廣東省韶關(guān)地區(qū)ALDH2基因調(diào)查及人群分布

華德興，曾香連，胡春梅，肖鳳金，趙平森

汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬粵北人民醫(yī)院檢驗(yàn)科，廣東 韶關(guān) 512026

乙醛代謝酶編碼基因之一乙醛脫氫酶2(ALDH2)處在人類12號染色體(12q24)，長度約44 Kb，有13個外顯子，其中第12號外顯子易發(fā)生點(diǎn)突變(SNPrs671)，發(fā)生谷氨酸(Glu)突變?yōu)橘嚢彼?Lys)。酶活性中心氨基酸發(fā)生突變后，催化能力減弱或喪失。目前已知有二個等位基因，即有催化活性的野生型ALDH2 G和催化能力失活的變異型ALDH2 A。按基因遺傳規(guī)律在人群中存在3 種基因型，包括有正常催化活性純合子ALDH2 GG，活性下降的雜合子ALDH2 GA，活性喪失的純合子ALDH2 AA。代謝酶催化能力減弱或喪失后，乙醇代謝物乙醛易在體內(nèi)停留和蓄積，引發(fā)肝等組織損傷[1]。此外，ALDH2基因?yàn)殡s合子或純合子人群，發(fā)生心肌梗死服用硝酸甘油后，由于硝酸甘油代謝轉(zhuǎn)化能力減弱，舒張血管活性介質(zhì)一氧化氮(NO)生成受阻，導(dǎo)致臨床療效不佳，甚至在急救關(guān)頭可能危及生命安全[2-3]。因此，本文就廣東省韶關(guān)地區(qū)乙醛代謝酶2基因(ALDH2)情況進(jìn)行調(diào)查，為本地人群臨床應(yīng)用和預(yù)防酒精性相關(guān)性疾病發(fā)生以及硝酸甘油合理使用提供理論支持。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019 年8 月至2020 年9 月于粵北人民醫(yī)院進(jìn)行ALDH2 基因檢測的1 117 名無親緣關(guān)系的健康體檢人群，其中男性847名，18～92歲，中位數(shù)43.04 歲；女性270 名，年齡23～71 歲，中位數(shù)33.75歲。

1.2 試劑和儀器 核酸提取或純化試劑由蘇州康潔診斷有限公司生產(chǎn)，硝酸甘油及酒精代謝能力測定試劑盒由江西諾德醫(yī)療器械有限公司。實(shí)時熒光定量PCR儀TC988由西安天隆科技有限公司生產(chǎn)。

1.3 方法

1.3.1 標(biāo)本采集和核酸提取 采集受檢者2 mL EDTA-K2抗凝血，按照核酸提取或純化試劑說明書進(jìn)行基因組DNA提取。

1.3.2 基因擴(kuò)增和結(jié)果判讀 參照試劑說明書設(shè)置儀器參數(shù)，每孔加入5 μL 熒光基團(tuán)預(yù)混液，1 μL樣品DNA 提取提出液，和3 種陽性質(zhì)控品(陽性性質(zhì)控A ALDH2 Lys504Lys，陽性性質(zhì)控B ALDH2 Glu504Lys，陽性性質(zhì)控C ALDH2 Glu504Glu)及陰性標(biāo)準(zhǔn)品各1 μL共同分析。儀器運(yùn)行加熱程序如下：步驟一、95℃10 min(激活熒光基團(tuán))；步驟二、95℃15 s(使樣本變性)；60℃40 s(使熒光基團(tuán)與樣本充分結(jié)合)；重復(fù)二、三步驟40次；步驟四室溫冷卻1 min，完成反應(yīng)。FAM通道熒光反應(yīng)曲線上翹，高于基線判斷G基因陽性；VIC通道熒光反應(yīng)曲線上翹，高于基線判斷A基因陽性。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS22.0軟件進(jìn)行，Hardy-Weinberg 遺傳平衡定律分析采用χ2檢驗(yàn)，年齡組之間ALDH2 基因型比較采用Kruskal-WallisH檢驗(yàn)，且將韶關(guān)地區(qū)ALDH2 基因型分布頻率與文獻(xiàn)報道的中國南方北方漢族人群和中國北方蒙古族人群的ALDH2 基因型分布頻率相比較，地區(qū)之間的基因突變頻率差異比較采用2×2列表的χ2檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 ALDH2 G1510A 基因頻率結(jié)果和Hardy-Weinberg 平衡分析 1 117 名體檢人群基因型GG頻率為58.37%、GA 頻率為37.15%、AA 頻率為4.48%;ALDH2 G 與A 兩種等位基因的頻率分別為0.77 和0.23。基因型數(shù)據(jù)進(jìn)行Hardy-Weinerg 遺傳平衡分析，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=2.39，P>0.05)，按照Hardy-Weinberg 遺傳平衡定律，說明本樣本集具有區(qū)域群體代表性，見表1。

表1 Hardy-Weinberg遺傳平衡檢驗(yàn)結(jié)果

2.2 韶關(guān)地區(qū)不同性別、年齡組人群的ALDH2 rs671 基因分布比較 將本人群分為四個年齡組，年齡組之間進(jìn)行Kruskal-WallisH檢驗(yàn)，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=5.359，P=0.147)，見表2。又將本人群分為男性組和女性組，不同性別組基因型進(jìn)行Kruskal-WallisH檢驗(yàn)，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=1.19，P=0.275)，見表3。

表2 韶關(guān)地區(qū)不同年齡人群的ALDH2基因型分布情況(例)

表3 韶關(guān)地區(qū)不同性別人群的ALDH2基因型分布情況(例)

2.3 韶關(guān)地區(qū)與其它地區(qū)人群ALDH2基因頻率比較 根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[4-5]報道數(shù)據(jù)，本地區(qū)人群ALDH2 基因頻率與中國南方漢族人群等位基因頻率比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，與中國北方漢族人群和北方蒙古族人群等位基因頻率比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表4。

表4 韶關(guān)地區(qū)與文獻(xiàn)報道地區(qū)人群等位基因比較[例(%)]

3 討論

乙醛脫氫酶ALDH2 編碼由517 個氨基酸組成的多肽，主要表達(dá)于肝臟，也表達(dá)于其他器官，如心臟、腎臟、肌肉和大腦[6]。表達(dá)蛋白被運(yùn)輸?shù)骄€粒體基質(zhì)中，特別是參與肝臟和脂肪組織中的脫氫酶、酯酶和還原酶反應(yīng)[7]。在有毒醛的代謝中起著關(guān)鍵作用[7]。人類基因組研究表明，共有19 種功能性ALDH 基因，表達(dá)和底物作用廣泛，其中ALDH2基因表達(dá)最高，且存在遺傳多態(tài)性[8]。由于ALDH2 是酒精代謝的關(guān)鍵酶，它具有重要的功能單核苷酸具多態(tài)性(SNP)，即rs671-Glu504Lys 變體，與野生型相比，其活性顯著降低。ALDH2rs671snp 由GA、AA、GG 三個基因型組成。GA 是一個雜合子突變，也被稱為ALDH2*1/*2(Glu/Lys)；AA 是一種純合子突變，也被稱為ALDH2*2/*2(Lys/Lys)；GG 為正常的等位基因，無突變[9]。GA基因型與野生型GG 相比酶活性只有10%～20%，而AA 基因型則失去了超過96%的酶活性。因此，在飲酒后，GA或AA突變個體的乙醛濃度分別是野生型的6倍或19倍[10]。如出現(xiàn)皮膚發(fā)生潮紅，肝臟乙醛蓄積增多，及損傷肝細(xì)胞，甚至發(fā)展為終末期肝病或肝癌[11]。

硝酸甘油和三硝酸甘油(NTG)廣泛應(yīng)用于冠狀動脈疾病(CAD)和心衰的治療及應(yīng)急措施[2-3]。其作用機(jī)制為硝酸鹽被代謝產(chǎn)生生物活性代謝物，導(dǎo)致一氧化氮(NO)的釋放，從而導(dǎo)致血管舒張和抑制血小板活性[12]。ALDH2 具有酯酶的活性，可以催化NTG 水解生成l，2-GDN 和NO2-，NO2-繼而轉(zhuǎn)化為N0，發(fā)揮舒張血管的作用。細(xì)胞線粒體內(nèi)ALDH2是低劑量NTG生物活化時的關(guān)鍵酶[13]。然而，耐受性發(fā)展限制了它們有效性，并能排除對患者持續(xù)給藥。在ALDH2*1/1 和ALDH2*2 患者中，持續(xù)給予NTG 均產(chǎn)生內(nèi)皮功能障礙和硝酸鹽耐受性[14]。而與ALDH2*1/*1 相比，ALDH2*2 減弱了NTG 反應(yīng)，加重了NTG 耐受性[14]。且醛脫氫酶2 變體ALDH2*2 的存在顯著增加了硝酸甘油的EC(50)[15]。研究表明，ALDH2基因多態(tài)性影響NTG 在人體的藥代動力學(xué)和血流動力學(xué)[16]。總之，ALDH2基因的突變對NTG的使用有一定的影響。此外，相關(guān)研究也還證實(shí)，ALDH2 基因多態(tài)性與多種心腦血管及代謝性疾病等的發(fā)生發(fā)展也密切相關(guān)，如高血壓、冠心病、腦卒中、糖尿病[17-20]。

ALDH2基因突變有明顯的地域和種族差異。東亞人中ALDH2突變者較為普遍，而歐美的白人和黑人中卻未見突變者[21]。中國最高的頻率出現(xiàn)在東南部閩南和粵東的漢族(客家人和閩南人)，攜帶最高頻率福建長汀縣客家人達(dá)40.9%，其他漢族人群的等位基因頻率為9%～40%，從東南到西北呈明顯下降趨勢[21]。漢族人群是高發(fā)人群，蒙古族或維吾爾族等發(fā)生頻率較低[21]。在日本，ALDH2 504Lys的攜帶也有一定的頻率，最高的地區(qū)如千葉島34.1%。LI等[22]根據(jù)地理頻率分布和人口遷徙和流動推測，ALDH2 504Lys攜帶可能為中國中原地區(qū)漢族遷移至南方攜帶而來，以及遷徙至世界各地。

本研究主要調(diào)查為韶關(guān)地區(qū)常住人群ALDH2 504Lys 基因攜帶情況，并與文獻(xiàn)相比較證實(shí)，本地區(qū)漢族人群與文獻(xiàn)報道南方地區(qū)基因頻率基本一致，明顯高于北方地區(qū)，高于蒙古族人群，與文獻(xiàn)報道的結(jié)論一致[4-5]。且本地區(qū)處在高中度的ALDH2 504Lys攜帶頻率地區(qū)，是需要關(guān)注的突變基因，且又是心腦血管及代謝性疾病的風(fēng)險因素，開展必要檢測對保護(hù)健康有重要意義。