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2022, 39(10):1115-1121.doi:10.11836/JEOM22138

ABCA1、AGT基因和职业紧张交互作用与高血压的关系


1. 新疆医科大学公共卫生学院,新疆 乌鲁木齐 830011 ;
2. 新疆医科大学附属肿瘤医院病案管理科,新疆 乌鲁木齐 830011

收稿日期: 2022-04-13;  录用日期:2022-08-16;  发布日期: 2022-11-23

基金项目: 国家自然科学基金项目(81460489)

通信作者: 刘继文, Email: liujiwendr@163.com  

作者简介: 付爱玲(1991—),女,博士生;E-mail:13639949635@163.com

[背景] 高血压是基因与环境共同作用导致的疾病。目前关于职业紧张、ATP结合盒转运体A1基因(ABCA1)和血管紧张素原基因(AGT)多态性与高血压关系的研究多为关注单基因或单环境影响。

[目的] 探讨ABCA1AGT基因位点多态性和职业紧张交互作用与高血压患病的关系。

[方法] 将2018年课题组在克拉玛依油田工人中采用随机整群抽样方法调查的1200人中的198例高血压患者作为病例,按照性别、年龄(±3岁)和民族1∶1匹配的原则选择相应的对照组,剔除血样、问卷或DNA纯(浓)度不达标者,最终确定病例组和对照组均为153人。运用调查问卷收集油田工人的一般信息,并通过修订版的职业紧张量表(OSI-R)进行职业紧张程度的评价。运用聚合酶链式反应限制性片段长度多态性技术检测ABCA1 V825IR219K位点和AGT M235TT174M位点的基因型。采用广义多因子降维法分析ABCA1AGT的基因-基因交互作用,以及基因-职业紧张的交互作用与高血压患病率的关系。

[结果] 病例组和对照组职业紧张程度的分布差异具有统计学意义(P=0.001),病例组的高度职业紧张检出率(65.4%)高于对照组(47.7%)。病例组和对照组的ABCA1 V825I位点、R219K位点,AGT M235T位点基因型和等位基因的分布差异均有统计学意义(P<0.05)。条件logistic回归结果显示,ABCA1 V825I位点VIII基因型(ORVI=1.682,95%CI:1.099~2.573;ORII=1.708,95%CI:1.045~2.790)、AGT M235T位点TT基因型(OR=1.645,95%CI:1.022~2.647)、高度职业紧张(OR=2.642,95%CI:1.228~5.686)人群高血压患病风险更高(P<0.05);而ABCA1 R219K位点和AGT T174M位点多态性与高血压患病的关联无统计学意义(P>0.05)。ABCA1 V825IR219K位点与AGT M235T位点之间的基因-基因交互作用与高血压患病有关(训练集和测试集的精确度分别为0.68和0.63,交叉验证一致性系数为10/10,P<0.05),且ABCA1 V825IAGT M235T位点呈正交互作用;ABCA1 V825IR219K位点、AGT M235T位点与职业紧张间的基因-环境交互作用与高血压患病有关(训练集和测试集精确度为0.74和0.63,交叉验证一致性系数为10/10,P<0.05),且AGT M235T位点与职业紧张呈负交互作用。

[结论] ABCA1 V825I位点VIII基因型、AGT M235T位点TT基因型和高度职业紧张可能是克拉玛依油田工人高血压的危险因素,且ABCA1AGT基因多态性和职业紧张三者之间的基因-基因、基因-环境的交互作用与高血压患病有关。

关键词: 职业紧张;  基因多态性;  交互作用;  高血压 

高血压是导致残疾和过早死亡的常见慢性心血管疾病,每年造成900多万人死亡[1]。有队列研究已证实职业紧张会增加职业人群炎症性肠病、冠心病、缺血性心脏疾病和高血压的罹患风险[2-3]。Landsbergis等[4]学者基于29项(1985—2012年)研究的meta分析结果显示职业紧张是血压升高的危险因素。较高的职业紧张水平与高血压的患病率增加有关,该结论已在警察和煤矿工人等职业人群中被证实[5]。血管紧张素原(angiotensinogen, AGT)基因(AGT)和ATP结合盒转运体A1(ATP binding cassette subfamily A member 1, ABCA1)基因(ABCA1)都是高血压的易感基因。AGT基因调控血浆AGT水平,血浆AGT水平的变化会引起血压波动进而导致高血压的发生与发展。ABCA1基因调控细胞膜蛋白ABCA1的表达,ABCA1表达异常会使高密度脂蛋白合成受阻,导致血脂异常[6],而血脂异常是高血压的独立危险因素[7]。高血压的发生发展是遗传[8]、心理[5]、个人健康行为[9]和生活环境等多种因素共同作用的结果,基因-基因和基因-环境的交互作用对高血压的影响不断被报道且已成为当前的研究热点[10]。本研究旨在探讨ABCA1 V825IR219K位点和AGT M235TT174M位点与职业紧张间的交互作用,为深入分析高血压的影响因素奠定基础。

1   对象与方法

1.1   研究对象

本研究将2018年课题组在克拉玛依油田工人中采用随机整群抽样方法调查的1200人中的198例高血压患者作为病例组,按照性别、年龄(±3岁)和民族1∶1匹配的原则,选择相应非高血压患者作为对照组,剔除有高血压遗传病史和精神疾病、血样/问卷/DNA纯度或浓度不达标者,最终两组各为153人。本研究获得了新疆医科大学医院医学伦理委员会的审批(编号:2015006)。研究对象均知情并同意参加此次研究。

1.2   研究方法

1.2.1   一般情况调查

通过课题组自行设计的一般情况调查问卷收集油田工人的性别、年龄、民族、婚姻、文化程度、工种、月收入、身高、体重、是否已被诊断为高血压、吸烟和饮酒等信息,计算体重指数(body mass index, BMI)。

1.2.2   职业紧张评价

采用修订版的职业紧张量表(Occupational Stress Inventory Revised Edition, OSI-R)测定职业紧张水平,该量表由职业任务紧张、个体紧张反应和人际关系紧张3个分量表组成。其中,职业紧张评价以分量表职业任务紧张的总得分为标准,该分量表包括6项指标:任务过重、任务不适、任务模糊、任务冲突、责任感和工作环境,每项指标包括10个条目,共计60个条目,每个条目按“1~5”评分。职业任务紧张的总得分越高,说明职业人群的紧张程度越高;根据职业任务紧张的总得分,职业紧张被分为低(职业任务紧张维度得分<120分)、中(120≤职业任务紧张维度得分≤160)、高(职业任务紧张维度得分>160)三个程度组[11]。本次调查中职业任务紧张量表的信度和效度均较好,Cronbach's α系数为0.812,KMO=0.805,bartlett球形检验P<0.001。

1.2.3   高血压的诊断标准

研究对象平静状态下,收缩压>140 mmHg或舒张压>90 mmHg,或血压虽在此范围内但既往有高血压史,目前正在服用降压药物者[12]

1.2.4   血样收集和DNA提取

收集研究对象空腹状态下的静脉血并置于4 mL真空采血管,置于高速离心机分离血清与血浆,置于−80 ℃低温冰箱保存,用于后续DNA的提取及基因多态性检测。采用血液基因组DNA提取系统(非离心柱型)试剂盒(北京天根)提取DNA并测定浓度和纯度,DNA纯度合格范围为1.6~1.9。

1.2.5   ABCA1AGT基因位点多态性的测定

运用限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism, RFLP)-PCR方法检测ABCA1AGT基因位点多态性。PCR引物序列:ABCA1 V825I位点(长度330 bp)正向5'-GAGACTGACCAGGAAATGG-3',反向5'-ATGCACTGCAGAGATTCTAG-3'ABCA1 R219K位点(长度442 bp)正向5'-GACCCAGCTTCCAATCTTCA-3',反向5'-TTCTTCCCATTCACCCTTTG-3'AGT T174M位点(长度353 bp)正向5'-TGGCACCCTGGCCTCTCTCTATCT-3',反向5'-CAGCCTGCATGAACCTGTCAATCT-3'AGT M235T位点(长度163 bp)正向5'-CCGTTTGTGCAGGGCCTGGCTCTCT-3',反向5'-CAGGGTGCTGTCCACACTGGACCCC-3'。PCR扩增体系(共25 µL):无菌双蒸水8.5 µL、DNA模板2 µL、2×Taq PCR Master Mix 12.5 µL、正向和反向引物各1 µL,低速离心机混匀30 s。ABCA1 V825IABCA1 R219KAGT T174MAGT M235T位点PCR扩增的反应条件如下。预变性:94 ℃,2、3、3、3 min;变性:94 ℃,30、60、30、15 s;退火:61 ℃(30 s)、57 ℃(45 s)、63 ℃(40 s)、69.5 ℃(50 s);延伸:72 ℃,60、60、60、45 s;循环数:35、35、40、35次。

1.3   质量控制

实验开始前严格筛选合格血样和DNA,多方面查阅文献摸索PCR条件,并在正式实验前进行了预实验;实验过程中严格按照预实验PCR扩增反应条件和步骤操作;试验完成后基因型的判定由双人共同判定。

1.4   统计学分析

统计分析采用SPSS 21.0软件包,病例组和对照组在不同人口学特征和职业紧张组的差异、Hardy-Weinberg遗传平衡检验以及ABCA1AGT各基因型的分布均采用χ2检验;ABCA1AGT基因位点多态性和职业紧张与高血压患病率的相关性分析采用条件logistic回归,以是否患高血压为应变量,将ABCA1 V825IABCA1 R219KAGT T174MAGT M235T位点和职业紧张逐个纳入和剔除模型进行分析。

ABCA1基因-AGT基因、ABCA1基因-AGT基因-职业紧张交互作用模型采用GMDR(0.9)软件进行构建和分析。该软件基于交叉验证和计分统计量的基本原理,利用降维方法将上述应变量和自变量引入软件,探索基因与基因、基因与环境之间的交互作用。计分统计量是将数据降为一维数据,交叉验证是通过10折交叉验证方法评价交互作用模型是否具有统计学意义。研究数据被随机分成10份,9份为训练样本(训练集),1份为检验样本(测试集),重复10次,得到训练集和测试集的预测准确度,以及符号检验结果,同时在此重复过程中得到此模型被选中的次数,即交叉验证一致性。当模型具有最高的检验样本预测准确度、最大的交叉验证一致性系数,且符号检验中P<0.05时,则被认为是最优交互作用模型[13]。采用MDR(3.0.2)软件绘制树状图。在最佳模型具有统计学意义(P<0.05)的前提下,图中变量的距离越近,提示交互作用越强;连线的颜色越接近红色,代表交互作用越接近正交互作用;连线的颜色越接近蓝色,代表交互作用越接近负交互作用。双侧检验水准α=0.05。

2   结果

2.1   一般人口学特征及职业状况

病例组和对照组在职业紧张和BMI间的差异具有统计学意义(P<0.05),且病例组的高度职业紧张检出率和超重(BMI≥24 kg·m−2)者的比例均高于对照组;病例组和对照组在性别、年龄、工种、婚姻状况、月收入、文化程度、是否吸烟和是否饮酒组间的差异均无统计学意义(P>0.05),见表1。Hardy-Weinberg遗传平衡检验结果显示,ABCA1 V825IR219K位点和AGT T174MM235T位点处于遗传平衡状态(P>0.05),见补充材料表S1

表1

研究对象一般人口学特征及职业紧张状况(n=306)

Table1.

General demographic characteristics and occupational stress of study subjects (n=306)

2.2   ABCA1AGT基因型和等位基因分布

表2显示,病例组和对照组的ABCA1 V825IR219K位点和AGT M235T位点的基因型和等位基因的分布差异具有统计学意义(P<0.05),其中ABCA1 V825I位点II基因型和I等位基因、ABCA1 R219K位点GG基因型和G等位基因、AGT M235T位点TT基因型和T等位基因在病例组的分布频率均高于对照组。

表2

病例组和对照组基因型和等位基因的分布

Table2.

The genotype and allele distributions between the case group and the control group

2.3   ABCA1AGT、职业紧张与高血压患病风险

表3显示,调整BMI后,与参照组比较,ABCA1 V825I位点VIII基因型(ORVI=1.682,95%CI:1.099~2.573;ORII=1.708,95%CI:1.045~2.790)、AGT M235T位点TT基因型(OR=1.645,95%CI:1.022~2.647)、高度职业紧张(OR=2.642,95%CI:1.228~5.686)人群高血压患病风险更高(P<0.05);而ABCA1 R219KAGT T174M位点多态性与高血压患病率间的关联无统计学意义(P>0.05)。

表3

不同特征研究对象高血压患病风险(n=306)

Table3.

Risk of hypertension in subjects with different characteristics (n=306)

2.4   AGTABCA1交互作用

GMDR分析基因-基因交互作用结果显示,ABCA1 V825IR219K位点与AGT M235T位点之间的基因-基因交互作用模型为最佳模型(P<0.05),交叉验证一致性系数为10/10,训练集和测试集的精确度分别为0.68和0.63,见表4。树状图结果显示,ABCA1 V825IAGT M235T位点之间存在较强的正交互作用,见图1

表4

基因-基因交互作用分析

Table4.

Analysis of gene-gene interaction

图 1

基因-基因(ABCA1 V825IR219K位点与AGT M235T位点)交互作用树状图

Figure1.

Gene-gene interaction tree diagram (ABCA1 V825I and R219K loci andAGT M235T locus)

2.5   ABCA1AGT、职业紧张交互作用分析

ABCA1 V825IR219K位点、AGT M235T位点与职业紧张之间的交互为最佳基因-职业紧张交互作用模型(P<0.05),交叉验证一致性系数为10/10,测试集精确度最高为0.63,训练集精确度为0.74,见表5。树状图结果显示,AGT M235T位点与职业紧张之间存在较强的负交互作用,见图2

表5

基因-职业紧张交互作用分析

Table5.

Analysis of gene-occupational stress interaction

图 2

ABCA1 V825IR219K位点,AGT M235T位点与职业紧张交互作用树状图

Figure2.

Interaction tree diagram amongABCA1 V825I and R219K loci, AGT M235T locus, and occupational stress

3   讨论

高血压是基因与环境共同作用的结果,其发生发展与基因多态性[14]、脂代谢紊乱[15]、血尿酸升高[16]、不良生活方式和长期过度紧张[811]等因素相关。职业紧张一方面可通过神经内分泌机制直接影响血压水平,另一方面可通过导致高血压的不健康生活方式对血压产生间接影响[17]。本研究结果表明,克拉玛依油田工人高血压病例组的高度职业紧张检出率较高,高度职业紧张组人群罹患高血压的风险是低度职业紧张组的2.642倍。

ABCA1 V825IR219K位点多态性与包括高血压在内的心血管疾病相关,ABCA1表达异常会使高密度脂蛋白合成受阻引起血脂异常,进而导致高血压的发生和发展。杨博等[18]的研究显示ABCA1基因多态性与中国男性汉族人群的冠心病相关。薛偕华等[19]的研究表明,ABCA1 V825I位点基因型的福建汉族人群腔隙性脑梗死合并高血压的发生风险降低。目前关于ABCA1 R219K位点多态性的研究多与血脂异常有关[20],而血脂异常与高血压存在密切联系。本研究分析ABCA1基因位点多态性与高血压患病关系的结果显示,ABCA1 V825I位点VIII基因型者罹患高血压的风险分别是VV基因型者的1.682和1.708倍,但本研究未发现ABCA1 R219K位点多态性与高血压的关联。AGT基因主要通过调控血浆AGT水平变化而引起血压波动。受研究人群和样本量的影响,目前对AGT基因多态性和高血压关系的研究尚未得出统一结论。张红艳等[21]的研究显示AGT T174MM235T位点的TT基因型均与高血压的患病率增加有关,且TT型与高血压引起的左心室肥厚、MT型与高血压肾病相关,但李星辉等[22]基于甘肃省东乡族人群的研究未发现这两个位点的基因多态性与高血压之间的关联。本研究中AGT M235T位点TT基因型者罹患高血压的风险是MM基因型者的1.645倍,但未发现AGT T174M位点多态性与高血压的关联,这与Kolovou[23]和李星辉等[22]的研究结果基本一致。

高血压是基因与环境共同作用导致的疾病,单基因或单环境因素的分析并不能完全阐释其作用机制。隋小芳等[24]的研究结果显示,高同型半胱氨酸、高尿酸与脂代谢紊乱对促进高血压的发生发展存在交互作用。武陵山片区人群的ALDH2 rs190914158位点突变、同型半胱氨酸代谢障碍与长期摄入腌制食品在H型高血压的发生发展中存在交互作用[25]。本研究的交互作用分析结果显示,ABCA1 V825IR219K位点与AGT M235T位点与油田工人的高血压患病存在基因-基因交互作用,且ABCA1 V825I位点与AGT M235T位点之间有较强的正交互作用;ABCA1 V825IR219K位点、AGT M235T位点与职业紧张对高血压存在基因-环境交互作用,AGT M235T位点与职业紧张之间有较强的负交互作用。

本研究通过logistic回归分析和交互作用分析,均证明了ABCA1AGT基因位点多态性、职业紧张与高血压患病率密切相关,为今后相关的队列研究奠定了基础。但本研究仍然存在一定的局限性:首先,本研究样本量相对较少且潜在未知的变量可能会对实验结果产生影响,但本研究采用1∶1匹配的方式选择病例组和对照组,在一定程度上控制了部分混杂因素,结果的可信度仍然较高;其次,本研究未收集油田工人的饮食、运动、个人家族史和职业危害暴露史等信息,未能控制这些因素对高血压的影响,在今后的研究设计中注意这些重要信息数据的收集。

综上所述,本研究显示ABCA1 V825I位点VIII基因型、AGT M235T位点TT基因型和高度职业紧张的克拉玛依油田工人高血压患病风险较高,且ABCA1AGT基因多态性和职业紧张三者之间的基因-基因、基因-环境的交互作用与高血压患病有关。

表1

研究对象一般人口学特征及职业紧张状况(n=306)

Table 1

General demographic characteristics and occupational stress of study subjects (n=306)

表2

病例组和对照组基因型和等位基因的分布

Table 2

The genotype and allele distributions between the case group and the control group

表3

不同特征研究对象高血压患病风险(n=306)

Table 3

Risk of hypertension in subjects with different characteristics (n=306)

表4

基因-基因交互作用分析

Table 4

Analysis of gene-gene interaction

图 1

基因-基因(ABCA1 V825IR219K位点与AGT M235T位点)交互作用树状图

Figure 1

Gene-gene interaction tree diagram (ABCA1 V825I and R219K loci andAGT M235T locus)

表5

基因-职业紧张交互作用分析

Table 5

Analysis of gene-occupational stress interaction

图 2

ABCA1 V825IR219K位点,AGT M235T位点与职业紧张交互作用树状图

Figure 2

Interaction tree diagram amongABCA1 V825I and R219K loci, AGT M235T locus, and occupational stress

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[基金项目] 国家自然科学基金项目(81460489)

[作者简介]

[收稿日期] 2022-04-13

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ABCA1、AGT基因和职业紧张交互作用与高血压的关系

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