乙醛脱氢酶2基因多态性与酒精性肝病的相关性研究

任 帅，李异玲

1.沈阳市第十人民医院消化内科，辽宁 沈阳110044；2.中国医科大学附属第一医院消化内科

乙醛脱氢酶2基因多态性与酒精性肝病的相关性研究

任 帅1，李异玲2

1.沈阳市第十人民医院消化内科，辽宁 沈阳110044；2.中国医科大学附属第一医院消化内科

目的 探讨酒精性肝病(alcoholic liver disease,ALD)与乙醛脱氢酶2(aldehyde dehydrogenase 2,ALDH2)基因多态性的相关性。方法 收集87例长期饮酒患者，其中44例为ALD患者，43例为长期嗜酒非酒精性肝病(non-ALD,NALD)患者，30名健康对照者，抽取其外周血标本提取DNA，DNA微阵列芯片法对ALDH2进行基因分型，分析ALDH2基因型与ALD的关系。结果 ALDH2各基因型频率在ALD组与健康对照组中分布差异有显著统计学意义(P<0.01)，嗜酒NALD组与健康对照组中ALDH2基因频率分布差异无显著统计学意义(P>0.01)；ALDH2基因多态性与饮酒后发生潮红综合征相关，与GGT、AST有相关性。结论 乙醛脱氢酶不同基因型与ALD的发生有一定相关性。

乙醛脱氢酶2；酒精性肝病；乙醛脱氢酶2野生型基因；乙醛脱氢酶突变型基因

酒精性肝病(alcoholic liver disease, ALD)是由于长期大量饮酒导致的肝脏疾病，研究[1]报道，在中国，15～69岁人群中的饮酒率高达35.7%。酒精性肝硬化在肝硬化的病因构成比从1999年的10.8%上升到2003年的24.0%[2]。

酒精主要在肝脏通过氧化代谢反应解毒和消除。乙醇首先通过乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH)代谢为乙醛，再由乙醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase,ALDH)通过催化乙醛产生乙酸，最终分解为水和二氧化碳。其中，ALDH是乙醛代谢的关键酶，在乙醛代谢的过程中起着不可替代的作用[3]。研究发现，乙醛脱氢酶第12个外显子存在一个G/A单核苷酸多态(在其相应编码的蛋白质第504氨基酸中Glu/Lys多态)的突变型会严重降低ALDH2的酶活性[4]。

本研究通过检测ALDH2各等位基因在ALD组、嗜酒非酒精性肝病(non-ALD,NALD)组及对照组的分布频率及分析比较，旨在探讨不同ALDH2基因型与ALD的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集2014年-2016年中国医科大学附属第一医院消化内科住院就诊的男性患者87例，其中，ALD患者44例，平均年龄(53.27±11.70)岁，ALD诊断标准符合2010年酒精性肝病诊疗指南[2]。长期嗜酒无ALD患者43例，每日饮含乙醇量≥100 g，均连续5年以上，肝炎病毒标志物均阴性，肝功能检查正常，肝脏超声检查正常，临床检查无肝脏疾病症状及体征。同时收集30名健康对照者，无饮酒史，无肝病史，由中国医科大学附属第一医院体检中心纳入。

1.2 纳入及排除标准纳入标准：根据2010年酒精性肝病诊疗指南[2]：(1)有长期饮酒史，一般超过5年，折合乙醇量男性≥40 g/d，女性≥20 g/d，或2周内有大量饮酒史，折合乙醇量>80 g/d。但应注意性别，遗传易感性等因素的影响。乙醇量(g)换算公式=饮酒量(ml)×乙醇含量(%)×0.8。(2)临床症状为非特异性，可无症状，或有右上腹胀痛、食欲不振、乏力、体质量减轻、黄疸等；随着病情加重，可有神经精神症状和蜘蛛痣、肝掌等表现。(3)血清天冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、γ-谷氨酰转肽酶(GGT)、总胆红素(TBIL)、凝血酶原时间(PT)、平均红细胞容积(MCV)和缺糖转铁蛋白(CDT)等指标升高。其中AST/ALT>2、GGT升高、MCV升高为ALD的特点，而CDT测定虽然较特异但临床未常规开展。禁酒后这些指标可明显下降，通常4周内基本恢复正常(但GGT恢复较慢)，有助于诊断。(4)肝脏B超或CT检查有典型表现。(5)排除嗜肝病毒现症感染及药物、中毒性肝损伤和自身免疫性肝病等。符合第1、2、3项和第5项或第1、2、4项和第5项可诊断ALD；仅符合第1、2项和第5项可疑诊ALD。排除标准：肝功能检查正常，肝脏超声检查正常，临床检查无肝脏疾病症状及体征。

1.3 生化指标所有患者均完善个人资料，包括年龄、性别、饮酒史、既往疾病史。按临床实验室标准进行生化检测，抽取清晨空腹静脉血3～5 ml，测定 ALT、AST、 GGT水平。

1.4 基因分型方法纳入患者均于我院检验科进行ALDH2基因检测：使用ALDH2(Glu504Lys)基因检测试剂盒(上海百傲科技有限公司)抽取外周血清标本行DNA提取，采用DNA微阵列芯片法对ALDH2进行基因分型。

检测结果有3种：野生型基因(ALDH2G/G)、杂合突变型(ALDH2G/A)、纯合突变型(ALDH2A/A)。其中突变纯合子型只检出1例，数量较少，与突变杂合型合并成突变型。

2 结果

2.1 基本资料ALD组年龄高于嗜酒NALD组和健康对照组，但差异无统计学意义(P>0.05)；ALD组和嗜酒NALD组与健康对照组的 ALT、AST、GGT比较差异有统计学意义(P<0.05，见表1)。

表1 各组肝脏酶学指标的比较

Tab 1 Comparison of indexes of liver enzyme in each group

组别例数年龄(x-±s,岁)AST(mmol/L)ALT(mmol/L)GGT(mmol/L)ALD组4453.27±11.7090.36(14～812)86.64(9～1111)221.18(13～1521)嗜酒非NALD组4351.98±9.6519.00(7～35)21.16(8～46)41.86(12～200)健康对照组3048.37±10.3423.57(13～81)28.80(9～131)31.00(9～109)P值 >0.05 <0.05 <0.05 <0.05

2.2 ALDH2基因多态性与ALD相关性与健康对照组比较，ALD组的野生型基因比例显著增多,突变型基因所占比例显著减少,差异有统计学意义(P<0.01)；嗜酒NALD组的野生型基因比例明显增多，突变型基因比例减少，差异无显著统计学意义(P>0.01)。与ALD组比较,长期嗜酒NALD组的突变型基因比例明显增高,差异无显著统计学意义(P>0.01)。与健康对照组比较，ALD组G型等位基因所占比例明显增多，A等位基因频率比例明显减少。各组的基因型频率均符合Hardy-Weinberg平衡。通过卡方检验发现ALD组的G等位基因频率与对照组间差异有统计学意义(P<0.01)；嗜酒NALD组与对照组比较,差异无统计学意义(P>0.01，见表2～3)。

表2 各组ALDH2基因型频率[例数(%)]

Tab 2 Genotype frequency of ALDH2 in each group[n(%)]

组别例数基因型频率野生型(ALDH2G/G)突变型(ALDH2G/A)χ2值P值ALD组4441(93.2)3(6.8)16.01<0.01嗜酒NALD组4333(76.7)10(23.3)4.39>0.01健康对照组3016(53.3)14(46.7)--

表3 各组ALDH2等位基因频率[例数(%)]

Tab 3 Allele frequency of ALDH2 in each group[n(%)]

注：ALDH2基因型等位基因符合Hardy-Weinberg平衡。根据公式：等位基因频率(%)=(2×纯合子+杂合子)/2÷受检例数。

2.3 ALDH2基因多态性与潮红综合征的相关性与野生型基因相比较，突变型基因饮酒后发生潮红综合征的比例明显增加(0.59vs0.19 )，无潮红综合征者所占比例明显减少(0.41vs0.81)，差异有统计学意义(P<0.05)。

2.4 ALDH2基因多态性与GGT、AST的相关性按基因型分组检测,携带G/G基因型与携带G/A基因型患者相比，GGT平均值变化幅度明显高于AST和ALT(110.70vs57.43vs46.74)(P=0.001)、AST(P<0.05)差异有统计学意义；通过Spearman相关分析得出，G等位基因与GGT及AST之间均有相关性(P<0.05)，GGT相关系数均明显高于AST(0.305vs0.187)。

3 讨论

ALD包括酒精性脂肪肝、酒精性肝炎、酒精性肝纤维化及肝硬化。酒精一直被认为是慢性肝病的一个危险因素[5]。长期酗酒显著抑制线粒体ALDH的活性，甚至促进乙醇氧化为乙醛，导致组织与血浆中乙醛水平显著提高[6]。酗酒者肝脏首先发生脂肪变性，当炎症及肝细胞的损伤加重的情况下发展为酒精性肝炎。在长期酒精摄入的情况下，细胞外胶原蛋白和其他基质蛋白的积累，导致肝纤维化，并逐渐发展为肝硬化，甚至肝细胞癌[7]。

ALDH通过催化乙醛产生无毒性的酸性物质来解除乙醛的毒性。目前发现ALDH的同工酶有19种，常见的有ALDH 1～44种。其中，ALDH2在人体内代谢乙醛的能力最强[8]。研究显示，部分人群由于ALDH2 的第12个外显子出现单碱基突变，导致氨基酸序列第504位上的氨基酸Glu被Lys取代，致使该酶的催化能力下降。ALDH2包含2种等位基因(G、A)，可组成3种基因型，包括正常活性的野生型基因GG(ALDH2×1/×1)、部分活性(即10%～45%正常活性)的杂合突变型基因GA(ALDH2×1/×2)和几乎无活性(即1%～5%正常活性)的纯合突变型基因(ALDH2×2/×2)[9]。

酒精代谢速率在带有A等位基因者明显下降。在人类肝脏不同ALDH2基因型中，无活性变异基因的线粒体ALDH2，因酶活性及蛋白成分的双重改变，导致小剂量的酒精消费后即可出现血液中乙醛浓度升高。且ALDH2基因在ALDH2×1/×1型基因者的酶活性的降低更远远超过ALDH2×1/×2，故ALDH2×1/×1型基因者饮酒后，血液中乙醛浓度明显升高[10]。由于乙醛的迅速积累，促进人体儿茶酚胺释放增多，会产生颜面、颈部及前胸皮肤潮红、心跳过速、恶心、呕吐等不适，我们将之称为“潮红综合征”[11]。“潮红综合征”所产生的不适症状使该类个体不易接受大量酒精饮品，导致ALD几率减少。突变型等位基因ALDH2这种较强的自身防御保护作用，会大大降低患ALD的风险[12]。

ALDH2基因多态性存在明显的种族差异，迄今为止，ALDH2×2/×2型基因仅发现于亚洲人，而欧洲人乙醛脱氢酶则主要以ALDH2×1/×1型基因形式存在[13]。约有45%的亚洲人，特别是日本人，是A等位基因携带者，编码ALDH2无活性酶。ALDH2×2/×2几乎完全防止发展酗酒,但ALDH2×1/×2为部分的保护(约60%)。然而，约10%的日本酗酒者发展为酒精相关性疾病，尽管具有无效的ALDH2基因编码的ALDH2×1/×2或ALDH2×2/×2[14]。可见，ALDH2基因多态性与ALD的发生之间存在紧密相关性，个体间遗传差异是酗酒者对ALD是否易感的基础。

近期有欧美研究者研究发现，ALDH2基因的多态性与饮酒反应及饮酒量无关,而与酒精依赖程度存在关联。他们确认，是 ADH基因多态性影响欧洲人酒精摄入和饮酒反应及ALD的发生、发展[15]。

此外，研究显示[16]，无活性的A变异基因可致结肠黏膜通透性提高，乙醛在肠道黏膜大量累积，破坏肠道黏膜屏障功能，使肠黏膜上皮细胞紧密连接和屏障功能障碍。饮酒导致肠道通透性和细菌产物迁移的增加这种保护途径可以解释70%的酗酒者不发展为严重酒精性肝损伤的原因[17]。

虽然不同基因型对ALD的发展有着一定的影响，但一些其他的危险因素也发挥着重要作用。例如，性别、肥胖[18]、吸烟[19]和饮酒模式[20]等。近年来已提出许多其他危险因素影响着ALD的发展。同时，最近的证据表明：ALDH2基因的遗传多态性可能与癌症易感性显著相关,如结肠癌、食管癌、肝癌。作为一种新颖的生物标记,ALDH2在今后许多肿瘤的筛查、诊断、治疗、预后及评估中都起到极其重要的作用[21]。 在酒精性肝硬化中，ALDH2基因多态性的调查与乙醇消费也可用于肝癌发展的预测[22]。

本研究表明：G等位基因者在ALD组更普遍。在嗜酒组及ALD组均未检测出ALDH2×2/×2纯合子，说明G等位基因显著提高ALD的发病率。因为ALDH2×1/×1具有正常的催化能力，故相较于ALDH2×1/×2、ALDH2×2/×2型基因,酒精代谢在ALDH2×1/×1型基因者显著加速。G等位基因者因饮酒后体内缓慢产生的有限乙醛迅速转化为乙酸，故缺乏对饮酒行为的抵制行为，其饮酒量和饮酒频率均偏高，从而导致酒精高浓度长时间停留在体内，加重肝脏受累，发展成ALD。本实验检测到的ALDH2×2/×2基因型极少，分析原因，可能由于样本量较小。迄今为止，没有ALD相关的大规模的、精密设计的、全基因组的相关研究，ALDH2基因多态性与酒精相关疾病的关系还有待大样本试验证实。

本课题通过检测ALDH2各等位基因在对照组、嗜酒无肝病组、ALD组的分布频率进行分析比较，基因多态性结果表明：ALDH2×1/×1型基因与ALD的发生及肝脏酶学变化相关，是ALD发生的易感基因。ALDH不同基因型与饮酒后出现的潮红综合征也存在一定关系。在ALD患者中，不仅应该限制饮酒，同样需要进行ALDH2基因型的筛查。减少饮酒，增加防护意识，有助于减小罹患酒精性相关疾病的风险。

[1]Li Y, Jiang Y, Zhang M, et al. Drinking behaviour among men and women in China: the 2007 China Chronic Disease and Risk Factor Surveillance [J]. Addiction, 2011, 106(11): 1946-1956.

[2]中华医学会肝病学分会脂肪肝和酒精性肝病学组. 酒精性肝病诊疗指南(2010年修订版)[J]. 中华肝脏病杂志, 2010, 18(3): 167-170. The Chinese National Workshop on Fatty Liver and Alcoholic Liver Disease for the Chinese Liver Disease Association．Guidelines for management of alcoholic liver disease:an up dated and revised edition [J]. Chin J Hepatol, 2010, 18(3): 167-170.

[3]Setshedi M, Wands JR,Monte SM. Acetaldehyde adducts in alcoholic liver disease [J]. Oxid Med Cell Longev, 2010, 3(3): 178-185.

[4]Yoshida A,Hsu LC,Yasunami M.Genetics of human alcohol metabolizing enzymes [M].Prog Nucleic Acid Res Mol Biol, 1991, 40: 255-287.

[5]Hart CL, Morrison DS, Batty GD, et al. Effect of body mass index and alcohol consumption on liver disease: analysis of data from two prospective cohort studies [J]. BMJ, 2010, 340(7747): 634-634.

[6]Mello T, Ceni E, Surrenti C, et al. Alcohol induced hepatic fibrosis: role of acetaldehyde [J]. Mol Aspects Med, 2008, 29(1-2): 17-21.

[7]Orman ES, Odena G, Bataller R. Alcoholic liver disease: pathogenesis, management, and novel targets for therapy[J]. J Gastroenterol Hepatol, 2013, 28 Suppl 1: 77-84.

[8]Oota H, Pakstis AJ, Bonne-Tamir B, et al. The evolution and population genetics of the ALDH2, locus: random genetic drift, selection, and low levels of recombination [J]. Ann Hum Genet, 2004, 68(Pt 2): 93-109.

[9]Gross ER, Zambelli VO, Small BA, et al. A personalized medicine approach for Asian Americans with the aldehyde dehydrogenase 2*2 variant [J]. Annu Rev Pharmacol Yoxicol, 2015, 55: 107-127.

[10]Lai CL, Yao CT, Chau GY, et al. Dominance of the inactive asian Variant over activity and protein contents of mitochondrial aldehyde dehydrogenase 2 in human liver [J]. Alcohol Clin Exp Res, 2014, 38(1): 44-50.

[11]Peng GS, Chen YC, Wang MF, et al. ALDH2*2 but not ADH1B*2 is a causative variant gene allele for Asian alcohol flushing after a low-dose challenge: correlation of the pharmacokinetic and pharmacodynamic findings [M]. Pharmacogenet Genomics, 2014, 24(12): 607-617.

[12]Li D, Zhao H, Gelernter J. Strong Protective Effect of The Aldehyde Dehydrogenase Gene (ALDH2) 504lys (*2) Allele Against Alcoholism And Alcohol-Induced Medical Diseases in Asians [J]. HumGenet, 2012, 131(5): 725-737.

[13]Luczak SE, Glatt SJ, Wall TJ. Meta-analyses of ALDH2 and ADH1B with alcohol dependence in Asians[J]. Psychol Bull, 2006, 132(4): 607-621.

[14]Yokoyama A, Mizukami T, Matsui T, et al. Genetic polymorphisms of alcohol dehydrogenase-1B and aldehyde dehydrogenase-2 and liver cirrhosis, chronic calcific pancreatitis, diabetes mellitus, and hypertension among Japanese alcoholic men [J]. Alcohol Clin Exp Res, 2013, 37(8): 1391-1401.

[15]Macgregor S, Lind PA, Bucholz KK, et al. Associations of ADH and ALDH2 gene variation with self report alcohol reactions, consumption and dependence: an integrated analysis [M]. Hum Mol Genet, 2009,18(3): 3580-3593.

[16]Rao R. Endotoxemia and gut barrier dysfunction in alcoholic liver disease [J]. Hepatology, 2009, 50(2): 638-644.

[17]Chaudhry KK, Samak G, Shukla PK, et al. ALDH2 deficiency promotes ethanol-Induced gut barrier dysfunction and fatty liver in mice [J]. Alcohol Clin Exp Res, 2015, 39(8): 1465-1475.

[18]Stewart SH. Racialand ethnic differences in alcohol-associated aspartate aminotransferase and gamma-glutamyltransferase elevation[J]. Arch Intern Med, 2002, 162(19): 2236-2239.

[19]Altamirano J, Bataller R. Cigarette smoking and chronic liver diseases [J]. Gut, 2010, 59(9): 1159-1162.

[20]Rehm J, Roerecke M. Patterns of drinking and liver cirrhosis-What do we know and where do we go [J]. J Hepatol, 2015, 62(5): 1000-1001.

[21]Rui L, Zhao Z, Sun M, et al. ALDH2 gene polymorphism in different types of cancers and its clinical significance [J]. Life Sci, 2016, 147: 59-66.

[22]Abe H, Aida Y, Seki N, et al. Aldehyde dehydrogenase 2 polymorphism influences development to hepatocellular carcinoma in East Asian alcoholic liver cirrhosis [J].J Gastroenterol Hepatol, 2015, 30(9): 1376-1383.

(责任编辑：王全楚)

doi:10.3969/j.issn.1006-5709.2017.01.025

Correlation study between polymorphism of aldehyde denydrogenase 2 gene and alcoholic liver disease

REN Shuai1, LI Yiling2

1.Department of Gastroenterology, Shenyang Tenth People’s Hospital,Shengyang 110044; 2.Department of Gastroenterology, the First Affiliated Hospital of China Medical University, China

Objective To investigate the correlation between the alcoholic liver disease (ALD) and polymorphism of aldehyde dehydrogenase 2 gene (ALDH2).Methods Eighty-seven cases of chronic alcohol drinking history patients were collected,including 44 cases of ALD, 43 cases of long-term drinking NALD patients. In addition, 30 cases of healthy control subjects were selected. DNA was extracted from peripheral blood samples. And DNA microarray chip was carried out to analyze the correlatior between ALDH2 genotype and ALD.Results Different genotypes frequency distribution of ALDH2 had a statistically significant difference between ALD group and healthy control group (P<0.01).However, there was no statistically significant difference between long-term drinking NALD group and healthy control group (P>0.01).ALDH2 genotypes were associated with alcohol flushing symptoms occurred after drinking, and they were related to GGT and AST.Conclusion There is a certain correlation between the different genotypes of ALDH and the occurrence of ALD.

Aldehyde dehydrogenase 2; Alcoholic liver disease; Aldehyde dehydrogenase 2 wild type gene; Aldehyde dehydrogenase mutant type gene

任帅，硕士研究生。E-mail：934663287@qq.com

李异玲,博士，教授，主任医师，硕士研究生导师，研究方向：脂肪性肝病的基础与临床研究。E-mail：lyl-72@163.com

10.3969/j.issn.1006-5709.2017.01.024

R575.5

A

1006-5709(2017)01-0086-04

2016-03-29