DRD2基因多態性與冠狀動脈旁路移植術后譫妄的關聯研究

李曉晴 劉水平 姜霽雯 袁鵬 鄭海亮

·論著·

DRD2基因多態性與冠狀動脈旁路移植術后譫妄的關聯研究

李曉晴 劉水平 姜霽雯 袁鵬 鄭海亮

目的 研究DRD2基因多態性與冠狀動脈旁路移植術后譫妄的相關性以及危險因素。方法 以冠狀動脈旁路移植手術住院患者為研究對象，連續納入手術患者150例，以《譫妄分級量表-98修訂版》作為譫妄診斷工具，分析術后譫妄的發生率和危險因素；采用基因測序法確定DRD2的多態性，分析rs6275、ts6277多態性與譫妄的相關性。結果 術后譫妄發生率8.0%(12/150例)；組間單因素分析顯示腦梗死 (OR=0.784，95%CI 0.631～0.975，P=0.024)；手術持續時間(OR=2.251，95%CI 0.941～5.380，P=0.048)；體外循環時間(OR=1.057，95%CI 0.703～1.590，P=0.029)；ICU病房時間(OR=1.890，95%CI 1.201～2.973，P=0.005)差異有統計學意義(P<0.05)；2組間rs6275基因型差異無統計學意義(OR=1.265，95%CI 0.697～2.303，P=0.651)；rs6277基因型2組間分布差異有統計學意義(OR=2.276，95%CI 1.142～4.523，P=0.049)；Logsistic多因素回歸分析顯示腦梗死(OR=1.861，95%CI 1.082～3.163，P=0.024)、ICU持續時間(OR=6.757，95%CI 2.376～19.267，P=0.001)、rs6277的CC基因型(OR=4.019，95%CI 1.395～12.341，P=0.012)是術后譫妄的危險因素。結論 對術前合并腦梗死的高危患者，進行DRD2基因篩查，有助于評估譫妄發生的可能性。

冠狀動脈旁路移植術；術后譫妄；發生率；危險因素

術后譫妄(postoperative delirium,POD)是在手術、麻醉后出現的急性、波動性認知功能障礙，是在患者易感素質的基礎上，由圍手術期的多種因素共同作用所促發[1,2]。盡管心臟手術和麻醉技術日益成熟，POD仍是冠狀動脈旁路移植術(coronary artery bypass grafting,CABG)術后神經系統急性并發癥之一，POD不僅延長住院時間、增加醫療費用、延緩功能恢復，最新研究顯示，術后譫妄還與術后持續認知功能障礙(postoperative cognitive dysfunction,POCD)、癡呆(dementia)密切相關[3,4]。POD的發病機制尚不十分清楚，基因易感性和生物標志物已成為譫妄研究的新熱點[5]。多巴胺受體阻斷劑能夠有效控制譫妄癥狀，使多巴胺能系統成為譫妄研究的候選基因之一[6]。本研究旨在探討多巴胺D2受體(dopamine D2 receptor,DRD2)與譫妄的相關性[7]，為早期預防提供依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 連續納入2014年1～12月北京安貞醫院心臟外科CABG手術的150例住院患者為研究對象，其中男95例，女55例；平均年齡(62.8±7.1)歲。

1.2 譫妄診斷標準 采用美國《精神疾病診斷與統計手冊-第五版》[8](《diagnostic and statistical manual-V,DSM-V》)的診斷標準，以譫妄分級量表-98修訂版(delirium rating scale-revised-98,DRS-R-98)[9]作為譫妄的診斷和鑒別診斷工具，該量表內容分為兩部分：(1)3個診斷項目:包括“癥狀發生時間”“癥狀波動性”和“軀體疾病”，鑒別診斷譫妄、癡呆、精神分裂癥等；(2)13個嚴重程度項目:包括“睡眠覺醒周期紊亂”、“感知障礙”、“妄想”、“情感易變性”、“言語”、“思維過程”、“精神運動性激越”、“精神運動性遲滯”、“注意力”、“短時記憶”、“定向障礙”、“長時記憶”和“視空間能力”。每個項目根據不同程度分為0～3分，累計積分，DRS-R-98≥12分則診斷譫妄。

1.3 研究方法

1.3.1 入選標準：①冠狀動脈旁路移植術后，包括體外循環下行冠狀動脈旁路移植手術(on-pump coronary artery bypass grafting,On-CABG)和非體外循環下行冠狀動脈旁路移植手術(off-pump coronary artery bypass grafting,Off-CABG)；②符合譫妄的診斷標準， DRS-98≥12分；③術前無認知功能障礙，簡易精神狀態檢查量表(Mini Mental State Examination,MMSE)評分：文盲≥17 分；小學≥20分；中學及以上≥24 分；④術前無焦慮、抑郁，醫院焦慮抑郁量表(hospital anxiety and depression scale，HADS)評分≤7分；⑤同意參加試驗并簽署知情同意書。

1.3.2 排除標準：①術后發生腦卒中，包括缺血性及出血性腦卒中；②因其他因素引起術后意識障礙者；③嚴重視聽障礙，無法配合神經系統查體、認知功能測試及其他神經系統功能評估；④同時進行兩種及以上的心臟手術者。

1.3.3 觀察指標：將觀察指標分為三大類，分別為術前因素(既往病史和一般資料)，術中因素(手術過程)，術后因素(術后監護室以及返回病房后)。術前因素包括年齡、性別、吸煙、飲酒、糖尿病、左心室射血分數(left ventricular ejection fraction,LVEF)、高血壓、房顫(arterial fibrillation,AF)、腦梗死、腦出血。術中因素包括手術持續時間、麻醉持續時間、體外循環持續時間、術中平均動脈壓(mean arterial pressure,MAP)、手術方式(體外循環下手術和非體外循環下手術)。術后因素包括重癥監護病房(intensive care unit,ICU)持續時間，機械通氣時間(controlled mechanical ventilation,CMV)，平均動脈壓，血氧飽和度(arterial oxygen saturation,SaO2)，發熱，心率，血紅蛋白(hemoglobin,Hb)，術后疼痛采用視覺模擬疼痛評分法(visual analogue scale，VAS)。

1.3.4 分組：根據是否發生POD將研究對象分為研究組(譫妄組)12例和對照組(非譫妄組)138例。

1.3.5 多巴胺受體D2(dopamine D2 receptor,DRD2)基因型的測定:采用基因測序法確定研究對象的DRD2基因型。采用Promega DNA純化試劑盒抽提全血DNA，然后進行DRD2基因PCR擴增。DRD2 rs6275設計引物，上游：5’gccgactcaccgagaaca 3’；下游5’ggctgatgcctgggaact 3’。25 μl PCR擴增反應體系包括10×PCR緩沖液2.5 μl+2.5 mmol/L的dNTP混合液2 μl+上游引物(10 μmol/L)0.5 μl+下游引物(10 μmol/L)0.5 μl+DNA(200 ng/μl)2 μl +Taq DNA聚合酶(5 μg/μl)0.2 μl+ddH2O 17.3 μl=25 μl。循環條件：95℃ 5 min，(94℃ 30 s，51.8℃ 30 s，72℃ 30 s)共30個循環；最后72℃ 5 min，純化PCR產物。DRD2 rs6277設計引物，上游：5’gccgactcaccgagaaca 3’；下游5’ggctgatgcctgggaact 3’。25 μl PCR擴增反應體系包括10×PCR緩沖液2.5 μl+2.5 mmol/L的dNTP混合液2 μl+上游引物(10 μmol/L)0.5 μl+下游引物(10 μmol/L)0.5 μl+DNA(200 ng/μl)2 μl +Taq DNA聚合酶(5 μg/μl)0.2 μl+ddH2O 17.3 μl=25 μl。循環條件：95℃ 5 min，(94℃ 30 s，59.9℃ 30 s，72℃ 30 s)共30個循環；最后72℃ 5 min，純化PCR產物。擴增產物進行直接測序，采用DNA Star軟件比對，chromas軟件判斷基因型。

2 結果

2.1 POD的發生率和研究分組 納入150例研究對象，譫妄患者共12例為研究組；無譫妄患者138例為對照組。譫妄發生率8.0%。

2.2 組間單因素分析 將2組患者圍手術期指標分為三大類型，即術前、術中和術后危險因素，并對這三大類指標進行單因素分析。與POD發生有關的危險因素包括既往腦梗死 (OR=0.784，95%CI 0.631～0.975，P=0.024)；手術持續時間(OR=2.251，95%CI 0.941～5.380，P=0.048)；體外循環時間(OR=1.057，95%CI 0.703～1.590，P=0.029)；ICU病房時間(OR=1.890，95%CI 1.201～2.973，P=0.005)，上述各因素對POD的影響差異有統計學意義(P<0.05)。見表1～3。

表1 POD術前危險因素分析

表2 POD術中危險因素分析

表3 POD術后危險因素分析

2.3 DRD2基因多態性與POD的關聯

2.3.1 rs6275和rs6277的基因頻率和基因型以及Hardy-Weinberg遺傳平衡檢驗：DRD2位于染色體11q23，第7號外顯子的2個位點即rs6275和rs6277分別存在同義突變即939T>C和957C>T。rs6275等位基因C的頻率為43.7%，等位基因T的頻率為56.3%；三種基因型CC、CT、TT的頻率分別為15.3%、56.7%、28.0%。rs6277等位基因C的頻率為88.0%，等位基因T的頻率為12.0%；三種基因型CC、CT、TT的頻率分別為78.7%、18.7%、2.6%。經Hardy-Weinberg平衡定律檢驗，rs6275和rs6277的基因型頻率的分布符合遺傳平衡(P>0.05)，樣本來自同一孟德爾群體。見表4、5。

表4 rs6275和rs6277的基本特征

表5 rs6275和rs6277位點基因頻率及基因型分布 例(%)

2.3.2 2組中rs6275和rs6277基因和基因型頻率的結果:2組間rs6275等位基因頻率差異無統計學意義(OR=1.056，95%CI 0.727～1.733，P=0.775)；rs6275基因型2組間分布差異亦無統計學意義(OR=1.265，95%CI 0.697～2.303，P=0.651)。2組間rs6277等位基因頻率差異有統計學意義(OR=3.857，95%CI 1.727～8.663，P=0.001)；rs6277基因型2組間分布差異有統計學意義(OR=2.276，95%CI 1.142～4.523，P=0.049)。見表6。

表6 2組中rs6275和rs6277基因和基因型頻率比較 例(%)

2.3.3 多因素回歸分析：多因素Logistic逐步回歸分析結果顯示，與POD發生有關的因素包括腦梗死、ICU持續時間、rs6277的CC基因型。見表7。

表7 POD的Logsistic多因素回歸分析結果

3 討論

POD是CABG常見的并發癥之一，與圍手術期的多種因素有關[10]。腦血管病是發生POD的高危因素。術前“認知正常(cognitively healthy)”的患者，頭部核磁檢查可以發現腦白質疏松(white matter hyperintensity or leukoaraiosis)、腔隙性梗死(lacunar infarction)等多種腦小血管病變(cerebral small vessel disease,SVD)[11]，腦血管病變導致神經元損失、突觸數目減少、神經環路受損、認知障礙發生閾值降低，在此基礎上，CABG手術應激可誘發系統性炎性反應，增加血腦屏障通透性，炎性因子TNF等進一步誘發急性腦損傷，導致乙酰膽堿、五羥色胺、多巴胺等神經遞質失衡，產生譫妄[12]。

POD與ICU病房觀察時間延長有關。ICU時間長與手術時間長、創傷大、術后并發癥等多種因素有關，對中樞神經系統等重要器官的影響亦增加；ICU也是一種特殊環境，常有機械輔助通氣、肢體約束、留置胃管尿管、密切監測護理等，容易誘發譫妄[13]。

本研究首創性的觀察了多巴胺受體基因多態性與術后譫妄的關聯性。多巴胺是重要的神經遞質，多巴胺與乙酰膽堿神經遞質失衡是譫妄的發病機制之一[14]。腦內有三條主要的多巴胺能神經通路，分別是黑質紋狀體通路、中腦邊緣系統通路以及漏斗結節通路。多巴胺遞質與多巴胺受體(dopamine receptors， DRs)結合，發揮調節運動、認知、學習、記憶、情感、內分泌功能的重要作用。多巴胺受體有五種亞型D1～D5。最近的薈萃分析、橫斷面流行病學研究以及基因多態性研究結果均提示多巴胺受體基因與譫妄、酒精依賴、精神分裂癥、神經退行性疾病有關[15]。多巴胺D2受體(dopamine receptor D2,DRD2)編碼基因位于染色體11q22-q24，其單核苷酸多態性(single nucleotide polymorphism,SNP)成為目前的研究熱點。本研究首創性的觀察了DRD2基因位于第七外顯子的兩種同義突變rs6275(C/T)和rs6277(C/T)[16,17]與術后譫妄的關系。我們發現rs6277的C等位基因是術后譫妄的危險因素(P=0.001，OR=3.857，95%CI 1.727～8.663)。雖然rs6277(C/T)是同義突變，表達的氨基酸相同，但是細胞研究顯示C/T等位基因的差異顯著影響DRD2的mRNA的穩定性和表達數量；健康志愿者的人體試驗進一步顯示紋狀體、皮質、丘腦不同腦區域的多巴胺受體的親和性和密度受rs6277(C/T)突變影響，C/C純合子的DRD2親和性最強，T/T純合子的親和性最弱[18-20]。據此推測rs6277(C/T)突變通過增加多巴胺能神經活性，導致多巴胺與乙酰膽堿遞質失衡，進而增加譫妄發生的易感性。國內外對于rs6277(C/T)與譫妄的相關性研究均為之甚少，因此需要更大規模的病例對照(case-control)研究以及更細化的表型分層，進一步確認rs6277與譫妄的相關性。

國外對rs6275(C/T)多態性的研究集中在精神分裂癥[21]、偏頭痛[22]、語言障礙[23]、藥物濫用[24]等方面。在與譫妄的關聯研究中，有關rs6275的陽性報道極少，本研究亦未發現rs6275(C/T)與術后譫妄相關。

藥物遺傳學研究顯示，DRD2基因多態性可能與藥物治療的不良反應相關[25-27]，因此，對術前合并腦梗死的高危患者，進行DRD2基因篩查，有助于評估譫妄發生的可能性，對指導藥物治療，提高術后管理水平具有一定的應用價值。

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Correlation between dopamine D2 receptor gene polymorphism and postoperative delirium in patients undergoing coronary artery bypass grafting

LIXiaoqing,LIUShuiping,JIANGJiwen,etal.

DepartmentofNeurology,AnzhenHospitalAffiliatedtoCapitalMedicalUniversity,Beijing100029,China

Objective To investigate the correlation between dopamine D2 receptor (DRD2) gene polymorphism and postoperative delirium in patients undergoing coronary artery bypass grafting (CABG), and to analyze the risk factors of postoperative delirium.Methods A total 150 patients who underwent coronary artery bypass grafting were enrolled in the study. The incidence rate and risk factors of postoperative delirium were analyzed by taking 《Delirium rating scale 98 revised edition》as diagnosis criteria for delirium,moreover, DRD2 genotypes were detected by gene sequencing.The correlation between rs6275,rs6277 polymorphism and delirium was analyzed.Results The incidence rate of postoperative delirium was 8.0% (12/150).The interclass univariate Logistic regression analysis results showed there were significant differences in cerebral infarction (OR=0.784，95%CI 0.631～0.975,P<0.05),surgery duration (OR=2.251,95%CI 0.941～5.380,P<0.05), extracorporeal circulation time (OR=1.057,95%CI 0.703～1.590,P<0.05)and intensive care unit duration (OR=1.890,95%CI 1.201～2.973,P<0.01). However there were no significant differences in frequencies of genotype and alleles of rs6275 polymorphism between case group and control group (OR=1.265,95%CI 0.697～2.303,P>0.05),but there were significant differences in frequencies of genotype and alleles of rs6277 polymorphism between the two groups (OR=2.276, 95%CI 1.142～4.523,P<0.05). The Logistic multifactor stepwise regression analysis showed that cerebral infarction, ICU duration and CC genotype of rs6277 were risk factors of postoperative delirium (P<0.01 orP<0.05).Conclusion To perform DRD2 gene screening in cerebral infarction patients with high risk factors may be helpful for prevention of occurrence of postoperative delirium.

coronary artery bypass grafting; postoperative delirium; incidence rate; risk factors

10.3969/j.issn.1002-7386.2017.15.001

項目來源：北京市自然科學基金項目(編號：1152003)

100029 北京市，首都醫科大學附屬北京安貞醫院(李曉晴、劉水平、姜霽雯、袁鵬)；首都醫科大學附屬北京世紀壇醫院醫學工程處(鄭海亮)

鄭海亮，100038 北京市，首都醫科大學附屬北京世紀壇醫院醫學工程處；

E-mail:15811197824@163.com

R 614

A

1002-7386(2017)15-2245-05

2016-09-27)