·论著·

新疆和田地区维吾尔族长寿人群血管紧张素转换酶基因多态性与行为生活方式的交互作用研究

塔依尔·吾买尔1,玉努斯·到来提侠2,程祖亨1,玛依拉·吾甫尔1*

基金项目:国家自然科学基金资助项目(31160215)

1.830054新疆乌鲁木齐市,新疆医科大学第一附属医院综合心脏内科

2.839000新疆哈密市维吾尔医院急诊内科

*通信作者:玛依拉·吾甫尔,教授,主任医师;E-mail:1151486809@qq.com

  【摘要】 目的 探讨血管紧张素转换酶(ACE)基因插入/缺失(I/D)多态性与行为生活方式对新疆和田地区维吾尔族人群长寿现象的交互作用。方法 选取1992—2014年在新疆和田地区生活的维吾尔族自然长寿老年人(144例,长寿组,年龄≥90岁)及同地区60~80岁没有血缘关系的老年人(144例,对照组)进行问卷调查,并对其进行ACE基因分型,采用Logistic回归分析分析生活方式和ACE基因多态性对和田地区维吾尔族人群长寿的影响,根据交互作用系数(γ)判断二者是否对长寿存在交互作用。结果 经常食用巴旦木(OR=2.096,P=0.002)和核桃(OR=2.026,P=0.003)、运动(OR=1.802,P=0.014)、吸烟(OR=0.426,P=0.003)、ACE基因ID+DD基因型(OR=2.829,P=0.0001)是和田地区维吾尔族人群长寿的影响因素;经常食用巴旦木和核桃、运动、吸烟与ACE基因I/D多态性对和田地区维吾尔族人群长寿存在交互作用(γ=2.564、1.772、2.902、0.621)。结论 长寿是环境及遗传因素综合作用的结果。经常食用巴旦木和核桃、运动与ACE基因ID+DD基因型对新疆和田地区维吾尔族人群长寿有正向交互作用,吸烟与之有负向交互作用。

  【关键词】 血管紧张素转换酶;基因型;长寿;健康行为;交互作用

  【中图分类号】R 151.4 【文献标识码】A DOI:10.3969/j.issn.1007-9572.2017.00.147

  塔依尔·吾买尔,玉努斯·到来提侠,程祖亨,等.新疆和田地区维吾尔族长寿人群血管紧张素转换酶基因多态性与行为生活方式的交互作用研究[J].中国全科医学,2017,20(36):4511-4516.www.chinagp.net]

  TAYIER·W,YUNUSI·D,CHENG Z H,et al.Interaction between ACE gene polymorphism and behavioral lifestyle in longevous Uygur population in Xinjiang′s Hotan Prefecture[J].Chinese General Practice,2017,20(36):4511-4516.

Interaction between ACE Gene Polymorphism and Behavioral Lifestyle in Longevous Uygur Population in Xinjiang′s Hotan Prefecture

 TAYIER·Wumaier1,YUNUSI·Daolaitixia2,CHENG Zu-heng1,MAYILA·Wufuer1*

1.Department of Comprehensive Cardiology,the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University,Urumqi 830054,China

2.Emergency Internal Medicine,Hami Uygur Hospital,Hami 839000,China

*Corresponding author:MAYILA·Wufuer,Professor,Chief physician;E-mail:1151486809@qq.com

  Abstract】 Objective To investigate the interaction between the angioensin-converting enzyme(ACE) gene insertion / deletion(I/D) polymorphism and the behavioral lifestyle on the longevity phenomenon in Uygur population in Xinjiang′s Hotan Prefecture.

Methods From the Uygur people living in Xinjiang′s Hotan Prefecture from 1992 to 2014,we enrolled 144 naturally longevous people aged ≥90(longevous group) and 144 people aged 60-80 without sibship with the longevous group(control group).We surveyed them with a questionnaire and detected their ACE genotype.Logistic regression analysis was performed to analyze the effect of behavioral lifestyle and ACE gene polymorphism on the longevity phenomenon in these people.The value of interaction coefficient(γ) was used to assess whether there is an interaction between ACE genotype and behavioral lifestyle.

Results Frequent intake of almonds(OR=2.096,P=0.002)and walnuts(OR=2.026,P=0.003),exercising(OR=1.802,P=0.014),smoking (OR=0.426,P=0.003)and ID + DD genotype of ACE gene(OR=2.829,P=0.0001) were associated factors for the longevity phenomenon in Uygur population in Xinjiang′s Hotan Prefecture.The longevity phenomenon in Uygur population in Xinjiang′s Hotan Prefecture was affected by the interaction between frequent intake of almonds and ACE gene polymorphism(γ=2.564),interaction between frequent intake of walnuts and ACE gene polymorphism(γ=1.772),interaction between exercising and ACE gene polymorphism(γ=2.902) and interaction between smoking and ACE gene polymorphism(γ=0.621).

Conclusion The longevity phenomenon is associated with environmental and genetic factors.The longevity of Uygur population in Xinjiang′s Hotan Prefecture is increased under interactions produced by frequent intake of almonds and walnuts,exercising and ID+DD genotype of ACE gene but it is decreased under interactions between smoking and ID+DD genotype of ACE gene.

  Key words】 Angiotensin converting enzyme;Genotype;Longevity;Health behavior;Interaction

 

  

健康长寿是人们不懈追求的目标,而探索长寿机制、寻求长寿奥秘成为许多学者共同面临的战略性课题。本研究之所以选择新疆和田地区维吾尔族人群,是因为该地区是世界四大自然长寿区之一[1]。国内外文献报道血管紧张素转换酶(ACE)基因插入/缺失(I/D)多态性和个体寿命联系密切[2-4]。长寿发生机制极其复杂,本研究基于长寿和ACE基因I/D多态性、行为生活方式之间的联系,深入探讨了两者交互作用对长寿的影响。以期多方面了解新疆和田地区维吾尔族人群长寿的原因。

人类ACE基因存在于17号染色体的长臂2区3带(17q23),根据Alu基因片段I/D不同,分为3种不同基因型:插入纯合型(II)、插入/缺失杂合型(ID)和缺失纯合型(DD)。多肽性等位基因遵循了孟德尔遗传规律进行遗传物质的延续。为探索新疆和田地区维吾尔族人群的长寿原因,本研究采用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)技术对ACE基因在该位点的多态性进行分析,探讨行为生活方式和ACE基因I/D多态性对和田地区维吾尔族人群长寿的交互作用。

对象与方法

1.1 自然长寿老人的确认标准 采用年龄界定五步法:(1)中国人寿保险(集团)公司提供的长寿老人名单;(2)每村每户走访,以4代人为基本单位;(3)根据4次重大历史事件(1902年第1次鼠疫大流行,1912—1913年第2次鼠疫发生,1936年回民战争,1952年土地改革)推断年龄,6岁没有记忆,12岁开始记忆,结婚年龄≥15岁,打仗年龄≥18岁,与1981年户籍对照,误差≤5岁;(4)三查两对,安排多个医师排查,意见一致;(5)实际年龄根据公式计算:0.45×(自报年龄)+50,实际和自报年龄差别≤3岁。

1.2 分组 选取1999—2014年在新疆和田地区生活的维吾尔族长寿老人144例为长寿组(年龄≥90岁);选取同地区60~80岁没有血缘关系,同时家族3代中没有寿命超过90岁的老年人144例为对照组。

1.3 纳入标准 长寿组:年龄≥90岁,根据身份证和户口本上的年龄,并且按照年龄界定五步法每户探访核实。对照组:通过随访证实自然死亡,与长寿组无血缘关系,家族3代中没有寿命超过90岁者(血样本多年前采集保存)。

1.4 排除标准 长寿组:有生命相关疾病或不接受检查者。对照组:随访过程中搬出居住时间超过2年,或疾病、创伤导致死亡或随访失联者。

1.5 研究方法 1)现场调查。采取问卷调查的方式,对调查对象长寿相关的饮食、行为生活方式等因素进行统计[5]。调查问卷收集结束后,取得调查队的同意,为后续实验做准备。(2)判断标准。经常食用巴旦木、核桃、肉类、玫瑰酱判断标准:每周累计食用量分别≥210、350、560、280 g[6]。运动:每周运动频次>3次,每次运动持续时间超过30 min,单次运动强度(以RPE表计算)超过中等级别者[7]。吸烟:分为目前正在吸烟、不吸烟、戒烟。吸烟:每日吸烟至少1支(吸烟叶者以≥1.0 g烟叶为标准),持续时间超过1年;反之为不吸烟;戒烟:过去吸烟但调查时已经戒烟[8]。由于戒烟的人较少,因此本研究将戒烟者与目前正在吸烟者共同视为吸烟者。(3)人基因组DNA的提取:依据调查问卷,就人口学特征及饮食、行为生活方式等与长寿有关的因素进行统计。调查表收集结束后,取得调查对象的同意,让每例调查对象清晨空腹采集5 ml静脉血,与乙二胺四乙酸混合防止凝血,采取低渗法除去白细胞、酚/三氯甲烷抽提方式获得DNA[9]。(4)ACE基因多态性检测:目的DNA片段扩增根据Rigat方法[10],上游引物:5′-CTGGAGACCACTCCCATCCTTTCT-3′;下游引物:5′-GATGTGGCCATCACATTCGTCAGAT-3′〔生工生物工程(上海)有限公司〕。反应终末体积是25 μl,组成部分为:1 μl模板DNA,两种引物各2 pmol,MgCl2终浓度为2 mmol/L,KCl终浓度为50 mmol/L,Tris-HCl终浓度为10 mmol/L(pH 8.0),Taq酶0.5 U(上海复华生物技术有限公司)。采用美国PTC-100型PCR扩增仪,94 ℃变性50 s,58 ℃退火50 s,72 ℃延伸50 s,共30个循环,最后延伸72 ℃ 5 min。收集PCR产物10 μl,加载样缓冲液2 μl,于2%琼脂糖凝胶中电泳(包括0.5 μg/ml溴乙锭),100 V,20 min后取出,在紫外灯下观察各基因型的片段。

1.6 统计学方法 基因型和等位基因频率采用直接计数法来描述,其中等位基因频率=(2×纯合子+杂合子)/(2×组别人数),使用HWE软件分析基因型频率和Hardy-Weinberg平衡的符合情况。采用SPSS 13.0软件进行统计学分析,计数资料组间比较采用χ2检验;采用Logistic回归分析分析生活方式和ACE基因I/D多态性在和田地区维吾尔族人群长寿中交互作用模型(GEI)的交互作用系数(γ,γ=βeg/βe)。模型判断依据:OReg=ORe×ORg为相乘模型;OReg>ORe×ORg为超相乘模型;OReg<ORe×ORg为次相乘模型;OReg=ORe×ORg-1为相加模型。交互作用判断依据:γ>1,说明ACE基因与生活方式间交互作用被放大,称为正向交互作用;γ<1,说明ACE基因与生活方式间交互作用被减弱,称为负向交互作用;γ=1,说明ACE基因与生活方式之间无交互作用[11]。

结果

2.1 行为生活方式因素对和田地区维吾尔族人群长寿的影响 长寿组和对照组经常食用巴旦木和核桃情况、运动情况、吸烟率比较,差异有统计学意义(P<0.05);两组经常食用肉类、玫瑰酱情况比较,差异无统计学意义(P>0.05,见表1)。以和田地区维吾尔族人群长寿组与对照组有差异的行为生活方式为自变量,以长寿为因变量(赋值见表2)行Logistic回归分析,结果显示经常食用巴旦木和核桃、运动是和田地区维吾尔族人群长寿的促进因素(OR=2.096、2.026、1.802,P<0.05),吸烟是危险因素(OR=0.426,P<0.05,见表3)。

2.2 Hardy-Weinberg平衡检验 长寿组、对照组和两组总体的ACE基因型均符合Hardy-Weinberg平衡定律(P>0.05,见表4),选择样本有群体代表性,其基因频率可以视作群体基因分布情况。

2.3 基因分析结果 长寿组和对照组各发现了30、12例DD纯合型,69、51例ID杂合型,其余为II纯合型。通过单链构象多态性(SSCP)证实SSCP:D/D基因型均相同(见图1)。

2.4 ACE基因多态性对和田地区维吾尔族人群长寿的影响 对照组和长寿组D等位基因频率分别为44.8%(63例)、26.0%(99例),I等位基因频率分别为74.0%(132例)、55.2%(114例);长寿组和对照组基因型分布和等位基因频率比较,差异有统计学意义(χ2=20.70、11.90,P<0.05)。单因素Logistic回归分析显示,与II基因型相比,携带ACE基因ID+DD基因型的个体长寿的可能性高于对照组〔Wald χ2=17.857,P=0.001,OR(95%CI)=2.829(1.746,4.581)〕。赋值见表2。

2.5 ACE基因I/D多态性与经常食用巴旦木对和田地区维吾尔族人群长寿的联合作用 单独暴露于经常食用巴旦木和单独携带ACE基因ID+DD基因型对和田地区维吾尔族人群长寿共同作用的OReg值为5.837,二者有正向交互作用(γ=2.564),交互作用模型为超相乘模型(OReg>1.990×2.763,见表5)。

2.6 ACE基因I/D多态性与经常食用核桃对和田地区维吾尔族人群长寿的联合作用 单独暴露于经常食用核桃和单独携带ACE基因ID+DD基因型对和田地区维吾尔族人群长寿共同作用的OReg值为6.065,二者有正向交互作用(γ=1.772),交互作用模型为次相乘模型(OReg<2.765×3.819,见表6)。

2.7 ACE基因I/D多态性与运动对和田地区维吾尔族人群长寿的联合作用 单独暴露于运动和单独携带ACE基因ID+DD基因型对和田地区维吾尔族人群长寿共同作用的OReg值为3.788,二者有正向交互作用(γ=2.902),交互作用模型为次相乘模型(OReg<1.583×2.766,见表7)。

2.8 ACE基因I/D多态性与吸烟对和田地区维吾尔族人群长寿的联合作用 单独暴露于不吸烟和单独携带ACE基因ID+DD基因型对和田地区维吾尔族人群长寿共同作用的OReg值为3.226,二者有负向交互作用(γ=0.621),交互作用模型为次相乘模型(OReg<6.588×2.593,见表8)。

讨论

长寿的影响因素极为复杂,世界卫生组织指出:个体健康状况15%由遗传决定,7%由自然环境决定,8%由医疗卫生决定,而60%由生活方式决定[12-13],这表示生活方式可以很大程度上决定个体健康情况。

3.1 本研究结果显示,经常食用巴旦木、核桃与ACE基因ID+DD基因型对新疆和田地区维吾尔族人群长寿有正向交互作用,虽然目前ACE基因I/D多态性与巴旦木、核桃之间的交互作用机制不清楚,但可能与以下因素有关:巴旦木、核桃等坚果中含有大量人体必需物质的合成原料,如不饱和脂肪酸、多种蛋白质、膳食纤维、维生素B、维生素E等天然营养素,能有效提高人体自由基清除能力,减少核苷酸链断裂、氧化、突变,以此延迟细胞衰老、死亡[14]。已经在核桃中鉴定出两种ACE抑制肽,均具有较强的ACE抑制效果,可发挥降压、改善心肌重构的作用,还可减少心血管事件发生的风险,延长寿命[15]。

3.2 本研究结果显示,经常运动与ACE基因ID+DD基因型之间有正向交互作用。适量有氧运动能有效降低自由基水平及降低线粒体DNA突变率。线粒体是细胞产生能量的主要场所(占95%),如线粒体功能受损,呼吸链产生的活性氧逐渐增多,一旦活性氧破坏DNA程度超过人体修复DNA能力,将导致ACE基因等遗传物质不可逆性损伤[16]。

3.3 本研究结果表明吸烟与ACE基因ID+DD基因型之间有负向交互作用,表明吸烟会减弱ACE基因ID+DD基因型对新疆和田地区维吾尔族人群长寿的促进作用,虽然吸烟对ACE基因损坏机制尚需要进一步研究,但很多研究显示,烟草中的致癌物通过体内代谢系统被激活,能够产生亲电子产物,并结合到ACE基因的特异位点,导致ACE基因突变,如WASLEY等[17]研究发现戒烟3个月后ACE基因断裂情况降低了23%,血浆ACE水平降低18%,这些结果提示血浆ACE水平除了由遗传因素决定外,也受吸烟等其他因素的影响。

总之,ACE基因I/D多态性与行为生活方式均被证实与人类长寿有关,但ACE基因I/D多态性与行为生活方式在人类长寿中的关系如何,是否存在交互作用,目前国内还没有这方面的研究,此研究弥补了这一空白。同时,本研究有助于人类长寿基因-生活方式交互作用的深入研究及了解人类长寿现象发生机制的深入认识。但本研究局限于一个地区一个民族,影响长寿的多种因素中,只研究一种基因与几种行为生活方式之间的交互作用,产生交互作用的机制不完全清楚,仍需要一步探索。

 

作者贡献:塔依尔·吾买尔进行研究实施与可行性分析、撰写论文,参与文章的构思与设计、统计学处理,结果的分析与解释、论文的中文修订;玉努斯·到来提侠参与文章的构思与设计,数据收集与整理;程祖亨负责文章的质量控制及审校;玛依拉·吾甫尔参与数据收集、结果的分析与解释,负责文章的质量控制及审校,进行论文的英文修订,对文章整体负责,监督管理。

本文无利益冲突。

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(收稿日期:2017-06-20;修回日期:2017-10-12)

(本文编辑:赵跃翠)