亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)基因型对心血管疾病患者发生肾损伤风险的预测价值

常 凯，向礼恩，江忠勇，刘丽梅，刘晨霞

亚甲基四氢叶酸还原酶(methylenetetrahydrofolate reductase，MTHFR)催化5,10-亚甲基四氢叶酸生成5-甲基四氢叶酸盐，参与叶酸代谢通路、同型半胱氨酸代谢通路和DNA碱基合成通路[1]。目前发现该基因有30多种突变，不同突变导致MTHFR的酶活性及其耐热稳定性发生改变。中国人群MTHFR C677T是一个常见的不耐热错义突变，据统计其突变人群占总人数的25%，该突变将引起叶酸代谢障碍，进而引发相关疾病[2]。现已用于临床对新生儿出生缺陷和心脑血管疾病患病风险进行评估[3]。

人体内MTHFR广泛分布于全身，尤其在肾脏中活性最高。肾脏皮质外层富含的胱硫醚-β-合成酶催化HCY与丝氨酸合成胱硫醚和水，皮质内层及髓质外层富含的胱硫醚-γ-水解酶分解胱硫醚为半胱氨酸和α-酮丁酸[4]。MTHFR C677T基因突变可引起HCY升高导致血管损害。而HCY几乎全部在肾小管重吸收，通过再甲基化和转硫途径降解和清除。肾脏还可以通过血浆流量和肾小管周围基底外侧表面摄取清除HCY[5]。因此肾功能损伤时肾小球滤过和代谢调节减退，可引起HCY升高。同时遗传因素对肾损伤的影响日益成为人们关注的焦点。本研究旨在探讨MTHFR C677T基因突变在心血管疾病中对肾脏的影响。

1资料和方法

1.1研究对象和样品收集 选取2014至2017年期间在本院确诊为心血管疾病的患者128例，所有的患者排除传染性疾病、恶性肿瘤、血液系统疾病、结缔组织疾病；排除半年内已服用叶酸、VitB12、VitB6及其他内分泌疾病影响Hcy代谢者和先天性肾病综合征患者。符合条件的研究对象中男性118例，女性10例，年龄在7525，临床确诊的伴随疾病中冠心病患者81例，糖尿病10例，高血压33例，及其他疾病患者63例。选取样本采用随机抽样方案，诊断冠心病、糖尿病、高血压和肾病等均根据世界卫生组织的诊断标准，排除肾损伤药物治疗不当所致。

1.2临床病例资料收集与检测 MTHFR突变和体检项目包括总胆固醇(Total Cholesterol, TC)、甘油三酯(Triglycerides, TG)、高密度脂蛋白胆固醇(High Density Lipoprotein-Cholesterol, HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(Low Density Lipoprotein-Cholesterol, LDL-C)、半胱氨酸蛋白酶抑制剂C(Cysteine-C, Cys-C)、血尿素氮(Blood Urea Nitrogen, BUN)、肌酐(Creatinine, CREA)、肌酐清除率(Creatinine clearance rate, Ccr)、尿酸(Uric Acid, UA)、视黄醇结合蛋白(Retinol Binding Protein, RBP)、B型尿钠肽(Brain Natriuretic Peptide, BNP)和空腹血糖(Fasting Blood Glucose, FBG)，根据国家临床实验室中心所提出的建议进行实验。使用市售的DNA分离试剂盒(TaKaRa, 中国)，根据制造商的说明书从全血中分离DNA基因组。应用MTHFR(C677T)基因检测试剂盒(购于百傲科技)基于PCR-芯片杂交法进行MTHFR突变位点检测[6]。

1.3统计学分析 收集TC、TG、HDL-C、LDL-C、Cys-C、BUN、CREA、Ccr、UA、RBP、hs-CRP、BNP和FBG的检测数据，连续变量表示为平均值±标准差(Standard Deviation，SD)，分类变量报告为计数和百分比。使用t检验和卡方检验的分析来分别测试连续和分类变量的组之间的差异。多变量逻辑线性回归分析用于分析肾损伤的独立危险因素。使用SPSS19.0软件进行上述统计分析。P<0.05被认为具有统计学显著性差异[7]。

2结 果

2.1MTHFR突变在心血管疾病中肾损伤组与正常组实验室指标对比分析 通过比较心血管疾病中肾损伤组与正常组实验室结果表明：性别、年龄、糖尿病、高血压、UA、TG、HLDL、空腹血糖在两组之间无显著性差异。无肾损伤组中的TC和LDL-C含量高于肾损伤组(P<0.05)，表明较高的胆固醇可能对肾脏形成一定的保护[8]。BUN、CREA、CYSC、CLCR和BNP在两组间存在极显著的差异，肾损伤组中冠心病的发生率也显著低于无肾损伤组(P<0.01)。

表1 心血管疾病患者中发生肾损伤和无肾损伤人群的相关实验室指标对比分析

分析MTHFR基因型在肾损伤组与无肾损伤组之间的分布频率表明：MTHFR野生型(CC型)在肾损伤组占7.031%，正常组占6.25%，而MTHFR突变型(CT/TT型)在肾损伤组占约56.25%，正常组中占约30.469%，卡方检测结果表明基因型频率在两组间具有显著性差异(P<0.05)。这可提示在心血管疾病患者中MTHFR基因型与肾损伤存在联系。

2.2CCVd伴高尿酸血症患者中CYP2C19野生型和突变型的比较分析 在对研究对象的MTHFR基因型测定之后，通过基因型的不同将人群分为MTHFR野生型(CC)和MTHFR突变型(CT/TT)，并对该两组的性别、年龄、冠心病、糖尿病、高血压、BUN、CREA、CYSC、CLCR、UA、TC、TG、HLDL、LDL、随机葡萄糖、BNP数据进行统计学分析。结果显示：BUN、CREA、CYSC、CLCR四组反应肾功能的指标存在明显差异，即MTHFR野生型的肾功能明显优于突变型。MTHFR突变型中尿酸含量显著高于突变型。说明MTHFR基因型的在老年心血管疾病中对肾脏功能存在影响。

图1心血管病患者中MTHFR基因型的分布频率

表2 心血管疾病患者中MTHFR野生型和突变型的比较分析

2.3心血管病患者中肾损伤发生的独立危险因素分析 应用Logistic多元线性回归分析方法分别对冠心病、高血压、糖尿病、高血脂、高尿酸和MTHFR基因型进行分析[9]。结果表明冠心病和MTHFR突变型同为心血管病患者中发生肾损伤的独立风险因子，前者风险系数为3.078，后者的风险系数为1.614。表明MTHFR为突变型(CT/TT)的心血管病患者发生肾损伤的风险是野生型(CC)的1.614倍。

表3 心血管病患者中发生肾损伤独立

3讨 论

心血管疾病(cardiovasculardisease，CVD)目前被公认为全球范围内疾病死亡的最主要原因。随着人口老龄化进程的加速，心血管疾病已成为一个全球性的健康问题，全世界每年大约有1700万人死于心血管疾病，占所有死亡人数的30%[10]。心血管疾病易并发呼吸系统、消化系统和泌尿系统疾病，其中肾脏是心血管病最易受累的靶器官之一，肾小球滤过功能和肾小管基底膜的病变是慢性肾功能衰竭的主要表现[11]。国内外研究[12]也发现，原发性高血压患者在血压升高的同时也伴随着血浆HCY水平的增长，且随着高血压程度的升高HCY水平的增长越明显。同时，HCY也是心血管病的独立危险因素。有研究[13]表明，血清同型半胱氨酸(HCY)在肾病中具有较高的检测意义，其水平高低可在一定程度上反映肾病患者肾脏的损害程度；MTHFR可通过两条途径代谢HCY：即通过甲基化作用将HCY转化为甲硫氨酸；或是在胱硫醚-β-合成酶及其辅酶维生素B6的催化下与丝氨酸结合形成半胱氨酸和α-酮丁酸[14]。因而推测MTHFR可能通过参与HCY的代谢过程间接影响肾脏功能。

人类MTHFR基因677位于MTHFR催化区域，该位点突变直接影响亚甲基四氢叶酸还原酶的活性和耐热性，表现为不同程度的酶活性降低并伴有酶的耐热性降低[15]。截至目前已开展了对MTHFR基因677多态性的相关研究涉及多发性硬化症、高同型半胱氨酸血症、新生儿出生缺陷等[16]。MTHFR基因突变可导致HCY浓度水平升高并积累于血液中形成代谢障碍。同时HCY具有血管毒性，其具有复杂血管损伤机制，包括刺激和损伤血管内皮细胞；诱导血管平滑肌细胞的增殖和胶原合成；以及促进血小板粘附聚集以致形成血栓等[17]。同型半胱氨酸经肾脏代谢，其对血管的毒副作用同样也作用于肾脏血管自身。当代谢同型半胱氨酸的关键酶(如MTHFR酶)活性降低，可导致同型半胱氨酸潴留于血浆中，并对血管等造成损害[18]。肾脏作为人体重要器官之一，人体几乎大部分物质的代谢都需要肾脏的协助，一旦对肾脏血管造成损害，必定会影响到肾功能，从而对机体的正常运作以及疾病的恢复造成不良的影响，致使疾病的预后变差[19]。在心血管病患者中，从肾损伤和MTHFR基因型两点出发，分别对相关检测指标进行分析均显示出MTHFR基因型与心血管病肾损伤具有显著相关性。多元线性回归分析证实MTHFR为C677C突变型(CT/TT)的心血管病患者发生肾损伤的风险是野生型的1.614倍，表明MTHFR基因型的鉴定可能有利于预测和规避由心血管病患者的异常代谢功能引起的肾损伤。

同时，研究表明冠心病也是心血管病肾损伤发生的风险因素，且风险系数为3.078，这与已有的研究结果一致。心血管病患者中无肾损伤组中的TC和LDL-C含量高于肾损伤组(P<0.05)，提示较高的胆固醇可能对心血管病肾损伤的形成具有一定的保护作用，然而其机制尚不明确。