综 述

载脂蛋白E基因多态性与糖尿病肾病的关系

向茜，宋滇平
作者单位:向茜，云南个旧，昆明医学院第五附属医院滇南中心医院个旧医院内分泌科，661000；宋滇平，昆明医学院第一附属医院糖尿病科
通讯作者:宋滇平，Email：drsongdp@sina.com
　　糖尿病肾病(diabetic nephropathy)又称肾小球硬化症(glomerulosclerosis)，是糖尿病最严重并发症之一，也是重要的死亡原因。目前，DN发病机制尚未完全阐明，载脂蛋白E基因作为一种与物质代谢相关的基因，其多态性与糖尿病肾病发生有着密切的联系[1]；现就载脂蛋白E基因多态性与糖尿病肾病的相关研究做如下综述。
　　一、APOE基因的多态性
　　APOE基因位于第19号染色体长臂13.2区(19q13.2)，全长3612bp，包括4个外显子和3个内含子。已经发现数十种以上突变，主要表现为两种多态性，即：外显子4和内含子1增强元件的多态性。
　　外显子4上3种常见的复等位基因ε2，ε3，ε4，分别编码3种主要的APOE异构体E2，E3，E4；构成6种不同的表型：纯合子(E2/2，E3/3，E4/4)和杂合子(E2/3，E2/4，E3/4)。E2的112位和158位均为半胱氨酸(Cys)；E3的112位为Cys，158位为精氨酸(Arg)；E4的112位和158位均为Arg[2]。E2，E3，E4等电点分别为5.89，6.02，6.68。APOE3比APOE4低一个电荷单位，而比APOE2高一个电荷单位。这种结构上的细微差别不仅导致电泳迁移率不同，而且还引起其受体结合活性的改变或丧失。
　　另有次要亚型，是由主要亚型翻译后，经唾液酸糖化修饰后转变而来。APOE5比APOE3多2个正电荷，是肽链上第3位谷氨酸被赖氨酸取代(Glu3-Lys)；APOE7比APOE3多4个正电荷，为APOE3的羧基端第244、245位谷氨酸自然突变为赖氨酸(Glu244，245-Lys244，245)；还有APOE2 Sendai型(Arg145-Pro)；APOE Kyoto型(Arg25-Cys)；APOE Tokyo型(141-143-0)；APOE Maebashi型(142-144-0)；APOE基因4号外显子54bp基因缺失导致18个氨基酸的缺失型(156-173-0)；APOE1型，APOE1 Harrisbury 型及APOE2 drisrchurch型等(除APOE2 Kyoto型突变位于APOE基因外显子3外，其余突变均位于外显子4的LDL结合受体结合部位)。
　　Mul等于1986年发现APOE内含子1内增强元件(IE1)存在多态性：C/C，G/G型和G/C型，这种多态性可能影响增强子活性。
　　二、APOE基因多态性与糖尿病肾病的相关性
　　作为糖尿病肾病的重要候选基因，APOE基因多态性在DN中的作用越来越受关注。2001年，Rippin等[3]在糖尿病肾病遗传学的文章中指出APOE基因多态性在DN中起到重要作用。
　　Chowdhury等[4]对英国高加索1型糖尿病患者APOε2与DN的关系研究发现，DN中E3/2杂合子频率高，在DN组(n＝252)23.5%的患者至少有一个ε2等位基因，在49个LDNN(Long-duration non-nepropathy)中只有2例患者携带ε2等位基因，对爱尔兰的高加索人重复该项试验，得出相同结论。Werle等[5]研究显示，在血脂正常的1型糖尿病患者中，APOE基因多态性可能为一独立于血脂水平之外的肾脏病发生的危险因素。Araki等[6]长期观察了APOE基因多态性与1型糖尿病发生DN的相关性，发现DN患者ε3等位基因携带率显著增高，携带ε2等位基因发生DN的危险比不携带者高3.1倍；含ε2的双亲倾向于将ε2传给后代而发生DN。
　　对2型糖尿病患者的研究中，Eto等[7]发现，携带ε2等位基因的糖尿病患者患显性肾病的比例(59.1%)明显高于携ε3组(34.3%)和携ε4组(8.8%)；患显性肾病的风险携ε2组为10.179(P＝0.0028)，血TG及残粒水平在APOE2表型时明显升高，在E4表型时最低，E3表型时介于其间。与后两者相比，含APOE2的APOE更容易促进人系膜细胞摄取胆固醇，表明ε2可能与DN有关，且为加重血脂异常因素。Liu等[8]将上海298例2型糖尿病患者分为糖尿病肾病组(TDN)218例和无糖尿病肾病组(Non-DN)80例，TDN组又分为微量蛋白尿组(DN1)129例和大量蛋白尿组(DN2)89例，对照为无糖尿病的健康人(Non-DM)87例，研究发现与非糖尿病人相比，APOε2在2型糖尿病患者中较多(P＝0.0087)；APOE2/2和APOE2/3基因型在糖尿病肾病组较非肾病组显著增多(OR为3.03)，提出APOε2是中国T2DM患者发生DN的危险因素。Araki等[9]对429例2型糖尿病的日本人研究，其中微量蛋白尿组(DM1)130例，无蛋白尿组299例(DM2)。3年后，DM1中有10例出现了大量蛋白尿，DM2组中有21例出现微量蛋白尿。在APOε2携带者中19%出现肾损害的进展，而在非APOε2携带者中仅有6%，即APOε2携带者较非携带者发展为DN的危险性增加3倍。故认为，APOε2等位基因是日本人2型DM发展为DN的一个危险因素。Hsieh等[10]研究证实携带APOε2等位基因更容易发生DN，且似与血脂水平无关。瑞典的Roussos等[11]以343例健康人为对照，对接受肾脏替代治疗的385例肾病患者研究，发现ε2、ε3、ε4在病人组和对照组分布无区别，但T2DM并DN的患者仅有1/24出现E3/4基因型，故考虑ε4是DN的保护因子。国内刘素雁等[12]发现APOEε2携带者并发肾病频率明显高于APOε3、APOε4携带者；全部糖尿病患者中APOE等位基因型无性别差异；APOE基因多态性与2型糖尿病肾病的易感性相关。Kwon等[13]对韩国58例无蛋白尿的T2DM患者(NA组)和36例微量蛋白尿患者(MA组)进行研究，两组肾功能均正常、糖尿病史超过十年。研究发现在NA组和MA组，APOE3/4分别占20.7%和5.6%，ε4携带者分别为22.8%和5.9%。经逻辑回归分析，发生蛋白尿的危险度ε2为0.833，ε4为0.205，所以考虑ε4携带者为T2DM患者DN发生发展的保护因素。Leiva等[14]对85例T2DM患者研究发现ε4在DN中比例为8%，非DN中比例25.9%，ε3和E3/3在DN中高于非DN组，证实ε4是DN的保护因子。
　　亦有结论相反的研究。Orchard等[15]研究显示，在T1DM中，除APOε3基因型外，其他类型的基因型发生DN均增加。俄罗斯Iakunina等[16]发现携带ε3基因和APOE3/3基因型的1型糖尿病患者发生DN风险高。Ng等[17]在香港对374例DN和392例无DN的T2DM患者进行研究，得出APOE3/3在DN中占64.8%，在非DN中占73.1%，得出APOE3/3是DN的保护基因的结论。Joss等[18]对英国哥拉斯哥的90例T2DM并DN的患者研究，发现49例为APOE3/3型，20例为APOE2/3型，17例为APOE3/4型，4例为APOE2/4型。肾功能下降速度E3/4，E2/3，E3/3基因型者分别为0.8 ml·min－1·月－1、0.3 ml·min－1·月－1和0.18 ml·min－1·月－1，以APOE3/4基因型者肾功能下降最快，故考虑APOE3/4基因型者肾衰竭进展率最高。Ilha等[19]将土耳其108例T2DM患者分为1组(DN组)37例，2组(无DN组与T2DM组)71例，设3组(对照组)46例。结果ε4在1组频率为10.8%，3组为2.2%；在无DN的糖尿病组，携带ε2的患者TC和LDL-C较携带ε2、ε3者低，因此考虑在T2DM中APOEε4是危险因子。Lehtinen等[20]亦认为携带ε4基因会降低肾小球滤过率。
　　研究结果的差异较大，可能的原因是：(1)APOE等位基因存在种族差异。(2)DN不同进展期，ε2等位基因所起作用不同。(3)饮食习惯不同，APOE基因的不同等位基因对餐后血脂代谢具有不同影响。(4)APOE基因与其他基因连锁不平衡影响DN易感性。(5)有些研究在病例选择和统计学处理上存在偏倚和混淆偏倚。(6)测定APOE基因型所采用方法不同，实验准确性可能受到影响。但大多数研究结果均提示APOE基因多态性与DN(包括1型和2型糖尿病)有关，ε4可能是DN的保护基因，ε2可能是DN的易感基因。
　　三、APOE基因多态性影响DN的可能途径
　　1. 介导脂代谢紊乱导致DN：APOE基因多态性影响脂代谢[19]，而与APOE基因多态性相关的脂代谢紊乱是引起糖尿病肾病的危险因素[20]。可能原因为APOE2与受体结合能力低，使乳糜微粒(CM)和极低密度脂蛋白(VLDL)残粒分解代谢变缓，造成富含TG的脂蛋白及残粒在体内蓄积，血中TG水平升高，致肾血管动脉粥样硬化，从而促进和加重DN，故ε2等位基因为DN的危险因素。与此相反，APOE4与受体结合活性最高，则机体肝脏对含E4脂蛋白的摄取量明显高于对E3脂蛋白的摄取量，使CM和VLDL残颗代谢增强，同时与LDL受体结合力强并增加脂蛋白脂酶的活性从而减少VLDL生成，加快VLDL的清除，故ε4等位基因能延缓DM肾小球硬化的发生，发展。
　　2. 对肾直接作用引起DN：在糖尿病患者中，部分DN的发生与血糖、血脂控制不完全相关，故推测APOE基因多态性可能独立于血脂水平之外引起DN发生。肾小球系膜细胞是APOE的另一来源，APOE基因缺失的小鼠会发生与血脂无关的肾小球系膜细胞增生及系膜基质增多[21]；进一步研究发现，系膜细胞分泌APOE(特别是E3异构体)可以抑制外来因素引起的系膜细胞增生和基质增多。APOE还增加系膜基质中硫酸肝素蛋白多糖含量，而硫酸肝素蛋白正是肾小球率过膜的重要屏障之一[22]。免疫荧光技术发现DN肾脏的肾小球系膜内有APOE的大片斑块[22]。推测可能是APOE2异构体聚集在肾小球系膜，改变系膜基质或细胞功能，促进系膜硬化，导致DN发生。
　　综上所述，APOE基因多态性在糖尿病肾病的发病中有不同程度的联系，可能通过介导脂代谢紊乱致肾血管动脉粥样硬化和对肾小球基膜系膜细胞直接作用导致DN的发生。但DN的发生是一个多因素参与的疾病，APOE基因多态性在不同人种、地区分布的差异及与DN发病机制的研究目前尚未完全清楚与统一，因此，继续探讨和研究APOE基因多态性与DN发病的关系，早期诊断，预测DN的进展和预后；选择合适的药物，纠正糖尿病并发脂质代谢紊乱，对DN患者正确、及时选择治疗方案，延缓肾功能进展有积极指导意义。

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