昆明医学院第一附属医院神经内科 郭春 综述 许虹 审校
自1970年Kannel 等人依据流行病学调查首次提出遗传因素参与心脑血管疾病发病以来，对心脑血管疾病的遗传易感基因的研究倍受重视。其中对ACE基因的研究较为深入，ACE基因通过不同的遗传机制在心脑血管疾病的发生发展中发挥作用，故ACE基因普遍被认为是各类脑血管疾病的遗传易感性的主要侯选基因。现就ACE基因及其多态性与脑血管病的相关性综述如下。
一、ACE概述
ACE又称为二肽羧基肽酶，于1956年被发现，是一种20肽单链酸性糖蛋白，分子量约14～16KDa，活性中心含有金属锌，系统名称为肽基-二肽水解酶(peptidyldipeptide hydrilase，DCPI)或激肽酶II (kininase II)，其底物有广泛酶特异性，能催化多种水解反应，常以膜结合的形式存在，是一种胞外酶。ACE几乎存在于所有哺乳动物的组织与体液中，ACE在人体内分布广泛，除存在于血管内皮细胞膜上外，还存在于其他细胞上。在人的肾脏、回肠、十二指肠和子宫中活性最高，其次是肺脏、前列腺、空肠、淋巴结、甲状腺、结肠、睾丸、肾上腺。ACE在肾素一血管紧张素系统中发挥重要作用，对血管紧张素Ⅱ形成和缓激肽的灭活产生作用，影响机体内水钠平衡代谢、醛固酮的分泌、血管收缩和血管平滑肌增殖。
ACE基因于1988年被成功克隆，基因位于人第17号染色体长臂的第2区第3带(17q23)，含25个内含子和26个外显子，在16内含子有一长度为287bp的插入/缺失(I/D)多态性。使用聚合酶链反应(PCR)或聚合酶链反应——限制性内切酶片段长度多态性技术(PCR-RFLP)，可以检测出这种多态性。扩增490bp和190 bp 2种长度的片段，仅有490bp带型的为纯合子插入型(I/I)，仅有190bp口带型的为纯合子缺失(D/D)，490bp和190 bp 2种条带都有的为杂合子插入，缺失型(I/D)。
早年Rigat等研究高加索人群ACE基因与人体ACE浓度的关系时发现：ACE基因I/D多态性与血清及组织中ACE浓度密切相关，体内ACE浓度的47%变化由此多态性决定。根据ACEcDNA序列并采用PCR-ASO (等位基因特异性寡核苷酸针)法鉴定出其中8个多态位点基因型，并将之分为两组，第1组多态性与ACE水平密切关联，提示ACE基因中至少存在有2个QTLs影响着ACE表达水平，其中一位点可能是I/D多态性本身或者是位于3UTR的46569(CT)23多态性，另一位点即位于5’控制区的QTL多态性，对ACE基因表达水平变化起38%~49%作用。在I/D多态性与血ACE活性关系中，D等位基因决定血浆ACE高活性，而I等位基因决定低活性。之后Scharplatz M等提出相似结论：ACE基因多态性在一定程度上决定ACE浓度，个体内血浆ACE水平稳定，测量重复性好，而个体间差异大。环境、代谢和激素水平对ACE水平影响小。血浆ACE水平可能是遗传决定的。ACE基因的D/I多态性具有明显连锁不平衡。ACE的D等位基因数目增多与ACE浓度呈正比。作为肾素血管紧张素系统中的关键酶，ACE活性水平的增高刺激了血管平滑肌细胞的增生和细胞外基质的形成，是ACE基因多态性的重要病理生理基础。
二、ACE基因多态性与高血压
肾素-血管紧张素系统(renin-angiotensinsystem，RAS)对血压、血流和内环境调节起着重要的作用，近年来对该系统的研究，尤其是与原发性高血压的关系研究已引起人们广泛关注。在众多原发性高血压(essentialhypertension，EH)的候选基因当中，编码RAS的基因是迄今为止研究最广泛的高血压相关基因。ACE在RAS和释放内原激肽系统中发挥着重要作用，主要功能是调节血管张力，维持血压稳定；另外在平滑肌细胞增生中也有一定的作用。目前多数报道认为血管紧张素转换酶基因I/D多态性与心脑血管疾病显著相关，与高血压病的关系存在较大的争论。Zee等在白种人群中展开的一项病例对照实验表明，正常血压人群D等位基因频率为0.41，高血压人群D等位基因频率为0.56，两者之间有统计学显著性意义(P<0.01)。得出结论DD基因型与高血压病发生呈正相关。Merlo等对来自438个家庭的1926名瑞典人进行多级回归分析发现，ACE基因I/D多态性与收缩压增高的家族聚集性有关，尤其是服用ACEI 类药物治疗的高血压个体。而国内屈会起嗍对国人血管紧张素I 转换酶(ACE)基因内含子16插入(I) /缺失(D) 多态性与原发性高血压的关联性进行荟萃(Meta)分析。研究共包括原发性高血压组1612例，健康对照组1710例，得出结论国人(汉族人为主)ACE基因I/D多态性的DD基因型与原发性高血压危险性增加有关联。Henmerson等在非洲来源的美国人和拉丁美洲来源的美国人研究中，结果却发现ACE基因I/D多态性与高血压无相关性。国内徐向军等㈣研究表明原发性高血压病DD型，D基因频率和血清ACE水平与正常组无差异，亦提示原发性高血压与ACE基因I/D多态性无关。目前认为高血压病的发生是多基因和多因素相互作用的共同结果。O’Donnell等对美国佛明翰地区3095例(男1445，女1650)进行ACE I/D多态性与血压相关性研究，结果表明男性ACE的DD基因型与舒张压升高有关，而女性中未见此相关性。国内占伊扬等对ACE基因多态性与性别的研究也发现：男性原发性高血压(EH)关于ACE基因型患者中DD型随年龄的增加而增加，正常血压人群则ACE基因Ⅱ型随年龄的增加而增加，ACE基因DD型与男性EH相关，而对女性血压影响不明显。而Harrap等的降压治疗预防脑卒中再发的研究中对5688例患者检测了血管紧张素转换酶(ACE)基因型，其中亚洲人2132例(中国1520例、日本612例)，非亚洲人3556例，结果表明ACE基因多态性分布存在人种差异，亚洲人I 等位基因频率和Ⅱ基因型构成比均高于非亚洲人。因此认为高血压患者ACE基因多态性存在种族、民族和区域差别。
三、AOE基因多态性与缺血性卒中
ACE是将缩血管作用很弱的血管紧张素I (Ang I)的羧基端水解脱去组胺酰亮氨酸，生成8肽的血管紧张素11 (AngII)。AngⅡ是有力的缩血管物质，与血管、平滑肌、肾上腺皮质及其他组织的血管紧张素受体结合，产生生理效应，可刺激保钠类固醇激素(醛固酮)从肾上腺皮质释放，并能诱导人血管平滑肌细胞的增生及肥厚，增加血小板衍生生长因子的表达以及抑制纤溶活性，促进血栓形成。AngⅡ通过AT1和AT2受体发挥生理作用。其中AT1受体介导Ang II 对脑动脉和微动脉血管的收缩效应，促使儿茶酚胺、前列腺素释放，引起血管平滑肌细胞过度增生，降低了血管腔与血管壁的比值，从而导致血管堵塞，发生卒中。AT2受体在脑血流自动调节中起重要作用。而激活AT2受体能开放侧支循环，可从健侧脑半球供血至缺血性半球。所以ACE，Ang II 等与血栓形成之间存在联系。
近年来，对ACE基因多态性与脑血管病关联的大多数研究也得出该基因变异可增加脑血管病发病的危险度的结论。缺血性脑血管病是由多种因素造成的。已知的危险因素有高血压，糖尿病，心脏病，吸烟等。大量流行病学研究和动物试验表明，多数缺血性脑血管病的发生受遗传因素的控制，属于多基因遗传病。不同的基因类型有不同的临床表型，当多种易感基因共同作用时，患病的危险性将增加。1998年Sharma对以往文章进行meta分析表明ACE的DD基因型是缺血性脑血管病发病的相关的独立危险因素。周述旺等对中国人血管紧张素转换酶(ACE)基因内含子16插入型(I)/缺失型(D)多态性与脑梗死的关联性进行Meta分析。得出结论：中国人ACE基因I/D多态性中DD基因型与非糖尿病性脑梗死有关联，病例组DD基因型增多。Losito等旧学者报道ACE基因D等位基因的存在与脑血管疾病和颈动脉狭窄的程度相关联。Hassan等 对ACE DD型基因早期的研究已示：腔隙性梗死患者DD型基因及D等位基因的频率显著增高，是腔隙性梗死发生的独立危险因素。Zhang JH较近的研究进一步发现：腔隙性梗死患者的2个亚型即有症状和无症状中。有症状腔隙性梗死患者DD型基因与D等位基因频率均高于无症状患者。有症状多发性腔隙性梗死患者中Ⅱ型基因明显减少。也有相反的报道，Tuncer等在土耳其的一项研究调查了108例缺血性卒中患者和79例对照组的等位基因和基因型频率发现，2组DD基因型频率无显著差别。这一结果指出ACE基因多态性不是缺血性卒中发生和发展的危险因素。Israel等研究大脑中动脉区域卒中的患者，在卒中后3h内给予t-PA治疗，通过聚合酶链反应(PCR)检测基因I/D多态性，血管再通率经TCD (经颅多普勒)连续评估，结果发现DD基因型与缺血性卒中后给予使用t-PA治疗后高的血管再通率紧密相关，但其作用机制尚不清楚。
四、ACE基因多态性与出血性卒中
出血性卒中是一组由不同病因、不同危险和不同病理改变的突发血管事件构成的脑血管疾病。目前，国内外对缺血性卒中的基因研究较多，而对出血性卒中的基因研究较少。ACE的DD基因型是脑内出血的一个危险因素，可能在中风的易感性上发挥作用，ACE基因是影响小穿支动脉的两种不同表型中风的候选基因。有研究者 通过研究58名自发性脑内出血(sin)患者和75名由于小血管疾病(SVD)造成的缺血性中风患者，显示波兰人16内含子I/D多态性中ACE基因的DD纯合子是SIH的一个独立危险因素，但不是SVD中风的危险因素。Agnieszka 还发现ACE的Ⅱ基因型可增加由破裂性动脉瘤所导致的蛛网膜下腔出血的风险。而国内最近徐向军等。研究却表明高血压性脑出血与D基因及其血清ACE水平呈正相关；提示D基因及血清ACE高水平是高血压性脑出血的相对危险因素。但许氏 研究了150例脑血管病后认为脑血管病组与对照组比较基因型和等位基因均无差异，其中脑出血亚组与对照组也无差异。但是，该研究对象不符合Hardy-Weinberg平衡法则，这可能与研究群体的选择局限性，或遗传方式的不恒定性有关。由于脑出血组患者数量相对较少。结果的价值需要进一步用较大样本的研究来证实。
五、总结
综上所述，虽然ACE基因多态性影响ACE活性和水平的机制尚未清楚，但认为ACE基因的插入/缺失多态性与ACE水平有关。因为I/D多态性不是决定ACE水平的惟一因素，可能存在其他的基因性状或环境体液因素影响ACE的活力。目前多数对ACE基因多态性与脑血管病相关性的研究均提示ACE基因多态性，D等位基因是脑血管疾病的独立危险因素。虽然某些研究结果存在矛盾性，这可能与研究者选择研究对象的种族，地域分布及研究方法的差异有关。对此，仍有待于相关研究的进一步的深人。
编辑：范伟伟
