C_反应蛋白基因多态性与相关疾病的研究进展

1、#综述 #C -反应蛋白基因多态性与相关疾病的研究进展张帆 , 邵培 综述 ; 黄萍 审校四川大学华西口腔医学院牙周科 , 四川 成都 (610041=摘要 > C-反应蛋白 (CRP 是急性期蛋白中最敏感 的指标。目前研 究发现 CRP 基因 多态性 与许多系 统性疾 病 有关 , 本文就 CRP 的生物学特征 , 影响 CRP 水平的因素 , 基因多态 性在种 族中的分 布 , 及其与 相关疾病 的研究 进 展进行综述。=关键词 > C-反应蛋白 ; 基因 多态性 ; 牙周炎 ; 心血管疾病 ; 糖尿病 C-反应蛋白 (C -reactive protein, CRP 是重 要

2、的急 性期蛋 白 , 具有多种生理 功能 , 不仅 是多 种疾病 的标 志物 也与 疾病 的发生发展有关。近年的研究显示 CRP 与牙 周炎、 心血管疾 病、 糖尿病等疾病 有关 , 而这 三类 疾病的 相互 关系 一直 是医 学研究的重 点。 CRP 水平 增高 是这 些疾 病发 病的 共同 易感 因素还是仅为 疾 病的 标志 物 , 亦 或它 们 具有 共同 的 遗 传背 景 , 目前还不清楚。本文就 CRP 基因多态性与疾病 相关关系 的研究现状进行综述。11CRP 的分子结构和生物学特性1930年 T illett 和 Francis 首次发现急性感染期患者的血清 能和肺炎球 菌的 C

3、 多 糖在 钙离 子存 在下 起沉 淀反 应 , 认为 血清中含有 C-沉淀素或 C-反应物。 直到 1941年 Avery 和 Abernethy 测知是一种 蛋白质 , 正式命名 为 C-反应 蛋白简称 CRP 。 1996年 Shrive 等 1发现 CRP 是由 5个 完全相同的球形 单体 以非 共价键 形式 结合 , 相 对分子 量为 115000140000的血清 B 球 蛋白。 CRP 主 要由 肝细胞 在细 胞因 子白介 素 -1B 、 白介素 -6、 肿瘤坏死因子 -A 、 C 干 扰素、 转化生长 因子等 刺激下合成 , 外周血淋巴细 胞也可 少量产 生。 CRP 正 常合

4、成 率为 110mg/d, 在炎 症或 组织 损伤 发 生后 68h 开 始升 高 , 2448h 达峰值 , 可升高到平时 的 1001000倍 , 被视为 炎症标志物。几乎所有脊 椎动物 血液 中都发 现与 人 CRP 相 似的 CRP, 它们 具有相同的五球体。CRP 基因位于 1号染色体长臂 , 基因组长 2. 5kb, 有 2个 外显子 , 中间 由 1个 内 含 子隔 开 , 编码 206个 氨基 酸 残 基。 1个 CRP 分子亚单位约能和 160个碱基对 结合。这种 结合能 力使 CRP 在炎症反应中起重要作用 :¹CRP 可与凋 亡坏死细 胞膜脂质双层结构破坏时暴露

5、的磷 脂或外部侵 入的细菌 、 真 菌、 寄生虫细胞壁 的磷 酸胆碱 结合 , 通过 细胞 免疫 和体 液免 疫将其清除 ; ºCRP 与 C-多糖、 磷脂等结合形成的复合物通 过与 C1q 结 合 而 激 活 补 体 系 统 经 典 途 径 ; »CRP 通 过 与 Fc C RI 和 Fc C R Ò结合发挥调理素作用 , 加强巨噬细 胞的吞噬 作用并调节噬中性粒细胞的活性 ; ¼CRP 与血 小板激 活因子 结合 , 在控制炎症反应中 起调 节作 用 ; ½当 CRP 五聚体 结构 发生改变形成 CRP 单体后对细胞的 凋亡有一定影响。2

6、1影响 C RP 水平的因素及基因检测方法研究发现遗传 和环 境因 素共同 影响 CRP 水平。遗 传因 40%2,3均 CRP 水平比欧洲人高。环境因素如吸烟、 体重、 缺乏锻 炼、 糖尿病 , 激素替代疗法尤其是阿斯 匹林和他汀 类抗血脂 药物 的使用可显著 影响 CRP 水平。2006年 , Kathiresan 等 4调查了 3301名参与者 (平均年龄 61岁 , 其中 53%为女性 的年龄、 性别、 体 重等多项 临床 指标 和血 清 CRP 水平 及其基因 变异对 其浓度 的影响 , 发 现 12个 临床相关指标 可以解释血清 CRP 水平 26%的差异 , 而体重指 数可单独解

7、释 上述变 量的 15%。他 们构 建了 1个 跨越 CRP 基因座的高密 度的单 核苷酸 多态性 (single nucleotide polymor -phism, SNP 的连锁不平衡图谱 , 随后测量了 1640个非参与者 的 CRP 水平及他们的 CRP 基 因的 13个 S NP 位点 , 在对 相关 临床指标进行调整后 , 发现 13个基因多态性中有 9个 和 CRP 水平相关 ; 进一步对 全部 13个 单核 苷酸 多态 性进 行分 级选 择性比较 , 发现 1个 三等位 基因 的单核 苷 酸多 态性 CRP -286(db SNP rs3091244 最终保 持和 CRP 水

8、平 的相关 性。此 三等 位基因 C>T >A(等位基因频 率分别 为 62%, 31%, 7% 被定 位于启动序列 上 , 解释了全部血清 CRP 水平变异的 1. 4%, 此 等位基因 中隐匿的 T 和 A 的单倍体 型被认为与 CRP 水平相 关性更高。在多变量分 析对 CRP 水平的调节中发现 CRP -286(db SNP rs3091244 、 CRP+2147(db SNP rs1205 和 rs2808630功 能高 度 相 关 , 后 两 者也 分 别 与 CRP 水 平 相 关 , rs3116653和 rs2808630功能高度相关。 M iller 等 5对

9、 CRP 单核苷酸 多态性 的调查发 现 CRP -286C>T >A 和 +1846G >T 在 CRP 水 平调 节中起重要 作用。 Carlson 等 6发 现 CRP +2667单核 苷 酸多 态性与 CRP 水平相关。传统的 SNP 检 测 方法 是 采 用一 些 已有 的 成熟 技 术 , 如 DNA 测 序、 限制 性 酶 切 片 段 长 度 多 态 性 (restricti on fragment length polymorphi sm, RFLP 、 单链 构象 多态 性 (sin gle strain con -formati on polymorphi

10、sm, SSCP 、 等 位基 因特 异的 寡聚 核苷 酸杂 交 (allele -speci ficoligonucleotide, ASO , 微 卫 星 重 复 多 态 性 等。 随着对 SNP 研究的 广泛 关注 , 检测 技术得 到快 速发 展 , 目前 主要集中在 综 合利 用纳 米 材料 技 术、 多重 聚 合酶 链 反应 技 术、 各种荧光探针设计技术和各种 荧光标记技 术等提高 检测 的准确性和 通 量 , 基因 芯 片和 微球 阵 列技 术 在高 通 量检 测 SNP 方面也显示出独特的优 势。在检 测技术方 面 , DNA 阵列 无疑是最为理想的、 最具有发展潜 力 ,

11、但 仍然存在 一些问 题 , #330#广东牙病防治 2007年 7月 第 15卷 第 7期和高准确度的优势也必将得到广泛使用。31CRP 基因多态性与心血管疾病的关系(1 CRP 基因多态性 与冠心 病的关 系 Cao 等 7对 加拿 大糖尿病和早期冠心病患者 的编码 CRP 基因研 究发现 , CRP +1059基因 外 显 子 2上 核 苷 酸 +1059G >C 的 同 义 变 异。 CRP+1059等位基因 C 在高加索人分布频率为 0. 109, 但在加 拿大 Oj-i Cree 人中缺 失。 Eklund 等 8对 336名高 加索健 康成 年人研究发现 , 男性 CRP

12、+1059C 等位 基因 和白 介 素 -1B + 3954T 等 位基因 共 同 携带 者 CRP 水平 低 , 反 之 CRP 水平 增 高 , 可作为冠心病的易感指 标。 Suk 等 9也证 实 CRP+1059G >C 、 内含子 T >C 单核 苷酸 多态 性与 CRP 水平 相关。 Miller 等 5发现 CRP -717A>G 与 CRP 水平无关 , 但和低心血管疾病 风险相关。 Chen 等 10对中国汉族人群随机选择 48例冠心病 患者进行基因组 DNA 直接测序 , 得到 CRP -717A>G 和 CRP+ 2147A >G 两种 基因

13、型 , 并进 一步 对 619例患 冠心 病男 性和 615例相应年龄的健 康男性 研究 , 也 没有发 现这 两种基 因型 对 CRP 水 平 有影 响 , 但 通 过单 变 量 分析 发 现 , 冠 心 病患 者 CRP -717A 等位基因携带者多于健康对照组 ; 经过多变量回归 分析发现 , CRP -717A 等位基因携带者有约 6. 8倍的 患冠心病 的风险。 Kovacs 等 11对 CRP 基因启动子区的研究发现 , CRP -286单核苷酸多态性与 CRP 水平相 关 , 并 且主要 分布在 冠心 病患者中。赵磊等 12对中国 汉族人 群 CRP +1444C>T 多态

14、 性研究发现 , 正常个体中 C>T 携 带者 CRP 水平高于 CC 纯合 子携 带 者 , 但 未 发 现 正 常组 和 冠 心 病 组 之 间 CRP 基 因 + 1444C>T 基因型和等 位基因 频率 差异 有统计 学意 义。徐耕 等 13用 免疫 比 浊法 测 定 356例 冠 状动 脉 造影 患 者 的高 敏 CRP 水平 , 同时应用聚合 酶链反应 -限 制性片 段长度 多态性 核苷酸分型技术检测 CRP+1059G>C 基因多态性 , 结合冠状 动脉造影结果进行分析 , 发现 C 等位基因携带者的 CRP 水平 低于 GG 基因型 , 而冠状动 脉病 变程度

15、 不受 CRP +1059G >C 基因多态性的影响。尚小明等 14对 CRP +1059G>C 基因多 态性的研究则发现 , 不同基因型间 CRP 水平升高差 异有统计 学意义 , GG 基因 型 CRP 水 平高 于 GC 、 CC 型 , 冠状 动脉 狭窄 程度与 CRP 基因型相关。(2 CRP 基因多态性与动脉粥样硬化的关系 近年来国 内外的研究表明 , 动脉粥样硬化 实质上是血 管内皮细 胞对损 伤因子的一 系列炎 症和 纤维 增生 反应。 体外 实验 发现 CRP 调控多种参与动脉粥样硬化因子的表达。 Morita 等 15对日本 中老年健康人群 CRP 基因 多态性

16、 与 CRP 水平 和动脉 脉冲波 速度相关性的研究发现 , CRP -286T 等位基因、 CRP+1444C>T 等位 基 因 与 CRP 水 平 升 高 相 关 ; CRP +1059G >C(db SNP rs1800947 与动脉脉 冲波 速度 相关 , 显 示 CRP 可以 作为 动脉 粥样硬化的易 感 标志 物。而 Hirschfield 等 16发 现 CRP 转基 因小鼠与对照 组自 发性动 脉粥 样硬 化的发 生、 进展、 严 重程 度、 死亡率及罹患率差异无统计学意义。(3CRP 基 因 多 态 性 与 心 肌 梗 死 和 脑 卒 中 的 关 系 Balist

17、reri 等 17对高加索 人的研究发 现 CRP +1059等位基因 C 携带者的 CRP 水平明显高于非等位基因 C 携 带者 , 而 CRP 水 151 患者研究发现 不同 CRP 基因型 的急性 心肌 梗死患 者预 后有 显著性差异。 GG 基因型者 CRP 水平 高于 GC 、 CC 型 , 冠 状动 脉狭窄程度亦 较其他两型严重 , 且预后差。Morita 等 18在对 361例脑卒中患者 CRP +1059基 因型研 究中发现 GG 基因型者 CRP 水平 高于 GC 型、 CC 型 者。动脉 狭窄程度与 CRP 基 因型相 关 , GG 基因型 最严 重。脑卒 中发 病可能受

18、CRP 基因型 影响。对日 本老年 人 CRP 基因 的 4个 单 核 苷 酸 多 态 性 位 点 进 行 检 测 , 发 现 rs1800947和 由 rs1341665、 rs1800947、 rs1130864等 3个多态性位点组成 的单体 型模式 C -C -C 基因型 与缺血性脑 卒中差异 有统计 学意义 , 可 作为缺血性脑 卒中预后的预测因子。Zee 等 19研究发现 CRP+1059G>C 、 内含子 T>A 与静脉 栓塞有关。研究 未发现 这两 个单核 苷酸 多态 性与 冠脉 血管 成型术后再狭 窄的相关性 20。Suk 等 21实验证明 CRP -757T &g

19、t;C 与 CRP -286C>T>A 与 急性冠脉综合 征 (acute coronary syndromes, ACS 的 CRP 水平升 高相关 , CRP+1059G>C 与 C RP+1846G>A 的 等位基因 2与 ACS 患者低 CRP 水平相关。41C RP 基因多态性与炎症性肠病的关系克罗恩病 是一种非特异性慢性透壁 性炎症 , 最常累 及回 肠远端和结肠 , 但也可发生于胃 肠道任何部 分。克罗恩 病的 根本原因未明。有证据表明遗 传性素质 导致机体 对外环 境、 饮食、 感染因素产生不能调节的肠道免疫反应。Thal maier 等 22研究 C

20、RP+1059G >C 基 因多态 性对 克罗 恩病易感性的 影响 , 发现 CC 纯合子仅在克罗 恩病中发现 , 与 低 CRP 水平相关 , 增加了该 疾病的 易感因 素。 Willot 等 23发 现克罗恩病单 抗治疗后 CRP 水平降低与基因多态性无关。 51C RP 基因多态性与系统性红斑狼疮的关系系统性红 斑狼疮 (systemic lupus erythematosus, S LE 是一种 自身免疫性疾病 , 它的发病与家族 遗传、 紫外线照 射、 体 内雌 激素水平、 某些药物、 食 物及感染有关。 Russell 等 24对 586例 英国 单纯 SLE 家系研究 ,

21、通过 DNA 测序法发现 4种 SNP 和内 含子 G >T 重 复 , 其 中 CRP2(-286三 等位 基 因 多态 性 及 CRP4(3. 区的 SNP 与 CRP 水 平相关 , 并 且 CRP4与 SLE 患者 抗核抗体产生 有 关 , 因此 推 测与 CRP 基 线水 平 减低 有 关的 CRP 基因多态性也与 SLE 的患 病有关。 Szalai 等 25研究 则发 现 CRP 基 因内 含子 GT 重 复多 态性 与 CRP 水 平相关 , GT16、 GT21等位基因携带 者和 GT16/21杂 合子 比其 他基 因型 CRP 水平低两倍 , 而 GT16、 GT 2

22、1基因型 在高加索人 中出现频 率比 非洲人高两倍。 而等位 基因 分布频 率在 系统 性红 斑狼 疮组 和正常对照组中未 发现 显著性 差异。提 示 CRP 内 含子 的基 因多态性可能 影响基因的表现型。61C RP 基因多态性与糖尿病的关系有假说认为 Ò型糖 尿病可 能是 细胞 因子 介导 的炎 症反 应 , 是一种免疫性疾 病 , 炎症 对糖尿 病的 发病 机制 起媒 介作 用。 CRP 水平和 糖 尿 病的 临 床症 状 和治 疗 效 果密 切 相 关。 Doi 等 26对 1759名非糖尿病 患者进 行为期 9年的前瞻 性研 究 , 发现高 CRP 水平的个体患糖尿病的风

23、险 明显高于低 CRP , 胰 岛素抵 险因# 331 #广东牙病防治 2007年 7月 第 15卷 第 7期等因 素后 , 个体 CRP 水平与 糖尿病 的相关性 增强 , 提示 CRP 可作为日本人患糖尿病 的独立预测因子。 Mario 等 27研究发 现 , 有蛋白尿的 Ñ型糖尿病患者 , 其血浆 CRP 浓度明显 增高 , 且随尿蛋白 量的增加而 增加。他 还观 察到 CRP 与内皮 损伤 因子有高度 正相关 关系。 C RP 与内 皮损 伤因 子的 相关 性说 明在糖尿病患者中 , 内皮功能障 碍可能是炎 症反应与 动脉硬 化之间联系的桥梁。 CRP 有损伤 血管内 皮细胞

24、 的功能 , 诱导 内皮细胞黏附分子表达 , 促进 动脉粥样斑 块形成的 作用。目 前 , CRP 基因多 态性与糖尿病的关系未见报道。71CRP 基因多态性与牙周病的关系有研究证明 CRP 参与牙周炎的发病过程 , 并可 在龈沟液 中检出。 Ebersole 等28认为牙槽骨的严 重丧失可能 与龈沟液内 CRP 水平相关。 M iranda 等 29也发现青少年特发 性关节炎 伴牙周附着丧失组 CRP 水平比对照组升高。 D . Aiuto 等 30对 无系统性疾 病的 94例 重度 牙周 炎患 者做 常规 基础 治疗 , 分 别在 2个月和 6个月 时监 测临 床 指标 和血 中 白介 素

25、 -6及 CRP 水平 , 结果发 现 , 基线 检测 时病 变范 围和 程度 重的 牙周 炎患者有更高的患 CRP 相关的心血 管疾病的风险 (OR 5. 6 。 Slade 等 31研究发现牙周炎患者 CRP 水平较均数增高 1/3, 是 牙周健康者 CRP 水平的两倍。目前对 CRP 基因多态性与牙周炎关系的 研究非常 少 , 与 牙周炎易 感 性 相 关的 候 选 基 因有 白 介 素 -1、 肿 瘤坏 死 因 子 A 、 Fc C 受 体、 维 生 素 D 受 体 基 因等 。 D . Aiuto 等32研 究CRP+1444C>T 对牙周治 疗后的 中等炎症 刺激反 应 ,

26、发现牙 周治疗后炎 症标志 物 (CRP, 白 介素 -6 迅速 增高。 TT 纯合 子携带者的 CRP 水平比 CC 纯合子携带者高。基因调 节 CRP 浓度同时也 调 节个 体 对内 毒 素 刺激 性 炎症 的 反应。 Marsik 等 33将 2ng/kg 内毒素注射入 91名健康男性 引起炎症 反应。 CRP+1444CC 纯 合子的 CRP 水平比 TT 纯合子低 约 40%。相 反 CC 基因型携 带者的 白介 素 -6水 平比 TT 高两 倍 , D -二 聚体水平比 TT 高 50%。综上所述 , 目前关于 CRP 基因多态性与相关疾 病关系的 某些研究仍处于起始阶段 , 其确

27、 切的作用和 机制尚需 进一步 深入探索。参考文献1SHRIVE A K, G HEETHAM G M, HOLDEN D, et a1. Nature StrucBiol, 1996, 3(4 :346-354.2PANKOW J S, FOLSOM A R, CUSHMAN M, et al. Atherosclerosis,2001, 154(3 :681-689.3DUPUIS J, LARSO N M G, VASAN R S, et al. Atheroscleros is, 2005,182(2 :307-314.4KATHIRESAN S, LARSO N M G, VASA

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