中华流行病学杂志2000年第21卷第6期

刘爱萍詹思延李立明

关键词：低密度脂蛋白受体；基因多态性；血脂；肥胖；高血压

低密度脂蛋白受体（low density lipoprotein receptor ，LDL-R ）是Goldstein 和Brown等在研究家族性高胆固醇血症患者的发病机制时发现的。低密度脂蛋白受体基因突变可导致家族性高胆固醇血症^［1］。然而，低密度脂蛋白受体位点存在多种轻微变异的等位基因，这些轻微变异可能影响DNA序列中的酶切位点，因而有可能用限制性片段长度多态性（restriction fragment length poly-morphism，RFLP）的检测方法加以识别。近年来，对人群中LDL-R基因多态性与血脂、肥胖及高血压的关系进行了研究，本文仅就这方面的研究做一概述。

一、LDL-R及LDL-R基因多态性

LDL-R是一种细胞表面糖蛋白，以肝细胞含量最多，新合成的LDL-R前体由860个氨基酸残基组成，分子量为120×10³。它通过介导血浆胆固醇的主要载体——低密度脂蛋白（LDL）进入细胞，来调节血浆胆固醇水平。LDL-R能高亲和性地与血浆中两种致动脉硬化性脂蛋白即LDL和极低密度脂蛋白（β-VLDL）结合，介导它们内吞和胞内分解。细胞表面，特别是肝细胞表面有功能的LDL-R数量在决定上述两种脂蛋白血浆浓度中起关键作用。

LDL-R基因位于人类第19号染色体短臂末端（p13.1～13.3），全长45 kb，编码860个氨基酸的受体前体蛋白，由18个外显子和17个内含子组成。研究证明，外显子1构成5′端非翻译区，并编码信号肽；外显子2～6编码受体蛋白的第一个结构域，该结构域由7个富含半胱氨酸的重复序列组成；外显子7～14编码第二个结构域；外显子15编码0～连接糖链的第三个结构域；外显子16和部分外显子17编码跨膜域；外显子17编码胞浆域前39个氨基酸残基；外显子18为最大的外显子，编码羧基端最后11个氨基酸残基和3′端非翻译区。17个内含子分别在相当于LDL-R氨基酸顺序第2、43、84、211、252、293、333、375、432、508、548、594、642、693、750、776和828位处插断外显子序列。已发现的LDL-R多态性位点有22个，其中6个位于外显子内，StuⅠ位点不影响编码蛋白。

二、LDL-R基因多态性与血脂

血脂谱水平是受遗传和环境因素共同影响的；遗传对血脂谱水平的影响可通过多个脂蛋白相关基因的作用而实现。正常人群血脂谱水平的遗传变异是由于相关基因在DNA水平上的差异所致，这些相关基因的DNA差异可能通过影响载脂蛋白的合成和代谢而影响血脂谱水平。血胆固醇水平过高使冠心病危险性增高，其中尤其是以LDL为载体时，危险性更大。而LDL是通过非受体介导的途径，及LDL受体介导途径被清除的。LDL-R基因发生突变，可引起LDL受体数目降低或受体蛋白结构发生改变，不再能与LDL结合或阻止LDL进入细胞内，最终导致血浆胆固醇水平显著上升。国外对正常人群血脂谱水平与LDL-R基因多态性进行了一些研究。

PvuⅡ限制性片段长度多态性位于LDL-R基因第15内含子中，此酶切位点（CAGCTG）是由于外显子16连接点5′端约第600个碱基CAGCCG序列内CpG到TpG转变时产生的^［2］。PvuⅡ位点与人群血脂谱水平变异的关系首先由Pedersen于1988年在对挪威人群的研究中观察到的^［3］，他发现有PvuⅡ酶切位点等位基因A1的频率为0.22，无此酶切位点等位基因A2的频率为0.78，PvuⅡ位点缺失者（基因型为A2A2）血清TC水平明显高于位点存在者（基因型为A1A1）及此等位基因的杂合子（基因型A1A2）；PvuⅡ位点缺失者与位点存在者相比，人群血清TC值在第75百分位数以上的OR值为2.7。此后Schuster、Humphries对前西德及捷克人群的研究中，也看到了相似的结果^［4，5］，Schuster报道了德国正常人群的血脂谱水平变异与LDL-R基因StuⅠ、PvuⅡ、ApalⅠ、NcoⅠ位点的关系，发现PvuⅡ酶切位点存在者与较低的TC水平显著相关，PvuⅡ多态性可解释胆固醇变异的3%，此研究进一步表明在正常人群中LDL-R基因位点是决定血清胆固醇水平的因素之一。Gudnason对冰岛三组健康人群的PvuⅡ多态性基因型进行检测，他发现冰岛正常人群有PvuⅡ酶切位点等位基因的频率为0.23，性别间差异无显著性。英格兰和苏格兰男性有此酶切位点等位基因的频率分别为0.23、0.25。有PvuⅡ酶切位点等位基因纯合型的个体胆固醇、甘油三酯和ApoB水平低于其他基因型，与无PvuⅡ酶切位点等位基因纯合型相比，有PvuⅡ酶切位点等位基因纯合型者胆固醇水平下降6%，甘油三酯水平下降15%^［2］。我国董治亚等^［6］分析了正常血脂儿童和单纯性高胆固醇血症患儿的LDL-R pvuⅡ多态性，结果显示正常血脂组有PvuⅡ酶切位点等位基因的频率为0.277，无此酶切位点等位基因的频率为0.723，且高胆固醇血症患儿有PvuⅡ酶切位点等位基因的相对频率明显低于正常血脂组，表明具有PvuⅡ酶切位点等位基因与较低的胆固醇相关，与国外报道相一致。

Gylling等^［7］对芬兰人群的研究中首次报道了LDL-R基因多态性与胆固醇吸收、代谢的关系，他发现有PvuⅡ酶切位点等位基因（P+）的频率为0.24，无此酶切位点等位基因（P-）的频率为0.76，PvuⅡ位点缺失者（基因型为P-P-）总胆固醇、LDL-C、LDL apoB分解代谢率、胆固醇吸收显著低于位点存在者（基因型为P+P+），而胆固醇和胆汁酸合成显著高于位点存在者，以LDL-C为因变量，遗传因素为自变量进行多元逐步回归分析发现LDL-R pvuⅡ多态性可解释LDL-C变异的7.1%。这一研究结果与上述研究结果相反，其原因何在？该研究人群是来自自愿者，其中载脂蛋白E（ApoE）多态性E₂和E₄等位基因的频率显著高于芬兰一般随机人群，而P-和P+等位基因的频率与一般人群无显著差异。Wardell认为人群血清胆固醇水平60%是由遗传决定的，其中ApoE基因多态性大约可占14%；Davignon亦发现ApoE基因多态性是影响血脂谱水平，特别是血清胆固醇的最重要的因素，而E₄等位基因与高胆固醇水平显著相关。因此，作者认为在E₂和E₄等位基因频率高的人群中更强调ApoE基因多态性对胆固醇变异的作用。PvuⅡ位点与血胆固醇的关系在英国人群和丹麦的高加索人群中没有观察到^［8，9］。

AvaⅡ位点位于LDL-R基因的第13个外显子，第632位密码子的第3个碱基C→T突变，产生一个AvaⅡ酶识别位点。NcoⅠ位点位于第18外显子，被转录但未被翻译，因而并未引起氨基酸的改变。Ahn等^［10］于1994年报道了两个美国正常人群（拉丁裔和非拉丁裔）的血脂谱水平变异与LDL-R基因AvaⅡ、NcoⅠ位点的关系，主要结果为：①在这两个人群中，AvaⅡ和NcoⅠ位点RFLP仅与女性的TC及LDL-C水平变异有关；②AvaⅡ和NcoⅠ位点RFLP基因型与TC和LDL-C水平间有明显的剂量效应关系，基因型－／－、＋／－和＋／＋的血清TC及LDL-C平均水平依次为低、中、高；③AvaⅡRFLP可分别解释血清TC及LDL-C水平总变异的4％和2％，NcoⅠRFLP可分别解释血清TC及LDL-C水平总变异的3.3％和2.6％。在中国人群中也看到了相似的结果^［11］。

StuⅠ酶切位点位于LDL-R基因第8外显子，由于370位密码子的A→G的改变，使丙氨酸（Ala）变为苏氨酸（Thr），原有的StuⅠ酶切位点消失。StuⅠ多态性是引起氨基酸改变的LDL-R基因的常见多态性，也是已报道的发生氨基酸替换而不引起家族性高胆固醇血症的一种多态性。人群中StuⅠ酶切位点缺失频率在4%～8%之间^［8］。Gudnason报道了冰岛健康人群370位A→G改变对脂质的影响，发现男性Thr等位基因者胆固醇、LDL-C、ApoB水平分别比常见Ala等位基因者增高了8.3%、11.8%、10.3%，而女性中Thr等位基因者胆固醇、LDL-C、ApoB水平分别下降了7.4%、13.3%和10.1%，但仅男性有统计学意义(P＜0.05)^［12］。很多研究亦发现遗传多态性对男女两性脂质特性的影响不同，如：Reilly等^［13］报道apoE₄等位基因仅与男性的血胆固醇水平有关；Sigurdsson等^［14］发现冰岛人群apoAⅠ多态性亦仅与男性的HDL-C的增高有关；Gudnason认为这可能是由于激素差异造成的，如：雌激素影响大鼠肝脏LDL受体的表达或活性。由于胆固醇水平在5.2 mmol/L的基础上每增加1%，冠状动脉疾病的危险性增加2%。因此，作者认为有Thr等位基因的男性与Ala等位基因者相比CAD的危险性大约增高20%。

可见，LDL-R基因与血脂谱水平显著相关。但由于遗传变异是多种类、多位点的，不同种族、不同人群的变异位置和性质可能不同，而使同一种RFLP的基因型频率在不同人群中不尽相同，因此，还需要在不同人群中进行更广泛的研究；而单个基因，单个位点间的差别往往并不明显，因此，一个基因的多个位点或多个基因结合起来研究将有助于揭示遗传与表型间的关系。

三、LDLR基因多态性与肥胖及高血压

肥胖是一种多因素作用的结果，毫无疑问环境因素在肥胖的发展中起着重要的作用，但遗传变异亦决定了个体对脂肪蓄积的敏感性。Rutherford等^［15］的病例对照研究表明：LDL-R小卫星区变异与女性的肥胖有关，具有106 bp等位基因的个体可能为瘦型人，而具有112 bp和/或108 bp等位基因的个体则趋向于肥胖，表明LDL-R在女性肥胖的发展中起着重要的作用。

流行病学研究表明高血压既有遗传因素又有环境因素的作用。血压的异常升高不仅使心脑血管疾病危险性增加，还可导致包括血脂代谢紊乱、高胰岛素血症、糖耐量异常及心脑血管形态结构改变等在内的一系列病理症<