王泽敏， 周芳芳， 罗 群△

(1宁波大学医学院, 2宁波市第二医院， 浙江 宁波 315010)



基因多态性与急性肾损伤的研究进展*

王泽敏1， 周芳芳2， 罗 群2△

(1宁波大学医学院,2宁波市第二医院， 浙江 宁波 315010)

急性肾损伤(acute kidney injury，AKI)表现为多种原因造成的肾功能急性下降，是影响多器官、多系统的临床重症。尽管近年来重症监护病房(intensive care unit，ICU)治疗及肾脏替代技术均有了长足的进步，但死亡率却无明显下降。早期诊断和治疗对减少患者的并发症，降低死亡率有着重要意义。2005年国际肾脏病学界和急救医学界提出应用“急性肾损伤”来取代传统“急性肾功能衰竭”的概念，目的是使诊断提前。根据2012年改善全球肾脏病预后组织(KDIGO)指南的AKI诊断标准为：48 h内血清肌酐(serum creatinine，SCr)上升≥26.5 μmol/L(≥0.3 mg/dL)，或7 d内SCr升至≥1.5倍基线值，或连续6 h尿量<0.5 mL· kg-1·h-1。但上述诊断仍延用SCr作为标志物，SCr受诸多因素影响, 存在明显不足。近年来研究发现AKI诊断的新型生物标志物如中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGEL)、肾损伤分子1(kidney injury molecule-1，KIM-1)等也有局限性[1-2]。随着基因研究技术的发展，越来越多的证据显示宿主因素与AKI的发病风险和预后有着重要关系[3-5]。对基因多态性的研究可用于判别AKI的发病风险和预后进展,对AKI 的早期诊断和干预有着重要的指导意义。本文就近年来关于基因多态性与AKI的相关研究做一综述。

1 炎症相关基因

肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)是机体调控免疫炎症反应的关键分子[6]，其基因多态性位点主要位于启动子上游的部分区域，如转录起始上游-308位点存在G/A替代。TNF-αA等位基因能够增强TNF-α的转录6～7倍,加重炎症反应。Susantitaphong等[7]回顾性研究262例AKI住院患者，结果显示TNF-αA等位基因患者有着更高的SCr水平，更高的肾小管损伤标志物尿KIM-1水平和更高的多器官功能衰竭(multiple organ failure，MOF)评分，提示TNF-αA等位基因可预示AKI的不良预后及并发多器官衰竭风险。

白细胞介素10(interleukin-10，IL-10)基因位于1号染色体的长臂，可抑制TNF-α等炎性因子的分泌，减轻炎症反应，具有肾保护作用[8]。IL-10的基因多态性主要位于启动子区域转录起始位点上游(rs1554286、rs3021094、rs3790622和rs1800896)[9]，上述SNPs位点的突变影响IL-10的表达。Chang等[9]回顾性研究508例经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention，PCI)的患者，其中53例发展为AKI。与对照组相比，AKI患者IL-10的CC(rs1554286)和AG+GG(rs1800896)的基因型频率增加，TNF-α的GA+AA(rs1800629)基因型频率也呈显著增加。研究提示IL-10和TNF-α的基因多态性与PCI术后并发AKI风险有着紧密联系。

但上述研究中也有不足之处，如研究的种族单一，可能不适用于其他种族。研究的规模较小，缺乏前瞻性。目前炎症相关基因多态性对AKI的关系研究并不多，尚需要更多大规模前瞻性研究来验证。

2 低氧诱导因子1α基因

低氧诱导因子1α(hypoxia-inducible factor 1α，HIF-1α)是一种转录因子，在组织缺氧时的细胞反应中起到重要调节作用，并在肾脏缺血再灌注损伤时也有重要意义[10]。正常情况下，HIF-1α快速降解，不表现生物活性；缺氧情况下，HIF-1α降解受抑，在细胞内积聚，形成稳定的HIF-1，并进一步与缺氧反应元件(hypoxic response element，HRE)结合，激活相关基因的转录，刺激血管生成，影响细胞代谢[10]。HIF-1α基因多态性位点主要是第12个外显子+85上的C/T替代，使HIF-1α降解敏感性下降，增加HIF-1α的反式激活能力，加重肾小管损伤，影响AKI的发病及进展。Kolyada等[11]对241例AKI住院患者进行回顾性研究，发现HIF-1αT等位基因型的患者透析要求率、辅助机械通气率、住院死亡率和MOF评分均较C等位基因患者增高。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor A，VEGF-A)基因是HIF-1α调节的靶向基因，可促进细胞分裂、增殖及迁移，促进新生血管生成，目前已证实在多种危重疾病中有着重要作用[12]。Kolyada等[11]通过ELISA测定患者的血VEGF-A的水平，发现与HIF-1αC等位基因患者相比，T等位基因型患者有着更高的VEGF-A水平。但HIF-1α基因表达的调节因素复杂，存在多种靶向基因，因此HIF-1α基因多态性对AKI的发病的作用尚需要进一步研究。

3 肾上腺素相关基因

苯乙醇胺N-甲基转移酶(phenylethanolamineN-methyltransferase，PNMT)是儿茶酚胺生物合成的终点酶，能催化去甲肾上腺素合成为肾上腺素，其活性变化可影响体内去甲肾上腺素和肾上腺素的水平。PNMT基因位于17号染色体q21～22，在血管紧张素转换酶(angiotensin-converting enzyme，ACE)基因附近，其转录受早期生长反应基因1(early growth response gene-1，Egr-1)、衔接蛋白AP-2(adaptin-2)和糖皮质激素受体等因子调节，编码PNMT，通过对去甲肾上腺素去甲基化作用，合成肾上腺素[13]。目前的研究发现PNMT启动子G-161A(rs876493)和终止子A+1543G(rs5638)基因多态性影响肾上腺素的合成，对AKI产生影响的机制可能为：导致应激时肾上腺素的释放失去原有的平衡状态；过量的肾上腺素导致交感神经过度兴奋；影响尿蛋白的排泄等[14]。Alam等[15]回顾性研究961例ICU白种人患者，其中194例患者发展为AKI。研究发现PNMT +1543 G等位基因患者AKI发病率和少尿发生率显著增高。PNMT-161 A等位基因患者的休克发生率和尿中肾上腺素含量显著降低，提示PNMT基因多态性与AKI的发病率和预后有着密切关系。

儿茶酚氧位甲基转移酶(catechol-O-methyl transferase，COMT)具有调节多巴胺降解的作用，其基因第4号外显子(rs4680)存在G/A替代，使编码的108或158位的氨基酸由缬氨酸被甲硫氨酸取代，导致COMT活性改变。Kornek等[16]研究发现，与G等位基因患者相比，A等位基因患者的AKI发病率显著增高，提示COMT基因多态性与AKI发病相关。

4 细胞凋亡相关基因

B细胞白血病/淋巴瘤2(B-cell leukemia/lymphoma-2，bcl-2)基因是抑制细胞凋亡的重要基因之一[17]，其外显子中存在多个突变位点，变异后可导致细胞凋亡受阻。丝氨酸蛋白酶抑制蛋白A4(serpin protease inhibitor A4，SERPINA4)基因表达的人组织激肽释放酶结合蛋白(kallistatin)具有抗细胞凋亡作用，SERPINA4基因位点变异，可影响kallistatin的表达，可能对AKI的发病和预后产生一定影响[18-19]。Frank等[20]回顾性研究887例感染性休克的白种人患者，其中441例患者在入ICU后72 h 内发展为AKI。研究发现携带bcl-2的2个SNPs(rs8094315、rs12457893)和SERPINA4的1个SNP(rs2093266)患者的AKI发病率呈显著降低。目前关于bcl-2基因和SERPINA4基因与AKI关系的研究并不多，尚需要更多大规模前瞻性研究来验证。

5 血管紧张素转化酶基因

ACE是肾素-血管紧张素-醛固酮系统(renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS)中的重要成分，在机体调节血压和水盐代谢方面起着重要作用。ACE基因位于17号染色体长臂(17q23)，在其第16号内含子287 bp DNA序列存在插入/缺失(I/D)替代[21]。ACEI等位基因型患者体内的ACE活性较正常人群低[21]，其作用相当于一直慢性使用ACE抑制剂，增加血流动力学不稳定患者发生AKI的风险。du Cheyron等[22]前瞻性检测了180例ICU患者的ACE基因I/D多态性的分布，发现ACEI等位基因型在AKI患者中占42%，非AKI患者为13%；ACEI等位基因型患者有着显著增加的AKI的发病风险和显著增高的死亡率。Isbir等[23]回顾性研究280例PCI术后的患者，其中21.8%的患者发生AKI,ACED等位基因型在AKI患者中占62%，测得血浆中的ACE水平较ACEI等位基因患者显著升高。ACEI/D基因可能通过影响RAAS对AKI的发病和预后产生影响，但是其影响机制尚存在争议[24]。

6 内皮型一氧化氮合酶基因

内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase，eNOS)主要存在于内皮细胞中，是催化生成一氧化氮(nitric oxide，NO)的关键酶，NO不仅是细胞内的一种重要生物活性递质，它还具有舒张平滑肌，抑制血管收缩因子如血管紧张素、内皮素等功能。eNOS基因定位于染色体7q35～36，存在多种位点变异，目前研究较多的是该基因启动子786位点的T/C替代，可影响eNOS的活性，导致血管内皮损害、血小板激活并聚集各种血管炎性因子，影响AKI的发生[25]。Popov等[26]回顾性研究了497例PCI术后的患者，发现eNOSC等位基因型患者的SCr显著增加，而与Liakopoulos等[27]所做的研究相比，C等位基因患者的肾小球滤过率更低，透析要求率更高。这些研究提示eNOS的基因多态性与AKI的预后有着密切关系。

7 激肽释放酶1基因

激肽释放酶1(kallikrein 1，KLK-1)属于激肽释放酶家族，主要在肾脏中表达，通过血管舒张和尿钠排泄来影响肾功能[28]。研究显示在高血压肾病、糖尿病肾病和氨基糖苷类抗生素导致的AKI时，肾组织的KLK-1水平明显减少[29]。KLK-1基因位于第19号染色体，其启动子区域存在多个突变位点。Susantitaphong等[29]回顾性研究481例AKI住院患者，发现KLK-1的F、G、H、I和K等位基因与AKI的风险有关，I和G等位基因可归类于风险基因，F、H和K可归为保护基因。与正常人相比，KLK-1的I和G等位基因患者血清肌酐值、少尿发生率和透析要求率均呈显著增加。

8 血红素加氧酶1基因

血红素加氧酶1(heme oxygenase-1，HO-1)是血红素分解代谢过程中的一种限速酶，HO-1 的产生过程是一种对有害性刺激的适应性及保护性反应。近年来有研究表明，HO-1与肿瘤的增殖、血管发生、细胞凋亡和机体抗氧化能力[30]等密切相关。HO-1基因定位于人染色体22q12，具有4个内含子和5个外显子，目前研究最多的是启动子区(GT)n双核苷酸长度重复多态性，(GT)n重复次数越多，HO-1基因的表达上调能力越低。Leaf 等[31]对2 377例体外循环手术的患者进行研究，发现相比短等位基因(GT重复次数<27)双拷贝的患者，长等位基因(GT重复次数≥27)双拷贝患者急性肾损伤的发生率增加50%以上。研究提示HO-1基因可能参与心脏术后AKI的发生，并可作为治疗的潜在靶点。

9 存在的问题

随着精准医学时代的到来，将个体疾病的遗传学信息用于指导其诊断或治疗，已成为目前疾病诊治发展的重要方向之一。随着基因检测技术的提升，人类基因组图谱的完善，早期检测的基因多态性可有效提高对高危AKI人群判别，优化个体化防治，为AKI的早期诊断和预后判断提供新的思路。目前AKI基因多态性的研究已有较多进展，但仍存在多种问题，如样本量少，研究人群种族单一，多限于回顾性研究，AKI诊断标准不一等，今后的研究仍需继续探索基因在AKI发病过程中的作用机制，并在前瞻性、多种族、大样本的研究中进一步验证。

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(责任编辑： 卢 萍， 罗 森)

Progress in genetic polymorphism and acute kidney injury

WANG Ze-min1, ZHOU Fang-fang2, LUO Qun2

(1MedicalSchoolofNingboUniversity,2TheSecondMunicipalHospitalofNingboCity,
Ningbo315010,China.E-mail:nbluoqun@163.com)

Acute kidney injury (AKI) is a frequent syndrome in hospitalized patients. Recently, a number of studies have been reported that the close relationship exists between genetic polymorphism and AKI. The current research on genetic polymorphism related with AKI is reviewed in this article.

急性肾损伤； 基因多态性

Acute kidney injury; Genetic polymorphism

1000- 4718(2017)01- 0189- 04

2016- 06- 22

2016- 08- 25

浙江省医药卫生科技项目(No. 2013KYB236; No. 2015KYA200； No. 2017KY592)； 宁波市自然科学基金资助项目(No. 2013A610266)

R363

A

10.3969/j.issn.1000- 4718.2017.01.033

杂志网址： http://www.cjpp.net

△通讯作者 Tel: 0574-83870219; E-mail: nbluoqun@163.com