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研究背景脑血管疾病是目前患病率、死亡率、致残率最高的疾病之一,其中缺血性脑血管疾病,即脑梗死(cerebral infarction, CI),约占全部脑血管疾病的60%-80%。脑组织缺血后会发生一系列损伤级联反应,包括钙稳态失衡、氧化应激损伤、兴奋性氨基酸毒性作用、线粒体功能障碍等,以及蛋白酶激活、基因表达改变,最终导致细胞凋亡或坏死。表观遗传学是指在基因序列不变的前提下,基因的表达发生了变化,为环境和基因相互作用的结果,包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、非编码RNA调控等。超氧化物歧化酶(SOD)是一种抗氧化酶,资料显示在脑梗死患者中呈降低趋势。SOD基因甲基化修饰会影响SOD的表达,但是关于人类外周血中的细胞外超氧化物歧化酶(extracellular superoxide dismutase, EC-SOD)基因甲基化程度与脑梗死的关系,国内外尚无相关报道。本研究旨在观察人外周血中,EC-SOD基因甲基化程度是否与脑梗死相关,能否成为诊断该疾病的检测指标之一。研究目的应用病例-对照研究方法探讨EC-SOD基因甲基化程度与脑梗死相关性。研究方法采用病例-对照方法进行研究。病例组随机选自2010年9月至2011年2月在山东大学第二医院神经内科的住院患者,共83例,男性45例,女性38例,年龄最大者为83岁,年龄最小者为41岁,平均年龄61.60±9.73岁。入选病例均符合1995年全国第4次脑血管病学术会议所制定的缺血性脑血管病诊断标准,颅脑MRI或CT证实为脑梗死,无意识障碍或仅有轻度意识障碍,能够配合医师查体；并排除严重肝肾疾病,内分泌代谢疾病,结缔组织疾病,肿瘤,生命体征不平稳,合并其他神经系统疾病及心房纤颤的患者。正常对照组随机选自同期山东大学第二医院清河社区健康查体者,共94例,男性52例,女性42例,年龄最大者为85岁,年龄最小者为48岁,平均年龄61.67±6.98岁。两组年龄、性别均匹配。采用甲基化特异性PCR (methylation-specific PCR, MSP)检测EC-SOD甲基化程度,并分析其与脑梗死的相关性。结果1.本研究共选取了83例脑梗死患者及94例正常对照者,两组年龄、性别无显著性差异(P>0.05)。脑梗死组与正常对照组相比较,无显著性差异的因素有体重指数(BMI)、舒张压(DBP)、空腹血糖(FBG)；增高的因素有吸烟史、饮酒史、荤食者比例、腰围、高血压史、糖尿病史、收缩压(SBP)、心率(HR)、甘油三酯(TG)水平；降低的因素有运动量、总胆固醇(CHOL)水平。2. EC-SOD基因存在三种甲基化模式,包括完全甲基化、部分甲基化及未甲基化。脑梗死组中完全甲基化者4例,部分甲基化者21例,未甲基化者58例,甲基化率为30.12%。正常对照组中完全甲基化者9例,部分甲基化者41例,未甲基化者44例,甲基化率为53.19%。两组甲基化有显著性差异(P<0.05),脑梗死组EC-SOD基因甲基化率低于正常对照组。3.将脑梗死组按照梗死范围,分为大面积脑梗死组和小面积脑梗死组。正常对照组94例,小面积脑梗死组58例,大面积脑梗死组25例。正常对照组中未甲基化者44例,甲基化者50例,甲基化率为53.19%；小面积脑梗死组中未甲基化者有33例,甲基化者有25例,甲基化率为43.10%；大面积脑梗死组中未甲基化者有25例,甲基化者有0例,甲基化率为0%。三组甲基化程度有显著性差异(P<0.05)。三组两两比较发现：小面积脑梗死组与正常对照组EC-SOD甲基化无显著性差异(P>0.05)；大面积脑梗死组与正常对照组甲基化有显著性差异(P<0.05),大面积脑梗死组低于正常对照组；大面积脑梗死组与小面积脑梗死组甲基化有显著性差异(P<0.05),大面积脑梗死组低于小面积脑梗死组。4.分析脑梗死各项相关因素与EC-SOD基因甲基化的关系。(1)将正常对照者及脑梗死患者分别按年龄分组。正常对照者中,高年龄组共49例,未甲基化者16例,部分甲基化者28例,完全甲基化者5例,甲基化率为67.34%；低年龄组共45例,未甲基化者28例,部分甲基化者13例,完全甲基化者4例,甲基化率为37.78%。两组甲基化程度有显著性差异(P<0.05),高年龄组EC-SOD甲基化程度高于低年龄组。脑梗死患者中,高年龄组共41例,未甲基化者22例,部分甲基化者16例,完全甲基化者3例,甲基化率为46.34%；低年龄组共42例,未甲基化者36例,部分甲基化者5例,完全甲基化者1例,甲基化率为14.28%。两组甲基化程度有显著性差异(P<0.05),高年龄组EC-SOD甲基化程度高于低年龄组。(2)按照性别、颈动脉粥样硬化程度、脑动脉硬化情况、是否伴代谢综合征、Hcy水平等分组比较EC-SOD甲基化程度时,未发现有显著性差异(P>0.05)。5.将脑梗死组按照甲基化程度分组比较NIHSS评分及Barthel指数。未甲基化组、部分甲基化组及完全甲基化组的NIHSS评分分别为2.95±3.38,1.05±1.43,0.75±0.50,三组相比具有显著性差异(P<0.05)。未甲基化组、部分甲基化组及完全甲基化组的Barthel指数分别为84.91±20.91,94.05±11.25,96.25±4.78,三组相比无显著性差异(P>0.05)。结论1.脑梗死组与正常对照组相比,EC-SOD基因甲基化率较低,两组差异具有统计学意义,推测EC-SOD基因甲基化程度与脑梗死相关。2.与正常对照组相比,大面积脑梗死组甲基化率低；大面积脑梗死组甲基化率低于小面积脑梗死组。故推测EC-SOD基因甲基化状态与梗死灶范围相关,且梗死灶范围越大,EC-SOD基因甲基化率越低。3. EC-SOD基因甲基化状态与年龄相关,且年龄越大EC-SOD基因甲基化率越高。未发现性别、颈动脉粥样硬化程度、脑动脉硬化情况、代谢综合征、Hcy水平与EC-SOD基因甲基化状态的相关性。4.未甲基化组、部分甲基化组及完全甲基化组NIHSS评分不同,差异具有统计学意义,说明EC-SOD基因甲基化状态与脑梗死后神经功能缺损程度相关。