上皮钠通道基因变异与高血压及氢氯噻嗪降压效果和药物不良反应的

•临床研究-
上皮钠通道基因变异与高血压及氢氯噻嗪
降压效果和药物不良反应的相关性研究
罗芳周宪梁孙凯汪一波惠汝太
100037北京，中国医学科学院北京协和医学院国家心血管病中心阜外医院
通讯作者：周宪梁，电子信箱：zhouxianliang0326@
惠汝太，电子信箱：huirutai@
D01：10. 3969/j. issn. 1007-5410. 2016. 03. 008
【摘要】目的上皮钠通道在调节机体血压方面起到重要作用，其基因变异可影响血压的变
化。

本研究拟验证上皮钠通道基因变异与高血压、高血压人群服用氢氯噻嗪后的降压效果，及与氢
氯噻嗓低血钾及高血糖不良反应的相关性。

方法本研究前瞻性纳人两组高血压病例对照人群
(分别为1 642例及609例）检测上皮钠通道基因型。

并对542例高血压患者给予2周的氢氯噻嗪单
药降压治疗，测量基线血钾、血糖等生化指标。

经过长期随访，共获得456例患者的随访资料，平均随
访31个月，再次测量血钾、血糖等生化指标。

结果SCA W lis2071244的G等位基因在两组高血
压病例对照人群中均与高血压显著相关（〇心1.528,95%C/:1. 138 ~2.051，P =0.005及0^:2.032,
95% C/:l. 292 ~ 3. 194, P =0.002)。

矫正年龄、性别等因素后在两组人群中相关性仍显著（0心
1.429,95% C/: 1.042 ~ 1.960，_P= 0.027 及 1.779,95% C/: 1.098 ~
2.884，_P= 0.019)。

氢氯噻嗪
服药两周后，携带rS2071244G等位基因的患者无论是收缩压还是舒张压均比携带CC基因型的患者
具有更显著的降压效果。

携带rs2071244G等位基因的患者收缩压下降26.7 mmHg，携带CC基因型
的患者收缩压下降20.1 mmHg(P=0.026)。

携带G等位基因的患者舒张压下降13.2 mmHg，携带
CC基因型的患者舒张压下降9.8 mmHg(P=0. 014)。

在高血压人群中，服用氢氯噻嗪之前及服用后
随访时，SCAW1*S2071244不同基因型之间血钾及血糖水平、血钾及血糖变化幅度均差异无统计学意
义(P>0. 05)。

结论上皮钠通道SCAW14基因变异rS2071244是高血压的危险因素，对氢氯噻嗪
的降压效果更敏感，但与氢氯噻嗪对血钾、血糖的不良反应无关。

【关键词】基因;多态性;上皮钠通道;高血压;氢氯噻嗪;药物不良反应
基金项目：国家自然科学基金青年基金（81200190)
Associations of epithelial sodium channel gene variant with hypertension, antihypertensive effects and
side effects of hydrochlorothiazide Luo Fang，Zhou Xianliang，Sun Kai，Wang Yibo，Hui Rutai
FuWai Hospital and National Center for Cardiovascular Diseases, Chinese Academy of Medical Sciences and
Peking Union Medical College, Beijing 100037, China
Corresponding author：Z hou Xianliang Email：zhouxianliang0326@ hotmail. com；Hui Rutai, E mail：huirutai@
gmail com
【Abstract】Objective The epithelial sodium channel plays an important role in blood pressure
regulation. The purpose of the study was to determine whether the variant of epithelial sodium channel is a
risk factor for hypertension, whether it has an impact on the antihypertensive response to hydrochlorothiazide
and associated with side effects of hydrochlorothiazide. Methods We performed two independent case-
control studies for association with hypertension ( n = 1642 and n= 609 )，and a clinical trial of hydrochlorothiazide ( n =542 ) for association with diuretics response. Blood potassium and glucose measurements were obtained in all the hypertensive patients pretreatment and posttreatment Mean follow up
period was 31 months. Results We found that the SCNN1A rs2071244 G allele was significantly
associated with hypertension after appropriate adjustment in two case-control studies ( OR ： 1. 429,95% C l：
1. 042-1. 960 =0. 027,in the first population； 0/? ： 1. 779 ,95% C/： 1. 098-
2. 884 = 0. 019, in the second population). The blood pressure reduction in rs2071244 G carriers after hydrochlorothiazide treatment was greater than that in CC carriers, 26. 7 mmHgn 20. 1 mmHg (P=0.026) in systolic blood pressure and 1
3. 2 mmHgn 9. 8 mmHg (P = 0. 014) in diastolic blood pressure. After treatment of hydrochlorothiazide, the follow-up study found no relationship between rs2071244 and the level of blood potassium or blood glucose ( P > 0. 05 ). Conclusions Our results support that SCNN1A rs2071244 is a genetic risk factor for hypertension,a predictor for antihypertensive response to diuretics, but not associated with side effects of hydrochlorothiazide.
【Key words 】Genes; Polymorphism；Epithelial sodium channel；Hypertension；Hydrochlorothiazide ；Antihypertensive effect ；Side effects
Fund program：National Natural Science Foundation of China Youth Fund Project(81200190)
上皮納通道（epithelial sodium channel ,ENaC)通路在人体水钠代谢、血压调节方面起到关键性作 用。

它位于肾脏的终末肾单位皮质集合管，是钠离 子重吸收的最后一步，也是钠离子重吸收的关键限 速步骤。

E N a C基因变异不仅对血压水平有显著影 响，还对血压的进行性变化起着重要作用[1]，并与 肾脏排钾密切相关，而血钾异常又与血糖紊乱密切 相关。

氢氯噻嗪是一线降压药物，具有良好的降压 效果，但同时具有降低血钾、升高血糖等不良反应[M]。

因其降压作用机制与排钠关系密切，上皮 钠通道通路的基因变异可能参与其中。

我们早前研 究发现E N a C的调控基因的功能变异可影响氢氯噻嗪的降压效果[5]，目前E N a C基因变异对 氢氯噻嗪药效的研究罕有报道。

且尚缺乏上皮钠通 道基因变异对氢氯噻嗪血钾、血糖影响的研究。

本 研究拟验证上皮钠通道基因变异与高血压、高血压 人群服用氢氯噻嗪后的降压效果，及与氢氯噻嗪低 血钾及高血糖不良反应的相关性。

1对象和方法
1.1研究对象
2005年3月至5月，从河南信阳平桥区的7个 农村社区进行筛查，入选高血压患者共818例，并入 选按年龄段进行性别年龄匹配的健康对照人群824 例。

高血压诊断标准为2月内三次不同时间检查收 缩压為14〇m m H g和（或）舒张压為90 m m H g。

排除 标准包括有心肌梗死、脑卒中、糖尿病、肾功能不全 病史的患者及继发性高血压患者。

在山东日照地区 以同样的入选及排除标准入选高血压患者290例，健康对照组319例。

在上述河南信阳高血压病例对照研究人群中，入选未接受过任何高血压药物治疗或者在最近1个月内没有接受过药物治疗的高血压患者共542例，给予利尿剂氢氯噻嗪25 mg/d 口服降压治疗，并测 量血钾、血糖等生化指标。

服用氢氯噻嗪2周后再 次测量血压，服用氢氯噻嗪前后的血压差值定义为 降压效果。

由于单药治疗，要求入选者的收缩压矣180 m m H g,舒张压矣110 m m H g,排除标准包括不 能坚持服药，氢氯噻嗪药物过敏，心肌梗死、脑卒中、糖尿病、肾功能不全及继发性高血压的患者。

为明 确受试人群服用氢氯噻嗪后的药物不良反应的发生 情况，对服用氢氯噻嗪的受试者进行长期随访，测量 血钾、血糖等生化指标，至2007年11月，共有456 例服用氢氯噻嗪的高血压患者完成了随访，随访时 间29 ~33个月，平均(31 ±2)个月。

1.2研究方法
1-2.1临床数据采集测量血压前所有受试者避免吸烟及饮用含有酒精、咖啡因的饮料，避免运动后 30 m i n内测量血压。

用水银汞柱血压计及合适袖带 测量受试者右上肢血压。

坐位休息5 m i n后测量3 次，取平均值作为血压值。

体质指数（B M I)由身高 及体重计算得来。

测量血生化指标的受试者要求取 血前空腹12 h。

受试者基本信息以问卷的形式收集。

本研究方案得到主持研究单位（中国医学科学 院阜外医院）和当地联合研究单位（信阳市第四人 民医院和信阳市中心医院）伦理委员会审查通过，所有参与者均被告知此研究之详情及可能的危害，并签署知情同意书。

1.2. 2基因检测基因组D N A由全血中提取。

聚 合酶链式反应-限制性内切酶长度多态性（P C R-P F L P)法对r s2071244进行基因分型，引物:5’TCT T T C T G C C C T C C T G T C C T T C 3 ’&5’G A G G G C A G G T-G A A C T G G G A G T A 3 ’〇P C R产物长 227 b p,Hpall 酶
切后，4%琼脂糖胶电泳检测，G G基因型者可见227 bP—条片段，G C基因型者可见227 b P、205 bP 二条片段，C C基因型者可见一条205 bP片段。

重复 验证，随机挑选10%的样本，双向测序，得到基因型 的相符率100%。

1.3统计学方法
计量资料用（尤± O表示，计数资料用百分构成 比表示。

用SPSS22. 0统计软件进行数据统计，组间 比较，计量指标用t检验及单因素方差分析(^V0K4)，计数资料用;检验，基因型与高血压的相 关性采用多因素回归分析调整年龄及其他传统心血管危险因素并用比值比(odds ratio，(W)和汜％ C/表示。

以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果
2.1S C W V14基因变异r s2071244与高血压相关
在信阳人群U=1 642)高血压患者及对照的基 本临床资料见表1。

信阳人群高血压组r S2071244 基因型频率分别为G G 43. 6%、G C46. 0%、CC 10. 4%,对照组为G G40. 2%、G C44. 8%、CC 15. 0%。

r s2071244的G等位基因与高血压显著相 关（0«: 1.528,95%C/:l. 138 ~2.051,P =0.005)。

多元回归分析揭示矫正年龄、性别、体质指 数、血糖、血脂后相关性仍然显著（〇心1.429,95% C/:1.042 ~ 1.960 = 0.027)(见表 2)。

在日照人群U=609)的病例对照研究中，高血压患者及对照 的基本临床资料见表1。

日照人群r S2071244高血 压组基因型频率分别为G G37. 2%、G C51. 4%、CC 11. 4%，对照组为G G31. 7%、G C47. 6%、CC 20.7%。

G等位基因与高血压显著相关（0«: 2.032,95%C/: 1.292 ~ 3.194, P = 0.002)。

多元 i—c回归分析揭示矫正年龄、性别、体质指数、血 糖、血脂后相关性仍然显著（〇«: 1.779,95%C/: 1.098 ~2. 884=0.019)(见表2)。

两组病例及对 照的rs2071244基因频率均符合Hardy-Weinbery 平衡。

2.2 SCWV14基因变异rs2071244与氢氯噻嗪 降压效果相关
在氢氯噻嗪治疗的两周时间内，所有的入选患 者U=542)都单独服用氢氯噻嗪。

携带G等位基 因的患者与C C基因型的患者年龄、性别、收缩压、舒张压、血糖、血脂、体质指数等基线资料差异无统 计学意义（均为P>0.05)。

携带G等位基因的患 者无论是收缩压还是舒张压均比携带C C基因型的 患者具有更显著的降压效果。

携带G等位基因的 患者收缩压下降26.7 m m H g，携带C C基因型的患 者收缩血压下降20. 1m m H g(P=0.026)。

携带G 等位基因的患者舒张压下降13.2 m m H g，携带CC 基因型的患者收缩血压下降9.8 m m H g(P = 0.014)。

（图1)
表1高血压病例对照研究的基础临床资料
信阳人群日照人群
病例组对照组病例组对照组
例数
年龄（5 ，岁）
818
58.2±8.3a
824
56.3±8.0
290
57.6±11.0
319
55.9±8.7
男性[例〇)]269(32.9)266(32.3)106(36.6)119(37.3)
体质指数（元土5 ,
kg/m2)26.0± 3.5a24. 6 ± 3. 624. 5 ± 3.4a23. 1 ± 3. 6收缩压±S，mmHg)167.1 ±22. 5a122.8 ±11.1155. 5 ±16. 9a120.9 ±10.2 #弓长(元±S，mmHg)99. 0 ±12.2a79.3± 6.892.7±9.9a77. 1 ±7. 0空腹血糖（元土s ,mmol/L) 5.53 ± 1.50a 5. 17 ± 1. 86 5.45 ± 1.39 5. 33 ± 1.46总胆固醇（元土s ,mmol/L) 5.58 ± 1. 10a 5. 23 ± 1.09 4.93 ±0. 93a 4. 76 ±0.87 LDL-C(元 ±s，mmol/L) 3. 16 ±0. 89a 2. 85 ±0. 87 2. 75 ±0. 73 2. 64 ±0.70 HDL-C(元 ±s ,mmol/L) 1.57±0. 34a 1.53 ±0.33 1.41 ±0.29 1. 44 ±0.31吸烟[例（％)]144(17.6)156(18.9)66(22.6)65(20.3)
饮酒[例（％)]145(17.7)141(17. 1)84(28.9)76(23. 8)注:与对照组比较,<〇. 05 ;LDL-C:低密度脂蛋白胆固醇;HDL-C:高密度脂蛋白胆固醇
2.3 S C W V14基因变异r s2071244与服用氢氯噻嗪 后血糖及血钾水平无关
表3显示了 r e2071244的基因型频率与血钾 水平的关系。

在高血压人群中，服用氢氯噻嗪之前及服用后随访时，不同基因型之间血钾水平均差异无统计学意义（均为P> 0.05)。

高血压人群 在服用氣氣嗟辕后，不问基因型间血钟的变化幅 度差异无统计学意义（均为P> 〇.〇5)。

血糖水平 与r s2071244的基因型频率相关性见表4。

携带不 同基因型的高血压人群，服用氢氯噻嗪前后的血糖 水平及血糖变化幅度均差异无统计学意义（均为P >0. 05) 〇
3讨论
本研究中发现上皮钠通道S C W V H S2071244 基因变异与高血压显著相关，这一结果在两个独立 人群中均得到了验证，r s2071244基因变异与高血压 人群服用氢氯噻嗪后的降压效果亦显著相关，但与 服用氢氯噻嗪前后的血钾、血糖的水平，及血钾、血 糖变化幅度无关。

高血压是心血管疾病的重要独立危险因素[6]，约50%的高血压患者为盐敏感高血压，在盐敏感人 群中日常进食的钠盐量对血压有显著影响。

肾脏可 调节体内的钠离子的总量，在调节细胞外体液量及 血压中起到重要作用。

钠离子浓度调节与细胞外液 容量的调节密切相关，而细胞外液容量又会影响血 容量及血压。

远端肾单位是钠离子重吸收的重要部 位，E N a C位于远端肾单位，在钠离子转运中起到了 关键作用，也因此进一步影响细胞外容量及血压m。

E N a C共有a、P、7三种亚单位，分另I J由S C W V L4、S C A W1B、S C A W1G基因编码[8—9]。

ENaC 的基因功能获得性突变可导致Liddle综合征，表现为 容量过多、低钾血症、高血压。

而基因功能缺失突变 可导致I型假性醛固酮增多症，引起容量减少、高钾 血症、低血压[3]。

与E N a C功能相关的基因变异，可 改变顶端胞膜上E N a C的表达。

例如，E N a C a亚单 位T663基因变异可显著增加E N a C在爪蟾卵母细 胞膜表面的表达。

P亚单位T594M的基因变异可 引起钠离子通道对蛋白激酶C的负性调节作用产生 抵抗，增加钠离子通道的活性。

而E N a C通道活性的
表2 rS2071244与高血压相关
基因型[例（％)]G.—. C GG + GC .—. CC
GG GC CC OR(95% CI)OR(95% CI)校正 07?(95% C/)信阳
病例组
357(43.6)376(46.0) 85(10.4) 1. 195(1.035 ~ 1.379) 1.528(1. 138 ~2. 051) 1.429(1.042 -1.960)对照组
331(40.2)369(44. 8) 124(15. 0)P-0.015P-0. 005P -0. 027日照
病例组
108(37.2)149(51.4) 33(11.4) 1.362(1.082-1.714) 2. 032(1.292-3. 194) 1.779(1.098 ~2. 884)对照组
101(31.7)152(47.6) 66(20.7)P -0. 008P-0. 002P-0.019
表3 rs2071244基因型频率分布与血钾水平
GG(177 M)GC(223 例）CC(56 例）P GG + GC(400 M)P( GG + GC CC)基线血钾
4.41(0. 50) 4.37(0.45) 4. 39(0. 53) 0. 69 4.39(0. 47)0. 98
随访血钾
4.44(0. 45) 4.43(0. 51) 4. 46(0. 47) 0.86 4. 43(0. 48)0. 64
血钾变化
0. 030(0. 63)0. 058(0. 60)0. 079(0. 53) 0.830. 45(0.61)0. 69
表4 rs2071244基因型频率分布与血糖水平
GG(177 M)GC(223 例）CC(56 例）P GG + GC(400 M)P( GG + GC CC)基线血糖
5.27(0. 75) 5.22(0. 78) 5. 32(0. 77) 0.62 5.24(0. 77)0. 45
随访血糖
5.55(1.21) 5.60(1. 16) 5.52(1.01) 0.86 5.58(1. 17)0. 69
血糖变化
0.29(1.25)0.38(1. 14)0. 19(0. 84) 0. 490.34(1. 19)0. 37
上调，可升高血压水平,引起高血压。

r s2071244位于 编码a亚单位的S C A W14的启动子区,本研究发现与 携带C C基因型的人群相比，G等位基因人群高血压 患病率高，推测其可能增加高血压的发生，其机制可 能与r s2071244改变E N a C通道的表达，影响钠离子 重吸收相关，但仍需进一步实验验证。

氢氯噻嗪利尿剂是一线降压药物，但其降压效 果在不同个体之间差异有统计学意义。

这种差异是 由多种因素，如环境因素、年龄、性另I J、体重和治疗前 血压等造成，而近些年更多的研究结果表明，基因变rs2071244均无关，血钾及血糖的变化幅度亦与此基 因变异无关。

故在本研究中，尚不能证明E N a C与服 用氢氯噻嗪后引起的低钾血症及糖代谢紊乱相关。

综上所述，本研究提示E N a C基因变异rs2071244是高血压的危险因素，可预测氢氯噻嗪降 压效果，其具体机制尚需进一步研究。

我们尚未发 现E N a C与氢氯噻嗪不良反应的相关性，但本试验 仅研究了 r S2071244与血钾、血糖的关系，下一步还 需验证E N a C其他基因变异与服用氢氯噻嗪后低钾 血症及糖代谢紊乱是否相关。

异可以导致不同的患者对药物有不同的治疗反应。

其中相关通路上的基因变异可解释20% ~95%的药物反应个体差异。

氢氯噻嗪的降压作用机制与排 钠关系密切。

氢氯噻嗪作用于肾脏远曲小管的Na-Cl共同转运体，还作用于包括E N a C在内的其他 离子通道，例如在鼠类中观察到长期氢氯噻嗪治疗 可增加E N a C在肾脏外髓的数量。

在肾脏中ENaC 主要与体液调节及钠离子重吸收相关，使钠离子由 管腔更多地进入细胞。

因利尿剂通过调节水钠重吸 收影响血压，故E N a C基因变异可能与利尿剂降压 效果相关。

本研究证实了这一推断，S C W V L4基因 变异r s2071244可同时影响氢氯噻嗪对收缩压及舒 张压的降压效果，携带G等位基因的高血压患者在 服用氢氯噻嗪后，收缩压比携带C C基因型的高血 压患者平均多下降6.6 m m H g，舒张压比C C基因型 携带者多下降3.4 m m H g，本研究提示，r s2071244可 预测氢氯噻嗪对于收缩压及舒张压的降压效果，即携带G等位基因的患者比携带C C基因型的患者具 有应用氢氯噻嗪更好的降压效果。

噻嗪类利尿剂最常见的不良反应为低钾血症，另一'不良反应是糖代谢素乱,血钟异常在其中可能 起到重要作用。

研究发现，血糖升高程度与血钾减 低的程度正相关，钾剂的补充可降低血糖异常的发 生率。

其机制可能与低血钾引起胰岛素分泌受损及 胰岛素抵抗相关。

一个离体胰腺灌注试验发现低钾 引起胰岛素分泌减少，反之高钾可使胰岛素分泌增 加。

此结果在另一试验中得到证实，低血钾可引起 胰岛素分泌受损进而引起糖耐量异常。

其他可能机 制为，低钾血症患者的胰岛素分泌中胰岛素原所占 比例更高，而胰岛素原的降糖效果劣于胰岛素，因此 造成了更高的血糖水平。

但在本研究中并未发现基 因变异与血钾及血糖水平的相关性，在服用氢氯噻嗪 前后，血钾及血糖水平与S C M V L4基因变异利益冲突:无
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(收稿日期:2016~03-16)
(本文编辑:周白瑜)。