广东惠州地区体检人群乙醛脱氢酶2 基因多态性分析

邓韵婷，车玉传，黄海勇，陈嘉明，吴显劲（惠州市中心人民医院检验中心，广东惠州 516001）

人线粒体乙醛脱氢酶2（acetaldehyde dehydrogenase 2，ALDH2）由ALDH2基因编码，该基因位于12 号染色体（12q24.2）上，由13 个外显子组成。ALDH2基因存在单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）位点，其中以rs671 位点最为重要，出现在第12 外显子中，即1510 G＞A 突变（ALDH2*2），使酶的第504 位氨基酸由谷氨酸（Glu）变为赖氨酸（Lys），导致蛋白质空间结构改变，从而影响酶的活性［1］。ALDH2基因型包括野生型GG（ALDH2*1／*1），其具有正常的酶催化活性；杂合突变型GA（ALDH2*1／*2），其只有约10%～45%的酶催化活性；纯合突变型AA（ALDH2*2／*2），其催化活性仅为1%～5%［2］。ALDH2 是酒精代谢过程中的关键酶，在体内酒精主要在肝脏代谢，先经过乙醇脱氢酶途径产生有毒产物乙醛，乙醛则由乙醛脱氢酶转化为无毒乙酸，最终代谢为水和二氧化碳，从而达到解毒作用［3］。ALDH2 对于体内氧化应激诱导的脂质衍生醛产物（如4-羟基壬烯酸等）的去除也发挥了重要作用，保护组织和细胞免受氧化损伤［4］。ALDH2基因rs671 位点突变导致的酶活性的减弱或丧失，使体内乙醛不能有效快速的转化，尤其在摄入酒精状态下，乙醛在体内蓄积，引发酒精性相关的肝脏疾病［3］。此外，ALDH2rs671 基因多态性与心血管疾病［4］、糖尿病［5］、癌症［6］、神经变性病［7］等的发生或发展具有一定联系。ALDH2同时还具有酯酶的活性，是催化硝酸甘油类药物在体内转化为一氧化氮，从而发挥药效的重要酶［8］。ALDH2rs671 基因多态性也影响个体使用硝酸甘油的药效。本研究通过检测惠州地区体检人群ALDH2rs671 基因型，分析惠州地区ALDH2基因多态性分布情况，以期为酒精危害防治、硝酸甘油的使用药效判断以及对疾病的发病风险评估提供数据参考。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2021 年7 月至2022年10 月在惠州市中心人民医院进行ALDH2基因多态性检测且无血缘关系的体检健康人群样本2 057例，年龄16～83 岁，中位年龄47 岁。

1.2 试剂与仪器ALDH2基因突变检测试剂盒（PCR-荧光探针法，北京乐普诊断科技股份有限公司），7500 荧光定量PCR 仪（美国ABI 公司）。

1.3 方法 采集各受检者就诊时的EDTA-K2抗凝血1 mL，按照试剂盒说明书配制并分装ALDH2-G和ALDH2-A 反应液，加入1 μL 全血DNA 模板，按以下条件进行PCR 扩增：95 ℃5 min；98 ℃10 s，60 ℃40 s（检测荧光信号），45 个循环。根据样本在ALDH2-G 管和ALDH2-A 管扩增曲线的Ct 差值，定义ALDH2分型。试剂的分型设计基于SNP 位点设计的特异性引物，即3＇端最后1 个碱基为野生型碱基或突变型碱基。野生型引物在野生型样本中与靶标完全匹配，其扩增效率高（Ct 值小），而突变型引物与野生型样本在3＇端存在1 个碱基的差异，导致其在野生型样本中的扩增失败或扩增效率低（Ct 值大）；反之，在纯合突变型样本中，则突变型引物的扩增效率高于野生型引物，即突变型引物扩增的Ct 值小于野生型引物的Ct 值；若样本的靶标是杂合型，则野生型引物和突变型引物的扩增效率相当，即两者的Ct 值接近。通过扩增效率差值判断纯合或杂合，其中野生型GG：CtA-CtG＞5；杂合突变型GA：｜CtG-CtA｜＜3；纯合突变型AA：CtGCtA＞5。

1.4 统计学分析 使用SPSS 25.0 软件进行统计学分析，计数资料以率（%）表示。基因型频率Hardy-Weinberg遗传平衡分析采用χ2检验，不同年龄组ALDH2基因型分布采用Kruskal-WallisH检验，并将惠州地区ALDH2基因型分布频率分别与文献报道的其他国家及地区的ALDH2基因型分布频率进行比较，两地区间基因多态性频率分布的差异比较采用2×2 列表的χ2检验，以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1ALDH2G1510A 基因分型结果 本研究样本检出的ALDH2基因型共有3 种，分别为野生型GG：ALDH2*1／*1；杂合突变型GA：ALDH2*1／*2；纯合突变型AA：ALDH2*2／*2。

2.2 体检人群ALDH2G1510A 基因分型结果和Hardy-Weinberg 遗传平衡分析 2 057 例体检人群样本ALDH2rs671 基因型结果见表1，基因型GG频率为58.48%，GA 频率为35.88%，AA 频率为5.64%；ALDH2G 等位基因和A 等位基因的频率分别为76.42%和23.58%。对基因型检测数据进行Hardy-Weinberg 遗传平衡分析，差异无统计学意义（χ2＝0.025，P＝0.988），本次检测结果符合Hardy-Weinberg 遗传平衡，样本具有区域群体代表性。

表1 Hardy-Weinberg 遗传平衡检验

2.3 本地区不同年龄组体检人群ALDH2rs671 基因型分布情况 本次研究以每10 岁分为1 个年龄组，30 岁及以下和60 岁及以上各单独分为1 个年龄组，将研究人群分为5 个年龄组，不同年龄组基因型分布进行Kruskal-WallisH检验，其差异无统计学意义（P＝0.488），结果见表2。

表2 惠州地区不同年龄组人群ALDH2 rs671 基因型分布情况（n）

2.4 本地区与我国其他地区及邻国ALDH2rs671基因型分布情况的比较 本地区与江苏、湖南省比较，ALDH2基因型分布差异无统计学意义（P＞0.05），但与北京、四川、山东和山西等省市比较差异有统计学意义（P＜0.05），此外，与日本、韩国、泰国等国家比较差异亦有统计学意义（P＜0.05），结果见表3。

表3 惠州与我国其他地区及邻国ALDH2 rs671 基因型分布情况比较（n）

3 讨论

ALDH2 主要存在于肝脏、肾、心、肺、脑和其他组织细胞的线粒体中。肝脏是酒精代谢的主要器官，而ALDH2 是酒精代谢过程中的关键酶，负责酒精代谢过程中产生的有毒产物乙醛的转化。就酒精摄入而言，纯合型基因ALDH2*2／*2 患者ALDH2 活性缺失，不能代谢乙醛，而杂合型基因ALDH2*1／*2代谢乙醛能力急剧降低（损失＞90%活性）［16］。携带*2 等位基因人群饮酒后血乙醛浓度达峰时间较携带*1 等位基因的人群提前，且饮酒后1～6 h血乙醛浓度高于携带*1 等位基因的人群［17］。醛分子非常活泼且不稳定，能与细胞组分迅速反应，产生无生理功能的醛加合物［16］，形成的醛加合物不断累积，引起细胞功能障碍，从而引起各种疾病发生。对于携带*2 等位基因人群，由于乙醛在细胞中过度积累，会产生脸红反应、潮红伴有头痛、出汗、心动过速、心悸、恶心，之后出现嗜睡等各种不适［16］，尤其是纯合携带者，所以纯合携带者反而不容易酗酒，成为1 个保护因素。但对于携带突变基因的个体若长期保持喝酒行为，乙醛在肝细胞大量蓄积，乙醛及其衍生加合物引发肝细胞损伤，引起肝脏炎症、纤维化、脂肪变性、肝硬化等酒精性相关的肝脏疾病甚至肝癌［3，16］。携带突变基因加上饮酒因素还可使上呼吸道／消化道（包括口腔、口咽、下咽、喉和食管）、胃部、结直肠等部位患癌风险增加［6］。因此，对于携带*2 突变的个体应限制饮酒，尤其纯合突变个体更应远离酒精。

ALDH2基因多态性的检测对于心血管疾病的治疗也有重要意义。硝酸甘油（甘油三硝酸酯，GTN）是治疗急性心绞痛和慢性心力衰竭时最常用的药物。舌下含服硝酸甘油是大众医学科普中为人熟知的“心痛救命药”。ALDH2 同时具有硝酸酯酶活性，是负责体内GTN 生物转化为一氧化氮（NO）的酶，从而引发cGMP 介导的血管舒张而起效。当ALDH2 酶活性下降或者受抑制时，不能产生足够浓度的NO 达到保护心脏的作用［8］。对于携带*2 突变个体，由于酯酶活性的急剧下降，舌下含服硝酸甘油很可能失效，从而延误治疗的时间。因此，对于有心绞痛病史的患者应进行ALDH2基因多态性的筛查，突变携带者避免使用硝酸酯类药物。ALDH2 对于机体应激状态下产生的内生醛（如4-羟基壬烯醛和丙二醛等）的清除也发挥重要作用，可避免后续的氧化损伤。有研究发现在急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）发生时缺血再灌注（I／R）过程中形成大量的醛可导致有害的级联反应，损害心功能并引起心律失常。及时使用ALDH2 激活剂（如Alda-1）可以极大地提高ALDH2的活性，激活的ALDH2 可以去除更多有毒的醛，并通过不同的信号通路产生心脏保护作用，这对ALDH2*2 携带者特别重要［4，18］。有心血管疾病的人群进行ALDH2基因多态性检测，可指导硝酸甘油的个体化用药，避免药物使用无效，并且在发生心梗等心血管事件时可指导临床的治疗。Jiang 等［19］通过多中心病例对照分析，发现即使在不饮酒的中国人群中，ALDH2变异也与AMI 的风险相关，提示ALDH2变异可能是AMI 的独立危险因素。Nannelli 等［20］概述了ALDH2 在维持内皮细胞功能上的重要作用，证实其活性改变与氧化应激和衰老相关，并参与衰老相关的动脉粥样硬化和神经退行性疾病的发展，ALDH2rs671 可能成为这些疾病预防或治疗的靶点。

ALDH2基因多态性存在种族差异和地域差异。白种人和非洲人群突变携带率很低，主要为亚洲黄种人群携带，在世界范围内ALDH2基因多态性突变主要集中在东亚（如中国、日本、韩国等），大约40%的东亚人口携带，约占世界人口的8%。研究表明ALDH2*2 突变体可追溯到我国中原地区的汉族祖先，在随后的几千年里随着人群南迁并在东亚地区继续传播［21］。在我国不同民族间携带率也存在差异，汉族是携带突变的主要人群，蒙古族或维吾尔族发生率较低［21］。不同地区间的汉族人群ALDH2基因突变携带率也有差异［7-10］，东南部的闽南和粤东地区的汉族（客家人和闽南人）携带率最高［21］。携带率整体呈现南高北低的趋势，南方地区*2 等位基因携带率高于北方［22］，东南部的频率最高，并从东南部开始频率呈放射状逐渐下降［21］。本研究中惠州地区携带率高于北京、山东、山西等北方地区，差异有统计学意义，而与江苏、湖南等南方地区的差异无统计学意义，但与四川比较存在差异，符合南方地区*2 等位基因携带率高于北方地区的趋势，但南方地区不同省份间还是存在差异，东南部携带率比西南部高。其机制可能与气候、环境、社会文化等因素相关［23］。惠州地区携带率与邻国日本、韩国、泰国等也存在差异，日本携带率更高，韩国的携带率较低，泰国的携带率更低，这种差异可能与种族起源、遗传漂移和地理环境分布有关［23］。惠州地区处在客家文化、广府文化和潮汕文化的交汇地带，各种文化的交流促使人口的流动，也可能形成本地区特有的基因遗传多态性分布。本研究提供了惠州地区体检人群ALDH2*2等位基因流行率的报告，为研究本地区的ALDH2基因遗传多态性分布提供必要的数据。惠州地区杂合突变型（GA）和纯合突变型（AA）个体占总研究群体的41.52%，有着较高的突变携带率，在本地区进行个体ALDH2基因多态性的筛查，找出突变携带者以便进行必要的健康指导，具有非常重要的意义。

本文为回顾性研究，选取的是进行ALDH2基因多态性检测的体检人群，研究对象年龄段集中在30 至60 岁间，将该人群分为5 个年龄组，结果显示每一年龄组间ALDH2基因型多态性分布没有明显差异。本研究收集的2 057 例基因型检测数据符合Hardy-Weinberg 遗传平衡，说明本样本具有区域群体代表性。但本研究只进行了人群中ALDH2基因多态性的分布特点分析，后续将深入研究不同基因型别人群具体的体检检测指标的差异，探讨ALDH2基因多态性对于人群基础健康水平是否有影响。