儿茶酚胺氧位甲基转移酶Val158met基因多态性与榆林地区妇科患者术后芬太尼镇痛效应关系研究

王 雄，高芳芳，贺 峰

(1.榆林市星元医院麻醉科，陕西 榆林 719000；2.榆林市第二医院麻醉科，陕西 榆林 719000)

儿茶酚胺氧位甲基转移酶(Catechol-O-methyl transferase，COMT)能够催化儿茶酚底物的甲基化，在儿茶酚胺的代谢中发挥作用，以调节脑啡肽和儿茶酚胺的水平，与人体的疼痛调节机制密切相关，其作用包括雌激素和多酚[1-4]。其经典功能的探索已有50多年，但COMT在其他途径和疾病中的作用不断扩大已成为近年来积极研究的主题。COMT参与神经类疾病，主要在知觉、睡眠调节、成瘾行为和情绪、行为、认知、疼痛处理和及神经变性相关神经生物学方面发挥作用[5-7]。COMT功能突变位点通常出现在472A/G处[8]，人们会将其称为COMT Val158met基因多态性。COMT的热稳定性与其生理活性成正相关，此突变(A/A)在一定程度上会影响COMT，降低其热稳定性，同时在一定程度上降低其生理活性，相对应的降幅达到了3～4倍，在这种背景下疼痛敏感性就会显著提高[9-10]。芬太尼是COMT Val158met基因多态性患者静脉自控镇痛(PCIA)的理想药物，不过群体内差异非常大[11]。本研究以榆林地区汉族妇科手术患者作为研究对象，探讨其COMT Val158met基因多态性分布所展现出的差异，在此基础之上实现对芬太尼术后PCIA用量及效果的有效评估。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2019年3月至2020年5月榆林市星元医院汉族妇科手术患者121例，年龄25～60岁，平均(30.8±2.4)岁；身高为155～167 cm，平均(162.3±5.2)cm；体重55～73 kg，平均(62±7.4)kg；行子宫肌瘤剔除术72例，行子宫全切术30例，行卵巢损切除术19例。所有患者行全身麻醉，平均麻醉时间(110±15.8)min，术中切口长度平均(6.8±0.9)cm，平均手术时间(95±12.6)min。病例纳入标准为：患者在榆林地区生活的三代皆为汉族且无血缘关系；年龄20～60岁；美国麻醉医师协会(ASA)分级Ⅰ-Ⅱ级；于全身麻醉下行择期开腹手术，且愿意使用芬太尼术后PCIA泵。本研究经医院医学伦理委员会讨论批准。患者或其家属知情并签署知情同意书。

1.2 麻醉与镇痛 患者需要实施全身麻醉，这一阶段麻醉的诱导、维持以及抗肌肉松弛剂的使用是相同的，并在患者气管导管被拔除后进行视觉模拟量表(VAS)评分。如果VAS>4分，此时间断5 min静注芬太尼20 μg，待VAS≤4 分后选择连接PCIA泵。芬太尼和托烷司琼剂量分别为15 μg/kg和10 mg，再用生理盐水稀释，终体积100 ml。自控给液量0.5 ml，背景输注速率2 ml/h，锁定时间15 min。如果VAS≤4分，患者经过观察后并没有出现特别严重的恶心呕吐情况，神智相对正常，即可转到病房。记录术后6、24、48 h芬太尼用量，以及血氧饱和度(SpO2)、VAS评分和Ramsay镇静评分，期间使患者处于安静状态。

1.3 基因检测

1.3.1 样本收集：于麻醉诱导前15 min应用一次性采血针抽取患者外周静脉血2 ml，放于盛有800 μl乙二胺四乙酸二钾(EDTAK2)的抗凝管中，置于冰箱中-80 ℃保存待测。

1.3.2 样本检测：采用限制性片段长度多态性聚合酶链反应(PCR-RFLP)对样本进行检测。①针对17号染色体基因(STAT3)的两个单核苷酸多态性(SNP)位点rs1053005和rs744166设计引物，上、下游序列分别为5’-ACTGTGGCTACTCAGCTGTG-3’和5’-CCTTTTTCCAGGTCTGACAA-3’。②PCR反应体系：Taq DNA聚合酶0.1 μl，上、下游引物各0.2 μl，10×缓冲液1.5 μl，dNTP混合物0.3 μl，基因组DNA模板0.5 μl，氯化镁1.2 μl，通过添加蒸馏水使最终体积达到20 μl。③PCR反应条件：95 ℃ 3 min，95 ℃ 30 s，65 ℃ 30 s，72 ℃ 60 s，循环40次；72 ℃延伸6 min，4 ℃存放。④取10 μl PCR扩增产物，采用NIa Ⅲ内切酶进行消化，提取产物5 μl，Gene Finder核酸染料染色后电泳35 min。⑤野生型纯合子(GG)为PCR扩增产物被切成1个片段，大小179 bp；突变型纯合子(AA)为PCR扩增产物被切成2个片段，大小分别为140、39 bp；突变型杂合子(GA)为PCR扩增产物被切成3个片段，大小分别为140、39、179 bp。

2 结 果

2.1 COMT Val158met基因型及等位基因频率分布 121例患者中，基因型为AA患者23例(19.0%)，基因型为GA的患者58例(47.9%)，基因型为GG的患者40例(33.1%)。等位基因中，基因为A者36例(29.8%)，基因为G者85例(70.2%)。

2.2 不同基因型患者术后SpO2、VAS评分及Ramsay镇静评分比较 见表1。术后6、24、48 h，对于GG基因型、AA基因型和GA基因型患者，SpO2、VAS评分和Ramsay镇静评分比较差异无统计学意义(均P>0.05)。

表1 不同基因型患者术后SpO2、VAS评分及Ramsay镇静评分比较

2.3 不同基因型患者术后48 h芬太尼用量比较 GG基因型、AA基因型和GA基因型患者术后48 h芬太尼用量分别为(823.2±102.6)μg、(717.6±89.1)μg和(709.5±98.4)μg。与GG基因型患者相比，AA基因型和GA基因型患者术后48 h芬太尼用量明显降低(t=22.372、21.359，均P<0.05)。

3 讨 论

研究[12]发现COMT活性在不同种族之间有所不同。据统计，COMT中A和G等位基因频率在欧洲人群中几乎相等，所以出现的杂合度比较高[13]。低活性单倍型基因AG在种族中的分布也存在明显差异[14]，白种人中的频率在49%～54%[15]，然而COMT基因多态性的分布在北美、高加索及欧洲人群中无统计学差异[16]。人群中A、G等位基因分布约在50%，其中GA基因型较为多见。亚洲人占18%～30%，非洲人占2.6%～3.6%，非裔美国人占2.6%。但是G等位基因在中国和日本人群中占主要地位，约为70%，其中GG基因型最多，AA基因型仅占6%左右[17]。本研究结果发现，榆林地区汉族妇女COMT Val158met基因型和等位基因分布存在明显差异，可能与当地饮食、环境、遗传等诸多因素有关[18]；A等位基因达到29.8%，G等位基因最多为70.2%；AA基因型和GA基因型患者术后48 h芬太尼用量明显少于GG基因型，提示GG基因型可能是个体差异中诱导芬太尼药效学的遗传因素之一。

研究[18]指出，野生型GG患者脑内吗啡受体结合位点个数明显低于突变型AA和GA。结合COMT Val158met突变类型和数量可以推断单个患者对芬太尼的需求量。根据已有报道合理推测，突变型AA和GA患者大脑中吗啡受体结合位点数目多，从而提高了患者体内疼痛敏感性，因而患者个体阿片受体出现了代偿性上调，致使患者对阿片类敏感性增加，因此患者术后PCIA中芬太尼的需求量降低。据此可针对患者个体间差异来区别药物优化疗效，高效使用药物。

文献[19]指出，COMT活性下降可能与COMT Val158met基因突变相关，当患者体内儿茶酚增加时，它会激活β2、β3肾上腺素受体，引起神经元内脑啡肽含量降低，导致阿片受体代偿性上调，从而增强了阿片受体疼痛的敏感性，其最终结果是患者使用的药物量减少。有研究[20]推测，肿瘤中COMT活性降低可能会通过增强血清和组织雌二醇水平促进胆固醇酯积累，从而增加激素依赖性疾病的风险。在癌症患者使用吗啡需求量中，COMT Val158met基因多态性患者的吗啡需求明显不同，携带GG基因型的癌症患者使用的吗啡量最多，携带GA基因型的癌症患者使用的吗啡量次之，而携带基因型AA的癌症患者使用的吗啡量最少。

综上所述，榆林地区汉族妇科手术患者芬太尼镇痛效应存在的明显差异可能与其当地COMT Val158met基因多态性相关。但由于本研究样本量有限，结果稳定性不足，因而后期可通过提高临床患者样本量来增加结果稳定性。