ADRB1基因多態(tài)性與結(jié)直腸癌患者疼痛敏感度及腹腔鏡術(shù)后芬太尼鎮(zhèn)痛效果的關(guān)聯(lián)

馬敏明，李盈科，袁紅斌

結(jié)直腸癌是最常見的消化道腫瘤之一，占所有癌癥的9%左右，是全球第四大癌癥致死原因[1-2]。目前，結(jié)直腸癌最廣泛應(yīng)用的臨床治療方法是腹腔鏡根治術(shù)，但其麻醉質(zhì)量是當(dāng)前醫(yī)學(xué)界面臨的一大挑戰(zhàn)?？紤]到鎮(zhèn)痛劑量在個體之間可能存在顯著差異，個體間疼痛和鎮(zhèn)痛敏感性的差異可能會阻礙有效的疼痛治療[3]，探尋結(jié)直腸癌患者疼痛敏感度以及手術(shù)鎮(zhèn)痛效果的影響因素，對于提高麻醉質(zhì)量以及有效的疼痛治療起著至關(guān)重要的作用。研究指出，除環(huán)境因素外，遺傳因素是疼痛敏感度及鎮(zhèn)痛劑效果個體間差異的重要影響因素[4]。而作為一種常見的基因遺傳學(xué)現(xiàn)象，基因多態(tài)性與各種臨床特征的關(guān)聯(lián)(包括疼痛敏感度等)，正逐漸為人所知[5-6]。beta腎上腺素受體1(ADRB1)能夠介導(dǎo)激素腎上腺素和神經(jīng)遞質(zhì)去腎上腺素的生理作用，其基因多態(tài)性已在接受整容手術(shù)的日本人群中被證實與疼痛敏感度和鎮(zhèn)痛劑效果相關(guān)[4]。然而，在接受腹腔鏡根治術(shù)的中國結(jié)直腸癌患者中，ADRB1基因多態(tài)性是否影響疼痛敏感度及術(shù)后鎮(zhèn)痛效果仍未知。本研究旨在探索 ADRB1基因多態(tài)性與接受腹腔鏡根治術(shù)的結(jié)直腸癌患者疼痛敏感度及術(shù)后芬太尼鎮(zhèn)痛效果的關(guān)聯(lián)，報道如下。

1 對象與方法

1.1對象 本研究為前瞻性隊列研究，連續(xù)納入2014年1-12月接受腹腔鏡根治術(shù)治療的結(jié)直腸癌患者191例，男性107例(56.0%)，女性84例(44.0%)，年齡(58.8±8.6)歲(29～75歲)，體質(zhì)量(60.4±10.4)kg (38.8～96.7 kg)；吸煙者79例(41.4%)，飲酒者100例(52.4%)，合并高血壓病者121例(63.4%)、糖尿病者24例(12.6%)、高尿酸血癥者69例(36.1%)；ASA Ⅰ級和Ⅱ級患者分別有65例(34.0%)和126例(66.0%)；病理高分化、中分化和低分化患者分別有27例(14.1%)，138例(72.3%)和26例(13.6%)，最大腫瘤直徑為(4.7±1.2)cm (2.0～7.5 cm)，腫瘤為隆起型、浸潤型、潰瘍型和浸潤潰瘍型者分別有65例(34.0%)，31例(16.2%)，36例(18.8%)和59例(30.9%)，腫瘤浸潤至黏膜下層、肌層、漿膜或漿膜外患者分別有5例(2.6%)，19例(9.9%)和167例(87.4%)，TNM分期為Ⅰ期、Ⅱ期和Ⅲ期者分別有24例(12.6%)，84例(44.0%)和83例(43.5%)。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)根據(jù)臨床、影像及病理特征診斷為原發(fā)結(jié)直腸癌的患者；(2)年齡為18～75歲；(3)ASA分級為Ⅰ～Ⅱ級；(4)準(zhǔn)備接受腹腔鏡根治術(shù)治療。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)既往有其他實體惡性腫瘤史或者血液惡性疾病史患者；(2)既往有結(jié)直腸手術(shù)史患者；(3)既往有系統(tǒng)性免疫疾病或術(shù)前服用免疫抑制藥物的患者；(4)伴有中重度肝腎功能不全、嚴(yán)重心血管疾病或神經(jīng)系統(tǒng)疾病的患者；(5)懷孕或妊娠期婦女。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，所有患者均簽署知情同意書。

1.2方法

1.2.1基因多態(tài)性檢測 采用限制性片段長度多態(tài)性聚合酶鏈反應(yīng)(restriction fragment length polymorphic polymerase chain reaction, PCR-RFLP)檢測ADRB1 rs1801252 A145G和ADRB1 rs1801253 G1165C的基因多態(tài)性。術(shù)前采集患者全血樣本，按照全血基因組提取試劑盒(美國Sigma公司)提取基因組DNA，以提取的基因組DNA為模板，采用高保真PCR聚合酶(日本TOYOBO公司)于PCR儀(美國ABI公司)上進(jìn)行擴(kuò)增(94 ℃變性3 min，94 ℃變性30 s→60 ℃退火30 s→72 ℃延伸1 min，循環(huán)35次，最后72 ℃延伸5 min)。DNA產(chǎn)物純化后，取1 μg，加入1 μL限制性內(nèi)切酶(日本TAKARA公司)，依照說明書加入反應(yīng)緩沖液配制成20 μL，于37 ℃溫育2 h。配制1.2%瓊脂糖凝膠(美國Sigma公司)，取10 μL酶切產(chǎn)物于瓊脂糖凝膠上140 V電泳20 min。最后在凝膠成像系統(tǒng)(BIO-RAD)下觀察電泳結(jié)果。引物如下：

ADRB1 rs1801252：

F：GACCTCCCTCTGCGCACCAC

R：CTGAGGTCCACAGCTCGCAGA

ADRB1 rs1801253：

F：ACGCTGGGCATCATCATGGGC

R：ACATCGTCGTCGTCGTCGTCC

1.2.2疼痛敏感評估 (1)將常用手放入冰水中，淹過腕關(guān)節(jié)；(2)將手保持浸入冰水中，一旦患者感覺到疼痛，立刻將手抽出水面；(3)為避免組織損傷，達(dá)到150 s患者依然未感覺到疼痛，需要立刻將手抽出；(4)計算患者將手放入水中至抽出的時間，作為疼痛敏感評估(latency to pain perception, PPL)。

1.2.3術(shù)前準(zhǔn)備 (1)術(shù)前30 min肌內(nèi)注射阿托品0.5 mg和苯巴比妥0.1 g；(2)進(jìn)入手術(shù)室后監(jiān)測無創(chuàng)血壓、心電圖、脈搏氧飽和度；(3)右側(cè)頸內(nèi)靜脈、左側(cè)橈動脈穿刺置管，分別進(jìn)行輸液及中心靜脈壓和有創(chuàng)血壓監(jiān)測。

1.2.4全靜脈麻醉 (1)所有患者均采取全靜脈麻醉加氣管插管，機(jī)械通氣；(2)麻醉誘導(dǎo)：采用瑞芬太尼1 μg/kg，丙泊酚2 mg/kg，順式阿曲庫銨0.2 mg/kg依次靜脈注射；(3)麻醉維持：瑞芬太尼、丙泊酚持續(xù)輸注，順式阿曲庫銨間斷注射；(4)監(jiān)控麻醉深度，維持呼氣末二氧化碳分壓于35～45 mmHg(1 mmHg=133.3 Pa)，維持腦電雙頻指數(shù)(bispectralindex, BIS)于45～55；(5)術(shù)中乳酸鈉林格液及琥珀酰明膠按照1∶1的比例以10～15 mL·kg-1·h-1持續(xù)輸注。

1.2.5術(shù)后患者自控鎮(zhèn)痛(patient controlled analgesia, PCA) 手術(shù)結(jié)束后，停用瑞芬太尼前以芬太尼0.1 mg聯(lián)合甲磺酸托烷司瓊6 mg靜脈注射，作為鎮(zhèn)痛負(fù)荷量。于左側(cè)三角肌處皮下置入靜脈留置針，接入PCA泵(100 mL，含芬太尼1.0 mg及甲磺酸托烷司瓊6 mg)，維持劑量1.0 mL/h，鎖定時間15 min，單次給藥1.0 mL。

1.2.6術(shù)后48 h資料收集和長期隨訪 記錄患者48 h內(nèi)追加鎮(zhèn)痛藥次數(shù)，追加芬太尼劑量(自控釋放次數(shù))，48 h芬太尼總用量，2，6，12，24，48 h患者疼痛(visual analogue scale, VAS)評分,患者整體評估(patient global assessment, PGA)評分以及患者惡心和嘔吐情況(postoperative nausea and vomiting, PONV)。術(shù)后第一年每3～6月隨訪1次，之后每6～12月隨訪1次，采用電話或門診隨訪，記錄患者的生存情況，計算其總體生存期(overall survival, OS)(定義為患者手術(shù)時間至患者死亡時間)。最后隨訪日期為2017年11月30日，隨訪時間為39.7月(3.0～47.0月)。

2 結(jié) 果

2.1ADRB1基因多態(tài)性與結(jié)直腸癌患者臨床病理特征的關(guān)聯(lián) 191例中，ADRB1 rs1801252 AA，AG，GG攜帶者分別為132例(69.1%)，55例(28.8%)和4例(2.1%)(表1)；ADRB1 rs1801252不同基因表型攜帶者臨床病理特征差別無統(tǒng)計學(xué)意義(均為P>0.05)。ADRB1 rs1801253 CC，CG，GG攜帶者分別為120例(62.8%)，59例(30.9%)和12例(6.3%)；ADRB1 rs1801253不同基因表型攜帶者腫瘤浸潤程度差別具有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.048)，以CG攜帶者腫瘤浸潤程度最高，CC攜帶者次之，GG攜帶者最低。然而，ADRB1 rs1801253不同基因表型攜帶者其他臨床病理特征差別并無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

表1 ADRB1基因多態(tài)性與患者臨床病理特征的關(guān)聯(lián)

表中數(shù)據(jù)除年齡、體質(zhì)量及最大腫瘤直徑，余數(shù)據(jù)均為n(%).

2.2ADRB1基因多態(tài)性與結(jié)直腸癌患者PPL的關(guān)聯(lián) 結(jié)直腸癌患者中，ADRB1 rs1801252 AA,AG,GG攜帶者PPL均值分別為(7.3±2.6)，(21.1±22.7)和(30.1±25.4)s，即AA攜帶者PPL均值最低，AG攜帶者次之，GG攜帶者最高，不同基因表型攜帶者PPL均值差別具有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.020)。ADRB1 rs1801253 CC,CG,GG攜帶者PPL均值分別為(26.5±23.3)，(29.6±29.1)和(19.3±14.8)s，不同基因表型攜帶者PPL均值差別不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.395)。以上數(shù)據(jù)顯示ADRB1 rs1801252基因多態(tài)性與患者疼痛敏感度相關(guān)，而ADRB1 rs1801253基因多態(tài)性與患者疼痛敏感度無明顯關(guān)聯(lián)。進(jìn)一步的PPL影響因素的單因素及多因素分析顯示，ADRB1 rs1801252基因多態(tài)性為PPL的獨立預(yù)測因素(表2)。

表2 PPL影響因素的單因素和多因素分析

數(shù)據(jù)以P值、R2(決定系數(shù))、Beta(標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù))、B(未標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù))和95%CI(置信區(qū)間)形式進(jìn)行展示. PPL：疼痛敏感度.

2.3ADRB1基因多態(tài)性與結(jié)直腸癌患者術(shù)中麻醉指標(biāo)及術(shù)后48 h內(nèi)鎮(zhèn)痛芬太尼用量的關(guān)聯(lián) ADRB1 rs1801252不同基因表型攜帶者術(shù)中芬太尼追加次數(shù)(P<0.001)、追加劑量(P<0.001)及術(shù)后48 h芬太尼使用量(P<0.001)差別均具有統(tǒng)計學(xué)意義，其中AA攜帶者術(shù)中芬太尼追加次數(shù)、追加劑量及術(shù)后48 h芬太尼使用量最高，AG攜帶者次之，GG攜帶者最低(表3)。但ADRB1 rs1801252不同基因表型攜帶者的手術(shù)時間(P=0.250)、輸液量(P=0.097)、丙泊酚使用量(P=0.555)、瑞芬太尼使用量(P=0.373)均無明顯差異。此外，ADRB1 rs1801253不同基因表型攜帶者術(shù)中麻醉指標(biāo)及術(shù)后48 h內(nèi)芬太尼使用量差別均無統(tǒng)計學(xué)意義(均為P>0.05)。48 h內(nèi)芬太尼使用量影響因素的單因素及多因素分析也顯示，ADRB1 rs1801252基因多態(tài)性為48 h芬太尼使用量的獨立預(yù)測因素(表4)。以上數(shù)據(jù)表明，ADRB1 rs1801252基因多態(tài)性與芬太尼用量效果相關(guān)，而ADRB1 rs1801253基因多態(tài)性與芬太尼用量無明顯關(guān)聯(lián)。

2.4ADRB1多態(tài)性與結(jié)直腸癌患者術(shù)后不同時間點的疼痛VAS評分、PGA評分和PONV的關(guān)聯(lián) ADRB1 rs1801252不同基因表型攜帶者術(shù)后不同時間點的疼痛VAS評分、PGA評分和PONV差別均無統(tǒng)計學(xué)意義(均為P>0.05，表5)。ADRB1 rs1801253不同基因表型攜帶者術(shù)后6 h PONV(P=0.046)及術(shù)后24 h PONV(P=0.022)差別具有統(tǒng)計學(xué)意義，其中GG攜帶者術(shù)后6 h PONV及術(shù)后24 h PONV最高，CC攜帶者次之，CG攜帶者最低。然而，ADRB1 rs1801253不同基因表型攜帶者其余時間點疼痛VAS評分、PGA評分和PONV均無明顯差別(均為P>0.05)。以上數(shù)據(jù)提示，ADRB1 rs1801252基因多態(tài)性與術(shù)后疼痛、PGA及PONV均無明顯關(guān)聯(lián)；ADRB1 rs1801253基因多態(tài)性與術(shù)后PONV發(fā)生率相關(guān)，但與術(shù)后疼痛、PGA無明顯關(guān)聯(lián)。結(jié)合芬太尼用量及術(shù)后疼痛，ADRB1 rs1801252基因多態(tài)性與術(shù)后芬太尼鎮(zhèn)痛效果相關(guān)，而ADRB1 rs1801253基因多態(tài)性與術(shù)后芬太尼鎮(zhèn)痛效果不相關(guān)。

表3 ADRB1基因多態(tài)性與術(shù)中麻醉指標(biāo)及術(shù)后48 h內(nèi)鎮(zhèn)痛芬太尼用量的關(guān)聯(lián)

Tab 3 The correlation of ADRB1 polymorphism with intraoperative anesthetic indexes and fentanyl dosage within 48 h post operation

麻醉指標(biāo)rs1801252AA(n=132)AG(n=55)GG(n=4)P值rs1801253CC(n=120)CG(n=59)GG(n=12)P值t手術(shù)/min169.8±5.4178.8±22.7182.7±19.20.250181.1±21.8183.0±17.0171.9±19.30.233V輸液量/mL2 404.5±165.02 434.4±154.62 481.8±144.10.0972 458.2±151.42 491.8±143.22 424.4±138.90.219m丙泊酚/mg1 307.0±270.31 224.3±233.21 205.2±192.20.5551 218.4±220.71 197.8±179.51 231.5±180.70.780m瑞芬太尼/mg2.7±0.72.5±0.52.4±0.40.3732.4±0.52.4±0.42.5±0.40.819n芬太尼追加32.8±12.815.2±11.510.5±8.5<0.00111.9±10.012.1±9.718.0±13.10.134m芬太尼追加劑量/g327.5±127.6151.5±115.2105.1±85.3<0.001118.5±100.2120.9±97.2180.0±130.70.134m48 h芬太尼/g807.5±127.6631.5±115.2585.1±85.3<0.001598.5±100.2600.9±97.2660.0±130.70.134

表4 48 h芬太尼使用量影響因素的單因素和多因素分析

數(shù)據(jù)以P值、R2(決定系數(shù))、Beta(標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù))、B(未標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù))和95%CI(置信區(qū)間)形式進(jìn)行展示.

2.5ADRB1多態(tài)性與結(jié)直腸癌患者OS的關(guān)聯(lián)

ADRB1 rs1801252不同基因表型攜帶者OS差別無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.839，圖1A)，且ADRB1 rs1801253不同基因表型攜帶者OS差別也不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.413，圖1B)。

表5 ADRB1多態(tài)性與術(shù)后不同時間點的疼痛VAS評分、PGA評分和PONV的關(guān)聯(lián)

VAS：視覺模擬評分；PGA：患者總體評估；PONV：術(shù)后惡心和嘔吐. 表中數(shù)據(jù)PONV為n(%).

3 討 論

本研究旨在探索ADRB1基因多態(tài)性與接受腹腔鏡根治術(shù)的結(jié)直腸癌患者疼痛敏感度及術(shù)后芬太尼鎮(zhèn)痛效果的關(guān)聯(lián)。研究發(fā)現(xiàn)：(1)ADRB1 rs1801252基因多態(tài)性與患者疼痛敏感度相關(guān)，但ADRB1 rs1801253基因多態(tài)性與患者疼痛敏感度無明顯關(guān)聯(lián)；(2)ADRB1 rs1801252基因多態(tài)性與術(shù)后芬太尼鎮(zhèn)痛效果相關(guān)，但ADRB1 rs1801253基因多態(tài)性與術(shù)后芬太尼鎮(zhèn)痛效果無明顯關(guān)聯(lián)；(3)ADRB1 rs1801252和ADRB1 rs1801253基因多態(tài)性均與患者的生存期無明顯關(guān)聯(lián)。

ADRB1是一種關(guān)鍵性的細(xì)胞表面信號蛋白，能夠介導(dǎo)交感神經(jīng)系統(tǒng)的作用并參與疼痛機(jī)制，影響鎮(zhèn)痛劑效果[7-8]。ADRB1與嗎啡鎮(zhèn)痛受體以及阿片受體系統(tǒng)相關(guān)，例如，ADRB1受體拮抗劑，如普萘洛爾和阿普洛爾，可以刺激G蛋白通路從而減少脊椎疼痛信號的傳輸[9]。在動物實驗中，ADRB1還與疼痛的消極情感成分相關(guān)，例如，在大鼠終紋核注射ADRB1拮抗劑可以降低因阿片類藥物戒斷引起的條件性位置厭惡[10]。據(jù)此可以推測，ADRB1可能影響人類對于疼痛的敏感度，進(jìn)而可能影響鎮(zhèn)痛類藥物的效果。ADRB1基因的多態(tài)性主要位于該基因的編碼區(qū)域，ADRB1 rs1801252 A145G導(dǎo)致了在細(xì)胞外N端49位的氨基酸從絲氨酸到甘氨酸的取代，而該位置為甘氨酸的ADRB1有更高的激動劑親和力以及環(huán)腺苷酸活動性[7]。另一基因多態(tài)性ADRB1 rs1801253 G1165C導(dǎo)致了細(xì)胞內(nèi)C端389位氨基酸從甘氨酸到精氨酸的取代，并且提高了腺苷酸環(huán)化酶活性[8]。目前，已有研究報道了ADRB1基因多態(tài)性與疼痛敏感度和鎮(zhèn)痛劑效果的關(guān)聯(lián)，比如在接受整容手術(shù)的日本患者中，女性患者ADRB1 rs1801252和ADRB1 rs1801253的G等位基因均與PPL值、芬太尼鎮(zhèn)痛效果正相關(guān)，且所有患者ADRB1 rs1801252和ADRB1 rs1801253 G等位基因均與術(shù)后24 h疼痛VAS評分正相關(guān)[4]。另一項在中國人群中進(jìn)行的研究表明，ADRB1 rs1801252 G等位基因與PPL值及芬太尼鎮(zhèn)痛效果均呈正相關(guān)，且單倍體分析顯示，ADRB1 rs1801252和ADRB1 rs1801253 G等位基因均與疼痛VAS評分無明顯關(guān)聯(lián)[3]。以上研究一定程度上揭示了ADRB1基因的多態(tài)性與疼痛敏感度及鎮(zhèn)痛劑效果的關(guān)聯(lián)。本研究結(jié)果顯示，在接受腹腔鏡根治術(shù)的結(jié)直腸患者中，ADRB1 rs1801252基因多態(tài)性與患者疼痛敏感度相關(guān)，以AA攜帶者疼痛敏感度最高，AG攜帶者次之，GG攜帶者最低；ADRB1 rs1801252基因多態(tài)性與術(shù)后芬太尼鎮(zhèn)痛效果相關(guān)，以AA攜帶者術(shù)后芬太尼鎮(zhèn)痛效果最差，AG攜帶者次之，GG攜帶者最好。而ADRB1 rs1801253基因多態(tài)性與患者疼痛敏感度及術(shù)后芬太尼鎮(zhèn)痛效果均無明顯關(guān)聯(lián)。原因可能是ADRB1 rs1801252 G等位基因代表了甘氨酸的優(yōu)勢存在，且已有研究表明，細(xì)胞外N端49位為甘氨酸的ADRB1受體內(nèi)化和脫敏高于該位置為絲氨酸的ADRB1，因此信號強(qiáng)度更低[7,11]。另外，ADRB1 rs1801252 G等位基因攜帶者ADRB1的下調(diào)可能更多，導(dǎo)致疼痛減輕[4]。因此，ADRB1 rs1801252 G等位基因攜帶者疼痛敏感度更低，術(shù)后芬太尼鎮(zhèn)痛效果在該組患者中更好。此外，筆者還發(fā)現(xiàn)，ADRB1 rs1801252和rs1801253基因多態(tài)性與患者的生存期無明顯關(guān)聯(lián)。這可能歸因于，ADRB1基因多態(tài)性的作用可能僅局限于對疼痛敏感度及芬太尼鎮(zhèn)痛效果，而對于患者長期生存并沒有影響。

本研究尚存在一些缺陷。首先，納入的樣本量相對較小，因而ADRB1 rs1801252和ADRB1 rs1801253 GG攜帶者數(shù)量也較少，可能會影響統(tǒng)計效能；其次，由于該研究為單中心研究，患者的納入存在地域偏倚。另外，ADRB1基因多態(tài)性影響疼痛敏感度與芬太尼鎮(zhèn)痛效果的分子學(xué)機(jī)制并沒有納入研究。因此，有必要進(jìn)行基于多中心以及更大樣本量的研究來進(jìn)一步驗證本研究的結(jié)果。最后，本研究僅納入ADRB1基因多態(tài)性以研究其與接受腹腔鏡根治術(shù)的結(jié)直腸癌患者疼痛敏感度及術(shù)后芬太尼鎮(zhèn)痛效果的關(guān)聯(lián)，未考慮其他基因多態(tài)性聯(lián)合作用及與各種臨床特征的關(guān)聯(lián)。

綜上所述，ADRB1 rs1801252基因多態(tài)性與接受腹腔鏡根治術(shù)的結(jié)直腸癌患者疼痛敏感度以及芬太尼鎮(zhèn)痛效果相關(guān)，為更好地實現(xiàn)個體化疼痛治療提供了有價值的信息。