文摘
氧化应激是一个重要的诱发因素与吸烟有关的发病和进展的肺部疾病,如慢性阻塞性肺疾病(COPD)。超氧化物歧化酶(杆)可以防止氧化的增加负担。
共有1390名受试者潜在Vlagtwedde-Vlaardingen队列的两组单核苷酸多态性(snp)SOD2和四个单核苷酸多态性SOD3进一步分析,对支气管高反应性的存在(BHR;挑衅导致浓度下降了10%在一秒用力呼气量(FEV1;个人电脑10≤8 mg·毫升−1组胺),慢性阻塞性肺病(定义为慢性阻塞性肺疾病的全球倡议阶段II或更高),肺功能水平和纵向FEV的进程1。
的intronic C5774T SNPSOD2与慢性阻塞性肺病的存在显著相关,BHR总人口。T / T基因多态性和Val / Val的基因型SOD2Ala16Val替换BHR个人没有慢性阻塞性肺病的风险因素。的SOD3Arg213Gly替换与FEV慢1不吸烟者完全下降,SOD3G (4466−) T SNP肺活量水平较低有关。
这两个SOD2多态性与支气管高反应性相关,慢性阻塞性肺疾病的危险因素,而SOD2C5774T另外赋予患慢性阻塞性肺疾病的总人口。当前作者此外确认之前报道协会SOD3单核苷酸多态性与肺功能。
氧化剂和抗氧化剂之间的不平衡被认为是一个重要的诱发因素的发病和进展慢性阻塞性肺疾病(COPD)1,2。监管过程中的关键分子的氧化应激是超氧化物阴离子,这是吸入香烟烟雾和另外期间生成大量细胞反应3。免费超氧化物阴离子的基质的合成高度活性氧,从而破坏上皮细胞,影响上皮纤毛功能,改变细胞粘附分子的表达,增加气道平滑肌收缩反应在两组胺和其他刺激在体外和在活的有机体内模型4。因此,过氧化物代谢受损可能导致支气管高反应性的发展(BHR)和随后的慢性阻塞性肺病发作5,6。事实上,以往的经验显示,慢性阻塞性肺病患者增加了生产超氧化物阴离子的血液白细胞,这是更严重的高反应性7。然而,这个横断面研究没有说明是否增加生产超氧化物阴离子BHR和慢性阻塞性肺病的原因或结果7。到目前为止,研究超氧化物阴离子之间的关系和发展一般人群中慢性阻塞性肺病和BHR缺乏。
超氧化物歧化酶的家庭(杆)是唯一的酶系统能够降低超氧化物阴离子8。损伤的线粒体SOD (SOD2)活动有关哮喘病理生理学9和细胞外SOD (SOD3)对oxidant-mediated保护肺损伤10,11。因此,调查是否感兴趣的单核苷酸多态性(snp)在这些草皮基因的发展贡献BHR和/或慢性阻塞性肺病。SOD2包含一个普遍产生的SNP,即。Ala16Val,局部的蛋白质信号序列,因此可能有一个功能的作用12- - - - - -14。这个替换已经关联到一个更高的肺癌风险在白种人15- - - - - -17与慢性阻塞性肺病的存在但不是白种人和中国的吸烟者18,19。SOD3包含三个产生的单核苷酸多态性,即。Ala40Thr, Phe131Cys Arg213Gly。Arg213Gly替换已经与人血浆SOD3水平升高有关20.和预防慢性阻塞性肺病白种人的发展18,21,而Ala40Thr和Phe131Cys尚未被研究过。最近,在哥本哈根城市心脏研究22它已被证明,rs8192288 SNPSOD35′非翻译区与用力肺活量下降两个大丹麦军团和更频繁的COPD住院的风险构成。
本研究链接著名的慢性阻塞性肺病的危险因素的发展,即。BHR和吸烟,多态性位于基因参与氧化应激反应,主要表现在COPD发病机理。此外,它旨在拓宽知识的候选人SOD3单核苷酸多态性对肺功能(的过程中),它提供了新的见解SOD2在这种背景下的角色。
方法
主题
共有1390名受试者的Vlagtwedde-Vlaardingen队列之前参加了1989 - 1990年的调查23被纳入本研究。这个一般人口基数的荷兰血统的白人个人开始于1965年,一直在跟进25岁23- - - - - -25。标准化在一秒用力呼气量(FEV1)和肺活量(VC)测量进行每3年(有关详细信息,请参阅在线补充材料)26。本研究的协议是由当地大学医院医学伦理委员会批准,所有参与者把他们的书面知情同意。
DNA提取和基因分型
在线补充材料提供了一种描述型DNA提取和协议。六个单核苷酸多态性在两草皮基因是基因分型,即。Ala16Val (rs4880)和C5774T (rs2842958)SOD2,Ala40Thr (rs2536512) Arg213Gly (rs1799895), G (-4466) T (rs8192288)和Phe131Cys27在SOD3。
包括启用标签C5774T SNPSOD2单,如前所述28。
慢性阻塞性肺病和BHR表现型
目前作者确定主题与慢性阻塞性肺病慢性阻塞性肺疾病的全球倡议(黄金)标准,即。一个FEV1/ VC < 70%, FEV1< 80% (% pred;黄金阶段II或更高版本)在最后的调查29日。
组胺支气管反应(30年代法)评估随机子样品的总群,如前所述25。BHR最后调查表示分布,即。作为一个挑衅的浓度导致FEV下降了10%1(电脑10)≤8 mg·毫升−1组胺。
统计分析
稀有等位基因的单核苷酸多态性患病率差异科目和没有慢性阻塞性肺病或BHR使用卡方测试和回归测试。此外,目前作者执行所有提到的分层分析根据吸烟习惯(从来没有和ever-smokers), SOD的影响将取决于吸烟习惯。有两个SOD3单核苷酸多态性,它是不可能估计的优势比慢性阻塞性肺病和BHR纯合突变基因型由于缺乏Arg213Gly或低数量的G (-4466) T (n = 3)科目。
为了解开表型对于慢性阻塞性肺病和BHR,受试者被分为四个表型组根据慢性阻塞性肺病的存在和/或BHR (即。“慢性阻塞性肺病- / BHR”、“慢性阻塞性肺病——/ BHR +”,“慢性阻塞性肺病+ / BHR -”和“慢性阻塞性肺病+ / BHR +”)。多项逻辑回归,调整pack-yrs吸烟,分别进行单核苷酸多态性,以四个表型组为因变量。这些分析可以预测对象与某些基因型是否更容易患慢性阻塞性肺病表型或BHR表现型。
线性回归分析(调整性别、身高、年龄和吸烟pack-yrs)被用来测试是否FEV1或风险水平之间的不同草皮基因型在最后调查23。线性混合效应模型被用来估计纵向总人群肺功能的变化,以及在——和不吸烟者子组(有关详细信息,请参阅在线补充材料)30.。
单体型分析(有关详细信息,请参阅在线补充材料)31日,32。剩下的统计分析和假定值< 0.05被认为是重要的(使用双尾测试)。
结果
研究人口和SOD单核苷酸多态性的分布
研究人口特征和基因型频率如表1所示⇓。所有单核苷酸多态性分布根据总人口的哈迪温伯格平衡和相互没有联系(r2对于任何一个SNP对p < 0.27)。Phe131Cys替换的SOD3并不存在于当前队列。没有发现Arg213Gly SNP的纯合子突变体SOD3在目前的人口。三到五个单中确定SOD2和SOD3分别发生在频率>总人口的1%(表S4在线补充材料)。
SOD SNPs和慢性阻塞性肺病的存在
SOD2的C5774T SNP明显与慢性阻塞性肺病总人口和ever-smokers(表2所示⇓和表S2在网上补充材料),但不是在不吸烟者(数据没有显示)。没有发现重大关联的其他研究snp(表2⇓)。包含SOD2的单体型C5774T SNP与存在的几率明显高于慢性阻塞性肺病(隐性的效果;比值比(或)2.1(95%可信区间(CI) 1.1 - -4.0), p = 0.02),与野生型相比单体型(表S4在线补充材料)。
SOD SNPs和BHR的存在
的SOD2C5774T SNP能显著的存在在总人口的随机子群BHR (n = 409/1,390;表2⇑S3和表在网上补充材料)。突变该风险更高的BHR与野生类型。Ala16Val替换的SOD2与BHR边缘显著相关(p = 0.07突变与野生型比如;表2⇑)。分层分析显示吸烟显示无显著关联这两个单核苷酸多态性。包含突变的等位基因的单体型C5774T BHR SNP与风险增加有关,与野生型相比单体型(添加剂效果;或1.7 (95% CI 1.1 - -2.6), p = 0.01;在网上补充材料表S4)。
Ala40Thr SNP是BHR只有不显著相关(或(95% CI)的存在BHR阿拉巴马州/刺与阿拉巴马州/阿拉巴马州2.84(1.08 - -7.48),用力推/刺与阿拉巴马州/阿拉巴马州14.40 (2.92 - -71.08)FEV的调整1% pred),但不是在总人口和ever-smokers(表2⇑)。
SOD SNPs和慢性阻塞性肺病的存在和/或BHR表型
共有213名受试者慢性阻塞性肺病和BHR (COPD - / BHR -), 154例慢性阻塞性肺病——/ BHR + 6 COPD受试者+ / BHR -, 36 COPD受试者+ / BHR +。主题与纯合子Ala16Val替换SOD2最可能是慢性阻塞性肺病——/ BHR +(或2.1 (95% CI 1.1 - -3.8) Val / Val变体相比之下,阿拉巴马州/ Ala),表明Ala16Val替换是预测BHR的存在而不是为慢性阻塞性肺病或它们的组合。同样,主题与纯合突变体SOD2C5774T SNP最可能有慢性阻塞性肺病——/ BHR + (3.1 (95% CI 1.03 - -9.51)变体与野生型相比,突变纯合子)。单体型分析显示只包含突变的等位基因单体型SOD2单核苷酸多态性表现出显著增加或(累加效应,1.7 (95% CI 1.2 - -2.6);p = 0.01)为BHR non-COPD学科与野生型相比单体型。的多态性SOD3基因并不是与任何相关的四个表型结果组。
SOD snp, FEV的水平1或风投
没有显著差异草皮基因型与FEV的水平1或VC观察总人口(见表S5在网上补充材料)或从来没有——或者ever-smoker子组(数据未显示)。受试者G (-4466) T SNP的纯合子SOD3边缘显著降低VC(回归系数B (se)-532.2毫升(292.0);p = 0.068),但不是FEV1与纯合子相比,野生型组(图。1⇓)。没有纯合子SOD3G (-4466) T SNP科目不吸烟者。在纯合的ever-smokersSOD3G (-4466) T SNP,当前作者观察到的影响大小(即。-533.2毫升(301.2),p = 0.077),类似于总群。
![图1 -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/33/5/986/F1.medium.gif)
调整后的)的水平在一秒用力呼气量(FEV1)和b)肺活量(VC)根据超氧化物歧化酶3G (-4466) T基因型的总人口。盒子和胡须手段和置信区间,分别。#:p = 0.21;¶:p = 0.60;+:p = 0.46;§:p = 0.50;ƒ:p = 0.09;# #:p = 0.07。G / G n = 1236, G / T n = 119和T / T n = 3。
FEV SOD SNPs和纵向变化1
年度FEV1下降是所有基因型相似的子组的调查单核苷酸多态性(见表S6在线补充材料)。根据吸烟习惯显示分层SOD3Arg213Gly替换与FEV慢1不吸烟者的下降,如。9.3毫升每年较低的下降在运营商的参数/ g基因型与野生型相比(图2所示⇓)。相关的其他单核苷酸多态性不是FEV过剩1下降的分层分析。
![图2 -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/33/5/986/F2.medium.gif)
调整后的年度变化意味着在一秒用力呼气量(FEV1超氧化物歧化酶)(草皮)3Arg213Gly基因型在总人口和吸烟习惯。盒子和胡须手段和置信区间,分别。•:总人群;○:ever-smokers;▪:不吸烟者。#:p = 0.14;¶:p = 0.45;+:p = 0.03。G / G n = 1236, G / T n = 119和T / T n = 3。
讨论
的人体组织,肺是最直接,特别是暴露在有害的自由基。烟草烟雾和环境空气污染的主要来源是这些粒子。因此,氧化还原平衡调节可以BHR发展的一个重要因素,过度肺功能下降和慢性阻塞性肺病的发展。当前作者显示SOD2,包含C5774T突变等位基因的SNP是BHR一般人群的危险因素。只在那些有吸烟,慢性阻塞性肺病在运营商更普遍的两份与野生型相比,突变等位基因携带者。的SOD3Arg213Gly替换此前被证明是慢性阻塞性肺病的保护18,21与慢FEV相关1下降不吸烟者。此外,目前的研究证实了最近观察- G (-4466) T的协会SOD3在普通人群中SNP与肺癌风险水平22。
目前感兴趣的发现是,SOD2障碍和失活最近描述体外在支气管哮喘病人的上皮细胞来自航空公司9。这证实了SOD2的重要性在肺内稳态,活性氧可以损害上皮纤毛功能,增加气道平滑肌收缩对组胺的反应4,这可能导致BHR的发展。目前的数据表明,这种情况也可能在慢性阻塞性肺病。
在最后的调查23,它被发现的突变纯合性SOD2 SNP (C5774T),位于内含子3,是慢性阻塞性肺病的存在的风险因素和BHR总人口。虽然在内含子snp本地化的作用还不清楚,众所周知,他们可能影响可变剪接过程33,34,导致不同的成熟蛋白质的氨基酸序列。之间的主要区别SOD2亚型的存在一个额外的外显子在第三个内含子35,但暗示对假定的活动两种亚型之间的差异还未可知。的确证实,形成SOD2亚型可能取决于遗传变异,因为这已被证明在体外多态性(单碱基对缺失)中普遍存在的非裔美国人36。然而,具体的研究36得出的结论是,其他(cis-acting)因素是必要的切换两个亚型在活的有机体内。因此也有可能C5774T SNP在高与其他功能的单核苷酸多态性连锁不平衡,这实际上是负责协会目前观察到的。
理论上,Ala16Val替换也可以的重要性在体外研究表明Val16-SOD2运输到线粒体受损12,13白细胞,降低线粒体SOD2活动Val / Val基因型与其他基因型14。Ala16Val SNP的协会并没有发现与慢性阻塞性肺病的存在和肺功能下降,这是符合前两个研究的结果执行18,19。
支气管反应可以由超氧化物阴离子调节生产7和BHR COPD是一种已知的危险因素的发展5,6。因此,超氧化物自由基解毒受损,造成的损失SOD2的功能,可能会增加BHR和影响慢性阻塞性肺病的发展。值得注意的是,主题与纯合子的变体SOD2Ala16Val替换或SOD2C5774T SNP显示口服补液盐增加“纯BHR”,这表明它确实是表现型BHR与这些相关联SOD2单核苷酸多态性,之间的关系,目前的作者发现C5774T SNP和慢性阻塞性肺病与BHR由协会。的两个突变体SOD2单,只有一个包含C5774T突变等位基因的SNP与风险增加有关BHR与野生型相比单体型,这意味着这个SNP,而不是Ala16Val替换,与BHR的存在有关。
尤尔的说法et al。21有前瞻性和横向比较为慢性阻塞性肺病风险较低SOD3Arg213Gly SNP杂合子与野生型相比。这已经被另一个横断面研究证实18。这些联系的潜在机制也可能被解释成突变的蛋白水解处理SOD3蛋白质37和高血浆SOD3水平由于低亲和力硫酸乙酰肝素在细胞外基质20.,38。目前作者另外发现这个SNP在纵向FEV的保护作用1变化出现在不吸烟者。因此,当前作者假设还有其他antioxidant-related另外有助于FEV的遗传因子1吸烟者的变化。最近,在哥本哈根城市心脏研究,达尔et al。22报道说,G (-4466) T (rs8192288) SNP,尤其是纯合子突变体基因型,SOD3构成的一个危险因素低水平的用力肺活量和更频繁的COPD住院。有趣的是,在目前的研究中,同一SNP是肺癌风险级别较低的边缘显著相关,与规模相对较大的影响。然而,只有三个受试者被确定为携带的风险()突变纯合子基因型,因此是不可能检测可能对FEV1下降或估计或慢性阻塞性肺病的存在。
目前的研究也有一些局限性。可想而知,C5774T SNP的低流行率SOD2特别是T和Arg213Gly在G (-4466)SOD3本研究可能有负面影响的力量。因此,联想BHR, FEV1与一般人群的慢性阻塞性肺病或下降ever-smokers检测可能是不可能的。另一项研究限制是Vlagtwedde-Vlaardingen队列是一个独特的前瞻性研究BHR和FEV的测量1在几个跨度为25年。因此,它不可能检查复制的结果在另一个前瞻性群组为了减少错误(假阳性)。此外,假定值没有纠正为多个比较。
综上所述,可以得出结论,超氧化物歧化酶2是一种抗氧化剂酶DNA序列的变化可以在其中扮演一个角色在支气管高反应性的发展。通过展示Arg213Gly单核苷酸多态性的保护作用SOD3在一秒钟用力呼气量的过程中在不吸烟者,拼图的另一块替换在肺部疾病的作用。此外,协会的支持证据G (-4466) T (rs8192288)SOD3单核苷酸多态性与一般人的肺活量水平。还需要进一步的研究来证实的可能作用草皮单核苷酸多态性在慢性阻塞性肺疾病、支气管高反应性和附加功能的研究是必要的。
支持声明
本研究支持格兰特:荷兰哮喘基金会(格兰特3.2.02.51);荷兰格罗宁根大学的格罗宁根;和研究生院药物探索(指南),格罗宁根大学医学中心,格罗宁根大学。
感兴趣的语句
没有宣布。
脚注
可以从本文的补充材料www.www.qdcxjkg.com
- 收到了2007年12月19日。
- 接受2008年12月16日。
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