酒精性心肌病的研究进展及其法医学鉴定

张天懿，高卫民，曹志鹏，李福淇，潘颖，王金宝，陶祚，薛嘉嘉，贾宇晴，王天琦，朱宝利

（1.中国医科大学法医学院，辽宁 沈阳 110122；2.太仓市公安局，江苏 太仓 215400；3.中国医科大学临床三系，辽宁 沈阳 110122）

长期或者过度饮酒会危害健康，导致心功能障碍或者心力衰竭[1-2]。据统计[3]，有近一半的扩张型心肌病是由过度饮酒引起的。酒精性心肌病（alcoholic cardiomyopathy，ACM）已经被欧洲心脏病学会（Euro⁃pean Society of Cardiology，ESC）和美国心脏协会（American Heart Association，AHA）定义为一种特殊的慢性心脏疾病，是指长期大量摄入乙醇，并具有典型的扩张型心肌病的血流动力学变化、症状、体征及影像学特点，同时排除其他能导致扩张型心肌病原因的一种慢性心肌病[4-5]。因大多数ACM患者除了具有心脏体积增大、心室扩张外，缺乏其他特异性的病理形态学改变，故其法医病理学鉴定也只能建立在病史和排除其他可导致心肌病原因的基础上。ACM与某些心脏性猝死也常常很难鉴别。本文就ACM的发病机制及法医学鉴定予以综述，以期为法医病理学工作者及临床医生提供参考。

1 ACM的流行病学特点

据报道[6]，全世界约4%的疾病与乙醇有关，男性和女性中分别有6.3%和1.1%的死亡与乙醇相关。另有统计[7]表明，ACM占所有心脏疾病的3.8%，占非缺血性扩张型心肌病的21%～36%，由ACM导致的心脏性猝死的发生率为19%[8]。长期饮酒（每天摄入乙醇超过80g，且饮酒时间在5年以上）人群中，ACM的发病率为23%～47%[5]，多发平均年龄为50岁左右，男性约占86%[9]，且发病率呈逐年升高趋势。由于ACM没有确切的诊断标准，有相当一部分潜在的ACM患者在终末期会出现心功能下降等临床症状，最终导致心力衰竭，若继续饮酒，4年内病死率接近50%[10]。

2 乙醇在人体内的代谢途径及特点

乙醇在体内仅有极少部分通过呼吸、尿液、汗液等形式排出体外，其余主要靠肝内的乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶加以代谢；其中乙醇脱氢酶将乙醇氧化为乙醛，乙醛脱氢酶将乙醛氧化为乙酸，最终乙酸进入细胞氧化呼吸链完成最终代谢[11-12]。但乙醇代谢的中间产物乙醛具有极强的生物毒性，是导致ACM发病和发展的重要因素[13]。

3 ACM的发病机制

目前ACM的发病机制尚未完全明确，但近期研究报道指出，以下几种原因可能导致ACM发作。

3.1 心肌细胞的凋亡与心肌细胞的坏死

许多报道表明，ACM患者或者动物模型心肌细胞的异常凋亡或坏死可能导致心肌重构及一定程度的心功能障碍。ZHOU等[14]通过建立ACM小鼠模型的实验结果表明，11，12-环氧二十碳三烯酸（11，12-epoxyeicosatrienoic acid，11，12-EET）通过AMP依赖的蛋白激酶-哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号传导途径减弱乙醇诱导的心肌细胞凋亡和氧化应激，从而减轻了ACM的症状，同时阐明慢性饮酒诱导了肌动蛋白细胞骨架组织的破坏，导致肌原纤维结构的重新排列和心肌细胞肿胀，引起ACM的发生。FERNÁNDEZSOLÀ等[15]也证明了细胞凋亡在大剂量饮酒者和长期存在高血压疾病患者的心肌中存在一定的相似度，并且与结构损伤有关；此外，某些无心脏损伤的酗酒者的促凋亡机制也被激活。由此可见，乙醇可能引起心肌细胞的凋亡、坏死或者心肌细胞内部结构改变，从而导致ACM，引发心功能障碍。

3.2 氧化应激和硝化应激

心肌作为高耗氧组织，在其氧化呼吸的过程中会产生大量活性氧和脂质过氧化物，并通过特殊的抗氧化系统将其清除，以保护心肌细胞的正常工作。而乙醇的摄入会干扰该通路的正常工作，使心肌发生过氧化损伤。过氧化物会破坏心肌的核酸、蛋白质等大分子导致心肌细胞的工作障碍，甚至可以造成心肌死亡[16-17]。同时，氧化应激与硝化应激密切相关，某些与氧化应激有关的活性氧与活性氮的生成与清除途径有重叠并相互调节，而活性氮的出现则会使细胞中的酪氨酸硝化成3-硝基酪氨酸，引起细胞损伤[18]。MATYAS等[19]通过建立小鼠慢性ACM模型发现，长期给予乙醇的小鼠心肌组织中3-硝基酪氨酸含量显著提高，乙醇饮食小鼠心脏中gp91phox、p47phox和血管紧张素Ⅱ受体1a型心肌基因表达值显著升高。这表明乙醇极有可能通过氧化应激和硝化应激的方式损伤心肌细胞导致ACM。

3.3 细胞器功能障碍和钙稳态失衡

乙醇可以对生物膜的完整性造成损伤，若长期摄入则可能破坏心肌细胞的线粒体膜、肌浆网等，进而影响心肌细胞的有氧呼吸，诱发心功能障碍[20-22]。同时钙离子作为细胞信号传导的重要因子，其在细胞内的分布也可能受到体内乙醇含量的影响。心衰模型中发现肌浆网钙离子含量超过某一阈值时，钙离子的释放会有所增加，而这种释放则会引发心律失常[23]。MATYAS等[19]在实验中亦指出线粒体复合体Ⅱ和Ⅳ会随着乙醇摄入时间的增多而减少，进而影响心肌的氧化呼吸链。

3.4 神经体液系统的紊乱

乙醇的摄入对体内的神经体液系统会产生一定影响。ADAMS等[24]发现在亚急性乙醇中毒时，乙醇会刺激大鼠的外周交感神经，并且增加了肾上腺素和去甲肾上腺素的分泌。随着激素的分泌，在短短48h之内心脏比重就增加了12%，发生左心室肥厚等病理性改变。HUANG等[25]通过大鼠模型论证了急性乙醇中毒动物心脏中的总血管紧张素Ⅱ显著高于对照组。而血管紧张素的生成会造成外周血管阻力升高，心脏后负荷明显增大，导致左心代偿性肥大，并促进心肌间质纤维化以及左心室重构[26]。

3.5 心肌收缩蛋白异常

心肌收缩蛋白在肌肉兴奋-收缩偶联中有着重要的地位，一定量乙醇的摄入会影响肌动蛋白的结构、表达以及合成。LANG等[27]实验表明，虽然在成年大鼠中心肌蛋白没有明显差异，但是在老年大鼠心脏中心肌蛋白的合成减少了30%，其中肌原纤维蛋白的合成减少了30%，肌浆蛋白的合成减少了40%，而这两种蛋白的减少对于心肌功能的减退有着重要的影响，同时，老年大鼠的蛋白酶体活性比成年大鼠升高了约40%，这可能导致心肌细胞内正常蛋白质异常降解，引发心肌功能障碍。SCHREIBER等[28]通过建立豚鼠的ACM模型，用3H-胸腺嘧啶核苷试验测定心肌收缩蛋白［肌球蛋白重链、轻链（LC1、LC2），肌动蛋白和原肌球蛋白］标记的氨基酸，结果表明，虽然肌球蛋白重链和轻链以及原肌球蛋白的合成率与等热量饲养的对照组差异无统计学意义，但肌动蛋白的合成率显著降低了20%左右，肌动蛋白的减少直接影响了心脏收缩功能，并可能导致心肌纤维的解体和空泡化的形成。

3.6 细胞自噬

自噬作为有双重性结果的细胞活动，一方面可以保护细胞免受死亡，另一方面也可以促进细胞走向凋亡。黄河清等[29]通过建立慢性饮酒大鼠模型，表明饮酒大鼠的自噬基因Beclin-1、LC3以及该两种基因表达的蛋白都较对照组有所增加。LIANG等[30]通过乙醇喂养小鼠发现，乙醇的摄入会导致细胞内自噬小体的产生，同时自噬相关蛋白Beclin-1、Atg3和Atg7也在乙醇喂养组有所增加，但是H2S处理过后的实验组中并没有发现凋亡小体，其自噬相关蛋白也有所减少，这表明H2S对于乙醇引起的自噬有抑制作用。虽然自噬基因及表达产物在长期乙醇摄入的动物模型中已经得到证实，但是鉴于自噬的两面性，这种自噬行为的增加对于细胞来说是提供保护抑或是促进凋亡，需要今后加以研究。

3.7 其他

基因改变，如乙醛脱氢酶基因的缺失或乙醇脱氢酶基因的过度表达均可能导致乙醛的积累甚至全身性中毒，这种中毒就有可能导致ACM[31-32]。还有报道[33]称炎症、营养失衡等也是造成ACM的诱因，但这方面的阐述以及机制仍然不全面，需要进行研究加以阐明。

4 ACM的法医学特征

李俊宁等[34]通过统计60例ACM患者的诊断结果，发现所有患者均存在心脏体积增大、心腔扩张的现象，左心房和左心室扩张尤为明显，并且大部分患者伴有相对瓣膜关闭不全或反流现象。这些症状与其他原因导致的扩张型心肌病、肥厚性心肌病的临床表现基本相同，故ACM的临床诊断较为困难，而尸体解剖也未普及于ACM的法医学鉴定[35]，国内外有关ACM法医学鉴定的报道极少。长期饮酒才可能导致ACM，随着疾病的进展，会出现一系列心功能障碍，但是由于缺乏特异性的组织病理形态学改变，ACM的法医学鉴定只能通过患者的饮酒史以及排除其他原因导致的心肌病而作出诊断。有文献[35-36]报道，对于没有明显冠状动脉病变的死者，利用电镜、光镜以及免疫组织化学方法对线粒体酶、乙醇代谢相关酶检查均可能对ACM诊断有所帮助。SOKOLOVA[37]对180例ACM法医学实际案例进行回顾性研究，发现ACM的重要组织学改变，系心肌细胞在ACM的发展过程中呈现肥大和萎缩交替性变化的现象。此外，酒精性肝硬化往往与ACM同时发生[38]，尸检时也可通过观察慢性乙醇摄入导致的其他疾病如肝硬化等，联合诊断ACM。

VIKHERT等[39]通过对127例ACM死者的研究得出诊断ACM的模式，包括：（1）不明显的冠状动脉粥样硬化，缺乏冠状动脉狭窄、血栓形成和急慢性心肌梗死的形态学改变；（2）心肌纤维萎缩，镜下见纤维组织增生；（3）心肌间质可见脂肪浸润，围绕左心室血管及室间隔，直到心内膜下区域；（4）微循环紊乱；（5）局部内皮下心肌纤维化；（6）电镜下见微循环血管床毛细血管显著扩张、小血管内皮变平，而单位心肌毛细血管数量并未减少；（7）肌浆网显著扩张，伴随大部分心肌细胞形成空泡和终池；（8）心肌细胞内溶酶体样结构增多；（9）肌纤维萎缩溶解；（10）心肌细胞胞质内大量脂质包涵体；（11）成片紧密堆积的小线粒体；（12）闰盘断裂；（13）变性改变（冷凝凝聚）以及线粒体嵴破坏；（14）免疫组织化学表现，线粒体酶活性降低，与乙醇利用相关的酶（catalase）活性增加。

但是由于目前ACM的法医病理学诊断仍然没有特征性改变或指标，即便死者的冠状动脉病变程度不是很明显，许多法医工作者仍将ACM患者的死亡原因诊断为冠状动脉粥样硬化性心脏病[8]。

5 ACM的未来研究趋势

长期或高剂量摄入乙醇会诱导氧化应激及心肌细胞凋亡，但其发病机制尚未完全清楚，其未来研究可能在siRNA和microRNA（miRNA）的表达调控方面有进展。WANG等[40]研究Pin siRNA的干涉作用，通过将Pin siRNA转染到小鼠心肌细胞24h，并用乙醇处理，证实了经过Pin1干涉的心肌细胞活力显著下降。JING等[41]通过对人类酒精性心肌病差异表达的miRNA及其靶基因的研究，发现了21个差异表达的miRNA，并选择其中9个用PCR进行确认，这些差异性表达的miRNA可能参与ACM的发病，可以作为ACM早期诊断和治疗的靶点。对于蛋白层面的研究，如脑利钠肽（brain natriuretic peptide，BNP）、神经调节蛋白1（neuregulin-1，NRG-1）等在心力衰竭中的表达会有所改变[42-43]，但是在ACM发生发展中的变化以及机制仍然缺乏相关文献的报道，可对其进一步研究。

6 小 结

随着发病率、病死率的日益升高，ACM逐渐威胁人类健康。然而，其发病机制并不明确，目前可能的机制有细胞坏死凋亡、氧化应激、线粒体以及蛋白质损伤等，但临床上以及死后并无特征性病理学改变，故ACM的临床及法医学诊断依然是一大难题，法医学鉴定方面目前也无确定的诊断标准。此外在miRNA、siRNA以及蛋白水平对于ACM的研究仍然空缺，可以通过对这些方面的进一步研究对ACM的发病机制、病理诊断甚至治疗方法加以探索。