染色體顯性遺傳病，新近其基因已被定位。此外，闡明致病基因在高血壓發(fā)病中的分子生物學(xué)和病理生理機(jī)制、探索基因治療等方面有待進(jìn)一步研究。

2　原發(fā)性高血壓基因研究現(xiàn)狀與展望

　　單基因病致病基因的識(shí)別，猶如池塘中的魚已釣一個(gè)少一個(gè)；而多基因病易感基因卻似深海中的魚，若隱若現(xiàn)、深不可測。當(dāng)前疾病基因的研究重點(diǎn)從單基因病轉(zhuǎn)向多基因病已成趨勢，但難度也越來越大。原發(fā)性高血壓（EHT）是一多基因遺傳病，其發(fā)病率高、危害性大、家系樣本收集相對(duì)比較容易，因此已成為當(dāng)前多基因病研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)之一。

　　EHT發(fā)病是遺傳因素與環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，一般認(rèn)為，人群中血壓變異的30％～60％是由遺傳因素決定的。遺傳因素賦予個(gè)體對(duì)于EHT的易感程度，因此與EHT發(fā)病相關(guān)的基因稱為易感基因而不是致病基因。

　　自90年代起識(shí)別EHT相關(guān)基因的研究開展得十分活躍，目前最常用的方法為候選基因法，其基本策略和步驟為：以參與血壓調(diào)節(jié)機(jī)制的蛋白為對(duì)象，確定候選基因；進(jìn)行遺傳連鎖分析，確定該候選基因座位與高血壓是否連鎖；篩查該候選基因的各種突變體；基因多態(tài)性與高血壓間的關(guān)聯(lián)研究，以確定該基因突變體是否與EHT相關(guān)。相關(guān)基因識(shí)別后到最終確定為EHT易感基因還有很多工作要做。

　　在已研究過的所有EHT候選基因中，以血管緊張素原（AGT）基因的研究最為深入。多數(shù)報(bào)道指出AGT基因與EHT相連鎖，不少研究發(fā)現(xiàn)AGT基因的M235T變異體（即基因突變導(dǎo)致AGT第235號(hào)氨基酸由甲硫氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)樘K氨酸）與高血壓相關(guān)聯(lián)，235T純合個(gè)體的血漿AGT水平顯著高于235M純合個(gè)體。但也有一些研究無法證實(shí)AGT基因M235T多態(tài)性與高血壓有關(guān)。血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（ACE）基因存在插入型（Insertion,I）或缺失型（Deletion,D）多態(tài)性。目前一般認(rèn)為ACE基因這一多態(tài)性與高血壓關(guān)系不大，但似與心、腦、腎等靶器官損害有關(guān)。盡管薈萃分析結(jié)果支持這一觀點(diǎn)，但ACE基因的DD基因型是否為心腦血管病的危險(xiǎn)因子，需待前瞻性研究加以證實(shí)。一組意大利學(xué)者對(duì)α－adducin基因與高血壓關(guān)系進(jìn)行過系列研究，提出α－adducin基因突變是鹽敏感性高血壓的遺傳基礎(chǔ)之一，從而引起廣泛重視，但目前多數(shù)報(bào)道不能證實(shí)這一結(jié)果。目前已經(jīng)研究過的EHT候選基因不下四、五十個(gè)，不能一一介紹。但迄今為止用這一方法未能肯定哪個(gè)基因與EHT相關(guān)。盡管如此EHT候選基因?qū)ο笕栽跀U(kuò)大，對(duì)于已研究過的候選基因?qū)ふ倚碌淖儺愺w，并探索它們與EHT間的關(guān)系還將繼續(xù)。另一方面，候選基因多態(tài)性的民族和地區(qū)差異的研究，尤其對(duì)于基因多態(tài)性分型用于指導(dǎo)臨床的可能性探討正越來越受到重視。

　　近年來應(yīng)用微衛(wèi)星引物進(jìn)行基因組掃描的技術(shù)已經(jīng)成熟，多色熒光標(biāo)記的微衛(wèi)星DNA引物已經(jīng)商品化。用300多對(duì)覆蓋整個(gè)基因組的微衛(wèi)星引物，選擇大樣本的EHT家系或同胞對(duì)進(jìn)行連鎖分析，有可能將EHT相關(guān)基因位點(diǎn)定位到某一染色體區(qū)域內(nèi)，分辨率可達(dá)10cM。進(jìn)一步用區(qū)域內(nèi)DNA多態(tài)標(biāo)記進(jìn)行精細(xì)定位，如能將范圍縮小到1cM以內(nèi)，便可直接大規(guī)模DNA測序，分離并克隆出EHT相關(guān)基因。全基因組掃描的應(yīng)用，在個(gè)別多基因遺傳病基因定位中已有成功報(bào)道。目前國內(nèi)外一些實(shí)驗(yàn)室正采用此技術(shù)進(jìn)行EHT相關(guān)基因的染色體定位研究，但迄今尚未見正式報(bào)道。

　　患者對(duì)藥物的反應(yīng)、藥物副作用以及藥物在體內(nèi)的代謝，都存在明顯的個(gè)體差異，這種差異都有一定的遺傳背景。如能在基因水平上闡明有關(guān)機(jī)制，將有可能通過檢測某個(gè)或某一組基因的多態(tài)性，預(yù)測藥物療效、減輕甚至避免副作用�！八幬锘�因組學(xué)”的出現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)高血壓個(gè)體化治療帶來了希望。

　　必需指出，多基因遺傳病易感基因的定位克隆研究處于起步階段，其研究策略、技術(shù)路線和方法還基本上沿用識(shí)別單基因遺傳病致病基因的那一套。EHT存在人群遺傳異質(zhì)性強(qiáng)、基因與基因、環(huán)境與基因相互影響的復(fù)雜性等諸多因素。不同的人群、甚至不同個(gè)體，其導(dǎo)致高血壓發(fā)病的易感基因組合可能不同。反之，即使兩個(gè)個(gè)體有同樣的易感基因組合，處在不同的環(huán)境中，可能一個(gè)發(fā)病而另一個(gè)血壓正常，這給EHT基因研究制造了很大困難。此外，高血壓標(biāo)準(zhǔn)的劃定有一定的人為性，標(biāo)準(zhǔn)一旦修改，原來血壓屬于正常者有可能劃入高血壓組，連鎖或關(guān)聯(lián)分析結(jié)果將因此發(fā)生改變，所以EHT基因研究的困難還來自于我們對(duì)于EHT本質(zhì)的認(rèn)識(shí)不足。對(duì)于EHT基因研究的艱巨性我們應(yīng)當(dāng)有充分的思想準(zhǔn)備。

多基因病易感基因研究向傳統(tǒng)理論和方法提出了挑戰(zhàn)。隨著多基因遺傳病基因識(shí)別和克隆研究理論和工作體系的不斷完善和建立，相信EHT易感基因研究將最終取得成功，并將對(duì)EHT的預(yù)防和臨床診治產(chǎn)生革命性影響。