乙醛脫氫酶2基因多態(tài)性與空腹血糖受損的相關(guān)性

梁綺君 余壽益 胡晨鳴 李淑華 陳詩慧 楊焱 莫巧璇

佛山市中醫(yī)院健康管理中心 528000

乙醛脫氫酶2(ALDH2)是乙醇代謝通路的關(guān)鍵酶和重要的抗氧化應(yīng)激分子。人ALDH2基因共發(fā)現(xiàn)84個(gè)單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)，其中最重要的是位于第12號(hào)外顯子上的rs671位點(diǎn)多態(tài)性，即鳥嘌呤(G)被腺嘌呤(A)所替換，導(dǎo)致第504位氨基酸由谷氨酸(Glu)突變?yōu)橘嚢彼?Lys)(Glu504Lys)。ALDH2有兩種等位基因：野生型(ALDH2*1)和突變型(ALDH2*2)。因此，人群中ALDH2存在3種基因型：野生純合型(ALDH2*1/1)、突變雜合型(ALDH2*1/2)和突變純合型(ALDH2*2/2)。突變雜合型的ALDH2酶活性僅為野生純合型的6%，而突變純合型ALDH2幾乎無任何活性。ALDH2基因的rs671位點(diǎn)多態(tài)性在歐美白種人和黑種人中罕見，卻高發(fā)于東亞黃種人群。本研究對(duì)健康體檢人群的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，探索中國漢族人群ALDH2基因多態(tài)性與空腹血糖的關(guān)系。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 收集2016年3月—2017年12月于佛山市中醫(yī)院進(jìn)行健康體檢的2 213名中國人。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡18～65歲，漢族，不飲酒。排除標(biāo)準(zhǔn)：已知合并糖尿病，下丘腦性疾病，垂體性疾病，甲狀腺功能亢進(jìn)癥，甲狀腺功能減退癥，腎上腺疾病，嚴(yán)重的肝、腎、胃腸道、心臟、血液、呼吸、神經(jīng)精神類疾??；近3個(gè)月存在外傷或行外科手術(shù)；正在使用其他激素類、降糖類、減重類、降壓類、調(diào)脂類、抗血小板類、抗凝類、抗炎類等藥物；懷孕及哺乳期婦女。

1.2 研究方法

1.2.1 ALDH2基因多態(tài)性的測(cè)定 采集靜脈全血，用細(xì)胞裂解法提取外周血細(xì)胞基因組DNA，利用PCR擴(kuò)增ALDH2基因的特異性片段。將帶生物素標(biāo)記的擴(kuò)增產(chǎn)物與固定在醛基基片上的ALDH2基因型檢測(cè)探針進(jìn)行特異雜交反應(yīng)(BaiO?e-Hyb全自動(dòng)雜交儀，上海百傲)。通過酶促顯色反應(yīng)，使特異性雜交信號(hào)呈現(xiàn)出顏色。對(duì)芯片進(jìn)行掃描(BaiO?BE-2.0生物芯片識(shí)讀儀，上海百傲)，經(jīng)過基因芯片圖像分析軟件分析判斷樣品的基因型。按其基因分型分成野生型基因組(ALDH2*1/1)和突變型基因組(ALDH2*1/2、ALDH2*2/2)。

1.2.2 觀察指標(biāo) 隔夜空腹測(cè)量身高、體重、血壓，采血測(cè)定空腹血糖、甘油三酯、總膽固醇、低密度脂蛋白-膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白-膽固醇(LDL-C)、尿酸。以空腹血糖5.6～7.0 mmol/L為標(biāo)準(zhǔn)，診斷空腹血糖受損。采用化學(xué)發(fā)光法測(cè)定空腹血清胰島素，運(yùn)用穩(wěn)態(tài)模型2(HOMA2)計(jì)算器[1]計(jì)算胰島β細(xì)胞功能指數(shù)(HOMA2%-β)和胰島素抵抗指數(shù)(HOMA2-IR)，評(píng)估胰島素抵抗水平和胰島β細(xì)胞功能。

2 結(jié)果

2.1 基因型的分布 研究共納入2 213人，其中男性1 576人，女性637人?；蛐虯LDH2*1/1、ALDH2*1/2和ALDH2*2/2分別為1 347人、753人和113人。ALDH2基因的rs671點(diǎn)突變率為39.12%。將ALDH2基因型分布進(jìn)行遺傳平衡檢驗(yàn)，計(jì)算預(yù)計(jì)值，研究結(jié)果與預(yù)計(jì)值進(jìn)行比較，提示總體的基因型分布符合HWE(χ2=0.188,P>0.05)，有群體代表性。

2.2 人體測(cè)量學(xué)指標(biāo)的比較 在男性人群和女性人群中，突變型基因組的體重、體重指數(shù)均低于野生型基因組(P均<0.05)。男性和女性的年齡、身高、血壓均無顯著差異(表1)。

2.3 代謝指標(biāo)的比較 在男性人群和女性人群中，兩組間的血脂和尿酸水平均無顯著差異。在男性人群和女性人群中，突變型基因組的空腹血糖水平均高于野生型基因組(男性t=6.76，女性t=7.12，P均<0.05)。在男性人群和女性人群中，突變型基因組的空腹血糖受損患病率均高于野生型基因組(男性43.79%比30.71%，χ2=51.78，P<0.05； 女性32.96%比23.43%，χ2=12.50，P<0.05)。引入年齡、體重、血壓、血脂、尿酸、ALDH2基因型等因素后，logistic回歸分析顯示，年齡、體重、ALDH2*2突變是空腹血糖受損的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(男性O(shè)R=1.89， 95%CI：1.52～2.36，P<0.05；女性O(shè)R=1.89，95%CI：1.29～2.78，P<0.05)，見表2。

2.4 胰島素抵抗水平和β細(xì)胞功能的比較 無論在男性還是女性人群中，突變型基因組和野生型基因組的HOMA2-IR水平均無顯著差異。在男性人群和女性人群中，突變型基因組的HOMA2%-β水平均低于野生型基因組(P<0.05)。當(dāng)引入HOMA2%-β后，回歸分析顯示ALDH2基因型與空腹血糖受損無顯著相關(guān)(P均>0.05)。

3 討論

乙醇在乙醇脫氫酶作用下代謝為乙醛，再由ALDH代謝為乙酸，進(jìn)入三羧酸循環(huán)。迄今為止，共發(fā)現(xiàn)19個(gè)ALDH同工酶，其中ALDH2廣泛分布于人體各器官組織中的線粒體內(nèi)，在乙醛氧化成乙酸的過程中發(fā)揮主要作用。ALDH2基因的rs671位點(diǎn)多態(tài)性存在于30%～50%的東亞黃種人群中[2-3]。在本研究中，中國漢族人群ALDH2基因的rs671點(diǎn)突變率為39.12%。

近年來，東南亞地區(qū)的研究顯示，ALDH2*2突變是糖尿病發(fā)生的危險(xiǎn)因素[4]。來自日本的一項(xiàng)研究顯示，女性ALDH2*2突變攜帶者空腹血糖水平顯著高于野生基因型人群[5]。關(guān)于中國漢族冠心病患者的研究顯示，ALDH2*2突變?cè)黾优怨谛牟』颊叩?型糖尿病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[6]。本研究首次在中國漢族非飲酒人群中發(fā)現(xiàn)，ALDH2突變型基因人群的空腹血糖水平顯著高于野生型基因人群，且ALDH2*2突變?cè)黾涌崭寡鞘軗p的發(fā)生。

ALDH2對(duì)內(nèi)源性和外源性醛類均具有解毒作用。

表1 ALDH2野生型基因組與突變型基因組的各項(xiàng)指標(biāo)比較

注：ALDH2：乙醛脫氫酶2；BMI：體重指數(shù)；FPG：空腹血糖；TG：甘油三酯；TC：總膽固醇；LDL-C：低密度脂蛋白-膽固醇；HDL-C：高密度脂蛋白-膽固醇；UA：尿酸；HOMA2-IR：穩(wěn)態(tài)模型2評(píng)估胰島素抵抗指數(shù)；HOMA2%-β：穩(wěn)態(tài)模型2評(píng)估胰島β細(xì)胞功能；1 mmHg=0.133 kPa

表2 空腹血糖受損多因素logistic回歸分析

注：模型1引入年齡、身高、體重、收縮壓、舒張壓、甘油三酯、總膽固醇、低密度脂蛋白-膽固醇、高密度脂蛋白-膽固醇、尿酸和ALDH2*2突變做logistic回歸分析；模型2在模型1的基礎(chǔ)上引入HOMA2%-β；HOMA2%-β：穩(wěn)態(tài)模型2評(píng)估胰島β細(xì)胞功能；ALDH2：乙醛脫氫酶2

除乙醛外，人體病理生理過程中也可產(chǎn)生多種醛類物質(zhì)，如氧化應(yīng)激時(shí)脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生四羥基壬烯、丙二醛等，突變雜合型和突變純合型人群ALDH2活性顯著降低會(huì)引起有害醛類大量聚積。乙醛和其他脂肪族醛等有害醛類易透過細(xì)胞膜與細(xì)胞內(nèi)蛋白、DNA和脂類等大分子物質(zhì)結(jié)合形成加合物，產(chǎn)生細(xì)胞毒性作用[7]。這可能影響糖尿病發(fā)病的兩大病理生理機(jī)制，即胰島素抵抗和β細(xì)胞功能受損。來自韓國的研究報(bào)道，ALDH2*2突變?cè)黾幽行缘囊葝u素抵抗的易感性[8]。而本研究發(fā)現(xiàn)，ALDH2*2突變不增加胰島素抵抗的發(fā)生，但顯著損傷胰島β細(xì)胞功能。當(dāng)引入HOMA2%-β，回歸分析顯示ALDH2基因型與空腹血糖受損無顯著相關(guān)，提示ALDH2*2突變?cè)黾涌崭寡鞘軗p的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，可能與損傷胰島β細(xì)胞功能有關(guān)。

有實(shí)驗(yàn)研究顯示，ALDH2基因敲除小鼠的體重和壽命顯著低于野生型小鼠[9]。本研究也發(fā)現(xiàn)，在中國漢族男性和女性人群中，突變型基因組的體重和體重指數(shù)均顯著低于野生型基因組。其中的機(jī)制以及ALDH2*2突變是否影響人類壽命，值得進(jìn)一步研究。

綜上所述，ALDH2*2突變?cè)黾又袊鴿h族人群空腹血糖受損風(fēng)險(xiǎn)，可能與損傷胰島β細(xì)胞功能有關(guān)。