摘要
气道疾病中的局部炎症已得到很好的认识,但对低级别全身炎症过程与肺功能之间的关系知之甚少。本研究的目的是评估炎症标志物和肺功能之间的关系,考虑到炎症标志物编码基因的多态性。
在134例心肌梗死后患者中,采用高灵敏度试验对外周血c反应蛋白(CRP)、白细胞介素(IL)-6和纤维蛋白原进行了6次重复测量。在基线时进行肺活量测定。对炎症标志物编码基因进行单核苷酸多态性的基因分型。
CRP和IL-6水平与用力呼气量(FEV)呈负相关1),用力肺活量(FVC)和平均用力呼气流量在FVC (FEF)的25 - 75%之间25 - 75%).在c反应蛋白多态性rs1205和单倍型2均表现出对FEV的保护作用1和FEF25 - 75%,在较小的程度上,与植被覆盖度。rs1205和单倍型2均与外周血CRP水平呈负相关。对工具变量的分析也显示了两者之间的保护作用c反应蛋白基因多态性与肺功能。
结果提示肺功能的遗传性至少在一定程度上受肺功能的影响c反应蛋白基因。应用孟德尔随机化方法,该研究支持低级别一般炎症和气道疾病之间的因果关系。
慢性阻塞性肺疾病(COPD)发病机制中的局部炎症过程已得到很好的认识1.然而,对COPD的低级别全身炎症过程了解较少2.许多针对普通人群的研究报告了肺功能受损患者外周血中c反应蛋白(CRP)和纤维蛋白原水平较高3.- - - - - -9以及慢性阻塞性肺病患者10- - - - - -12.这种关联可能导致降低CRP和纤维蛋白原水平的药物制剂可以降低COPD的风险。然而,不能排除反向因果关系,因为迄今为止进行的大多数研究都是横断面的,最近的一项纵向研究没有发现CRP对9年以上肺功能下降的影响9.这项研究与之前的一项纵向研究相矛盾,该研究表明,5年前纤维蛋白原水平可以适度预测肺功能13.后一项发现可能表明,低级别的全身性炎症可能对气道、实质和肺血管的炎症过程至关重要。然而,这些蛋白质也与一些可能混淆所观察到的关联的因素有关,例如心血管疾病的发生。避免残留混淆和反向因果关系的一种方法是使用孟德尔随机化14.在这种方法中,与急性期蛋白相关的基因型与结果直接相关。很少有研究探讨过度炎症反应的遗传易感性与肺功能恶化风险之间的关系15.本研究的目的是评估炎症标志物和肺功能之间的关系,考虑到这些炎症标志物编码基因的多态性。
方法
在心肌梗死(MI)幸存者的多中心研究(AIRGENE研究)中,重复收集样本以测量炎症标志物;在其中一个研究中心(意大利罗马),测量了肺功能。总共招募了134名心肌梗死后患者,平均在最后一次心肌梗死2.7年后。安排了6次重复临床检查,每4周一次,共提供741份血液样本。排除慢性炎症性疾病患者。每次临床访问都安排在每周的同一时间和同一天。如果患者患有急性感染,检查将被推迟。每次就诊时,采集一份edta血浆样本,并使用散射浊度仪(BN-II;Dade-Behring, Deerfield, IL, USA)和高灵敏度比色三明治ELISA (R&D Systems, Wiesbaden, Germany)。在每次随访中,基线问卷和较短的工具通过访谈进行管理。在基线时测量血压、身高和体重、n端b型利钠肽前(NT-proBNP)、胆固醇和糖化血红蛋白。 All participating centres received approval of the study protocol by their local human ethics committees. Informed consent was obtained from all patients at the first clinical visit after a detailed description of the study protocol.
按照美国胸科学会/欧洲呼吸学会标准程序测量肺功能基线188bet官网地址16.用力肺活量(FVC),第一秒用力呼气量(FEV)1)和平均用力呼气流量介于FVC (FEF)的25 - 75%之间25 - 75%)作为结局测量。FEF25 - 75%是为了测量比FEV更敏感且不受呼气力影响的支气管梗阻1.
对36个基因多态性进行基因分型c反应蛋白,il - 6而纤维蛋白原(FGA,FGB而且FGG)17.西雅图lesnps基因组应用程序数据库18用于单核苷酸多态性(SNPs)的选择。snp是根据位置和功能方面选择的,以提高检测关联的机会。PCR引物由Sequenom公司的MassARRAY设计TM分析设计程序(Sequenom, San Diego, CA, USA),然后对准基因簇,以检查准确性并消除基因分型重复区域的错误结果19.使用MassARRAY进行基因分型TM系统(Sequenom),如前所述20..为了减少多重比较的问题,对单倍型进行了评估。单倍型先前已在高连锁不平衡块内使用期望最大化算法和遵循基因的阅读方向重建20..根据等位基因频率,通过卡方检验或Fisher精确检验检验每个SNP是否偏离Hardy-Weinberg平衡(p>0.05)。所有snp均未偏离Hardy-Weinberg平衡。
应用线性回归模型评估FEV之间的相关性1, FVC和FEF25 - 75%(作为结果),以及炎症标志物水平和snp,在调整了包括吸烟、年龄、性别、身高和体重指数在内的混杂因素后。变量如NT-proBNP、胆固醇和糖化血红蛋白也被视为混杂因素。对于每个受试者,计算炎症标志物重复测量的平均值。对炎症标志物水平进行连续处理(日志转换后),并对其进行分类,以评估线性关系。以每个SNP中最常见的纯合子作为参照组。工具变量法21在两个联立方程系统中,使用遗传变量作为CRP水平的预测因子,用于估计CRP与肺功能之间的确切关联。该方法考虑了基因型与CRP水平之间的关系,以及CRP水平与肺功能之间的关系,之前已应用于孟德尔随机化方法14,22.孟德尔随机化假设,根据孟德尔第二定律,与急性期蛋白循环水平相关的常见基因多态性的遗传应该在配子形成时随机分配在母系和父系等位基因中;因此,在工具变量下得到的关联不能混淆。采用Durbin-Wu-Hausman检验对线性回归和工具变量回归结果进行比较21.
结果
肺功能值、受试者特征及炎症标志物见表1⇓.CRP与所有三项肺功能指标呈负相关,使用炎症标志物作为连续变量(表2)⇓).IL-6也与FEV有关1植被覆盖度(FVC),与最高不育株显著相关或使用连续变量。这些关联与吸烟特征或心肌梗死严重程度相关的变量无关(数据未显示)。与纤维蛋白原的相关性无统计学意义。
在基因多态性中c反应蛋白而且il - 6基因,只有SNPs在c反应蛋白基因与肺功能指标相关。该基因中罕见的单核苷酸多态性rs1205和rs1800947的纯合子等位基因c反应蛋白基因与更好的肺功能相关(rs1205: p<0.01;rs1800947:无意义的;表3⇓).
单倍型2和5的分析结果一致c反应蛋白由rs1205和rs1800947 snp标记的基因与更高水平的肺功能标志物相关(表4)⇓).FEV与单倍型2的相关性具有统计学意义1和FEF25 - 75%(p < 0.02)。未见单倍型与il - 6基因。
在应用基于SNP rs1205和单倍型2和5的仪器变量回归方法后,观察到肺功能水平相对于CRP水平的更大降低c反应蛋白基因(表5⇓),而不是使用线性回归(表2⇑).然而,置信区间更大。比较两组检验结果时得到的p值普遍较低,这表明使用工具变量的模型比普通线性回归更适合这些数据(表5)⇓).
讨论
CRP和IL-6外周水平与肺功能相关。的c反应蛋白基因(多态性rs1205和单倍型2)被发现与更好的肺功能相关。rs1205在之前的几项研究中与较低水平的CRP有关23- - - - - -25.在AIRGENE研究中,rs1205与较低的CRP基线水平密切相关,包括来自六个研究中心的所有个体26.肺功能更好的个体也发现单倍型2c反应蛋白基因。在之前的两项研究中,单倍型2与CRP水平较低有关23,27.目前的研究结果表明,肺功能的遗传性,以及基线CRP水平,至少部分控制c反应蛋白基因。此外,在使用工具变量后,rs1205和单倍型2与肺功能之间发现了类似的关联,根据孟德尔随机化方法,这支持了低级别一般炎症和气道疾病之间的主要关联。的il - 6基因与肺功能无关,这可能与IL-6的局部来源有关。最后,未发现纤维蛋白原水平与肺功能之间的关联,因此也未发现两者之间的关联FGA,FGB而且FGG基因与肺功能。
基于孟德尔随机化方法,基因型和肺功能之间的关联为全身性炎症在气道疾病中的主要作用提供了证据14.孟德尔随机化已被用来抛弃急性期蛋白基因和代谢综合征之间的因果关系14,血压22或者心脏疾病28.相比之下,在本研究中,观察到基因型与肺功能之间的关联,表明低级别炎症对肺功能的主要影响。然而,一个局限性是研究规模小,这反映在本研究样本中SNP rs1205和CRP之间关联的估计精度上(F = 5, p = 0.01),与包括所有AIRGENE研究对象时的更高精度相比(p = 10)−8).值得注意的是,在AIRGENE研究中,rs1205和CRP之间的关联在所有六个中心中都是相同的。然而,当使用单中心的数据时,由于缺乏可用的肺功能测量,可能会使目前使用仪器变量的估计产生偏差21.然而,以下数据支持潜在的因果关系:未观察到肺功能与与CRP水平无关的snp之间的关联(表3)⇑);通过吸烟分层后,CRP水平与肺功能之间的相关性在从不吸烟的人群中更强(相互作用p = 0.01);rs1205与混杂变量之间缺乏任何关联(p>0.7)。rs1205等位基因的频率在不同的国家差异很大。在目前的研究中,约9%的受试者具有纯合子罕见等位基因,约24%的受试者具有单倍型2。
对FEF的影响更强25 - 75%而不是FVC或FEV1被观察到。这可能是由于目前的研究规模小和随机变化。然而,考虑到当前结果的内部一致性和FEF较高的灵敏度25 - 75%在梗阻性疾病的早期发现支气管梗阻,这一结果可以解释为遗传易感性对外周气道的早期影响。
本研究的一个局限性是样本量小,这降低了在任何被检测的基因中发现与其他snp显著关联的可能性。这可能解释了在乳腺癌中与SNP rs1800947缺乏统计学意义上的相关性c反应蛋白基因,单倍型分析表明。考虑到几乎所有患者都在接受他汀类药物治疗,研究人群(心肌梗死幸存者)的起源也可能解释与纤维蛋白原缺乏相关性。此外,心肌梗死存活的可能性可能取决于呼吸合并症和遗传易感性,这可能会影响目前结果的普遍性。然而,从上一次MI后的时间长度表明,在本研究中,当受试者采集血液样本时,CRP应该已经恢复到基线水平。此外,心肌梗死严重程度和治疗相关变量的调整并没有混淆与肺功能的关系(数据未显示)。此外,孟德尔随机化方法的基础在于这样一个事实:遗传变异通常不会:容易被行为、社会经济和生理因素混淆;受发病的影响,或受患病个体报告接触史差异的趋势影响;并受到决定参与者如何被选择进入研究的因素的影响,无论是作为案例还是对照28.无论如何,目前的研究应该在一般人群中复制。
本研究的优势在于对炎症标志物对应的基因进行了基因分型,并检查了它们与肺功能的关系,因为此前缺乏对这些基因进行评估的研究15.本研究的另一个优势是在所有参与者中重复进行血液测量,这减少了这些生物标志物的共同的受试者间变异性。最近一项关于生物标志物研究中仅进行一次测量的影响的研究表明,对于CRP,使用一次测量可以将回归系数修改40%26.最后,孟德尔随机化方法的潜在局限性,如连锁不平衡、群体分层和多向性28,不影响所研究的多态性。
总的来说,目前的研究加强了系统性低级别炎症对肺功能有主要影响的观点。但由于本研究规模较小,且属于人群来源,需要在一般人群中进行更大规模的涉及系统性炎症过程基因的研究,以重复本研究结果。
支持声明
AIRGENE研究是作为欧洲联盟第5个框架方案的一部分提供资金的,该方案的关键行动号为4:“环境与健康”,合同号为QLRT-2002-02236。
权益声明书
没有宣布。
- 收到了2007年5月3日。
- 接受2008年3月17日。
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