李穎怡,郭翠芬,章瑞南,汪保燦,潘 勤,汪余勤,曹海霞,范建高
隨著不合理的膳食結構和不健康的生活方式的流行,非酒精性脂肪性肝?。╪onalcoholic fatty liver disease,NAFLD)的發(fā)病率在全球逐年上升[1,2]。在我國,NAFLD占慢性肝病的49.3%[3],是遺傳因素與環(huán)境因素共同作用的一組代謝性肝病,其發(fā)病機制尚未闡明[2,4]。愈來愈多的研究揭示了基因多態(tài)性與NAFLD發(fā)病的關系,patatin樣磷脂酶域3(PNPLA3)、跨膜蛋白6超家族成員2(TM6SF2)、溶血脂酰肌醇酰基轉移酶1(MBOAT7)和葡萄糖激酶調節(jié)蛋白(GCKR)等多個基因被認為參與了NAFLD發(fā)生和發(fā)展,尤其在部分非肥胖的NAFLD患者,基因多態(tài)性可能發(fā)揮著重要的作用[5,6]。乙醛脫氫酶2(acetaldehyde dehydrogenase 2,ALDH2)是酒精代謝的關鍵作用酶,ALDH2 rs671突變在我國人群高發(fā),可造成人體對乙醛的代謝能力下降,導致飲酒者“喝酒臉紅”現象。近年來有研究表明,ALDH2 rs671多態(tài)性與酒精性肝病和代謝綜合征密切相關[7,8]。本研究旨在探討ALDH2 rs671多態(tài)性與NAFLD發(fā)病的相關性,希望能發(fā)現我國NAFLD患者新的遺傳危險因素,有助于早期識別易感人群。
1.1 研究對象 2017年3月~2018年3月于上海交通大學醫(yī)學院附屬新華醫(yī)院消化科住院的患者,排除有過量飲酒史(男性>140 g/w、女性>70 g/w)、病毒性肝炎、藥物性肝損傷、膽源性肝損傷、自身免疫性肝病、遺傳代謝性肝病、全胃腸外營養(yǎng)、重度營養(yǎng)不良(BMI<16 kg/m2)和合并嚴重的心肝腎功能不全者。該研究通過新華醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審查,在獲得調查對象知情同意后開展研究。
1.2 一般資料和血生化檢測 采集性別、年齡、身高、體質量、腰圍、臀圍等信息,并計算體質指數(body mass index,BMI)=體質量(kg)/身高 2(m2)、腰臀比=腰圍/臀圍、腰高比=腰圍/身高。所有患者入院第2天晨起空腹抽取靜脈血,使用日本Hitachi公司 7600型全自動生化分析儀檢測血生化指標,計算脂肪肝指數(fatty liver index,FLI)和胰島素抵抗指數(insulin resistance index,HOMA-IR)。
1.3 ALDH2 rs671測序和分型 采集外周靜脈血3 ml,提取基因組DNA,行PCR擴增,使用美國 ABI測序儀測序。ALDH2 rs671位點上游引物為5'-CAAATTACAGGGTCAACTGCTAT-3',下游引物為5'-CAGCAGGTCCTGAACTTCCA-3',由生工生物工程股份有限公司設計合成并完成單核苷酸多態(tài)性(SNP)測序和分型。
1.4 肝臟脂肪沉積和彈性檢測 使用Fibroscan 502(法國 Echosens公司)檢測受控衰減參數(controlled attenuation parameter,CAP)和肝硬度 測 量(liver stiffness measurement,LSM)。CAP 值≥238 dB/m 提示脂肪肝,CAP值<238 dB/m則歸入無脂肪肝組。
1.5 統(tǒng)計學分析 應用SPSS 22.0軟件進行統(tǒng)計學分析,計量資料以±s表示,兩組間比較采用t檢驗或Mann-Whitney U檢驗,計數資料比較采用卡方檢驗,檢驗水準為P<0.05。采用Pearson x2檢驗進行遺傳平衡檢驗。采用非條件Logistic回歸控制混雜因素,計算比值比(odd ratio,OR)及其95%可信區(qū)間 (confidence interval,CI),表示基因多態(tài)性與NAFLD患病的相對風險度。
2.1 基線資料 納入研究對象120例,男性50例,女性70例;年齡12~80歲,平均年齡為(55.38±12.64)歲。根據CAP檢測結果發(fā)現脂肪肝73例,無脂肪肝人群47例,兩組間性別和年齡分布無顯著性差異(P>005)。脂肪肝組合并肥胖、高血壓病和血糖異常的比例明顯高于無脂肪肝組(67.1% 對 23.4%,64.4% 對42.6%和27.4% 對 8.5%);脂肪肝組體質量、BMI、腰圍、臀圍、腰臀比、腰高比、空腹血糖和甘油三酯水平均顯著高于無脂肪肝組(P<0.05),脂肪肝組血清ALT、AST、GGT水平均顯著高于無脂肪肝組(P<0.05)。
2.2 ALDH2 rs671基因分型和遺傳平衡檢驗情況ALDH2 rs671位點基因型產物均為288 bp片段(圖1)。經測序檢測發(fā)現ALDH2 rs671單核苷酸多態(tài)性為GG、GA和AA 3種基因型,其中GG為野生型,GA為突變雜合型,而AA為突變型(即ALDH2*1/1、ALDH2*1/2和ALDH2*2/2,圖2)。GG、GA和AA基因型分布頻率分別為55.0%、38.3%和6.7%,經吻合度檢驗,各組基因多態(tài)性分布均符合Hardy-Weinberg(H-W)遺傳平衡法則(P=0.997),說明樣本來自同一群體(圖3)。
圖1 PCR擴增 顯示ALDH2 rs671位點基因型產物為288 bp片段
2.3 ALDH2 rs671多態(tài)性與脂肪肝患病風險的相關性分析 應用顯性模型和等位基因模型分析發(fā)現脂肪肝組GA/AA型占比(52.1%)顯著高于無脂肪肝組(34.0%),等位基因A占比(29.5%)顯著高于無脂肪肝組(20.2%)。根據性別和BMI行亞組分析,在女性和超重人群(BMI≥23 kg/m2)中,脂肪肝組GA/AA型占比顯著高于無脂肪肝組(分別為48.8%對22.2%和53.3% 對23.1%,P<0.05);經非條件Logistic回歸分析發(fā)現,GA/AA型脂肪肝患病風險是GG型的3.756倍,校正年齡、性別、BMI、腰圍、空腹血糖、甘油三酯和高血壓后仍具有統(tǒng)計學意義(OR=3.756,95CI%=1.208~11.672,P=0.022)。
2.4 不同ALDH2 rs671基因型者人體學和生化指標的差異分析 GA/AA型者體質量、BMI、腰圍、臀圍、腰臀比、腰高比均顯著高于GG型者,其中GG型體質量為(66.07±10.39) kg,而 GA/AA型者為(70.87±14.24)kg,兩組間具有顯著性差異(P=0.028);GG 型者臀圍為(95.35±6.95)cm,GA/AA 型者為(98.04±7.25)cm,兩組間具有顯著性差異(P=0.043);GA/AA型者腰高比超標(≥0.6)的比例顯著大于GG型者(28.8% 對13.6%,P=0.042)。分別取ALT、AST、GGT 后四分位,將 ALT、AST、GGT 水平超過后四分位者定義為肝酶升高,結果發(fā)現GA/AA型者肝酶升高者比例更高,GGT水平顯著高于GG型者【(55.57±99.97) U/L 對(38.17±48.02) U/L,P=0.047】;他們的CAP值和脂肪肝指數均顯著高于GG 型者【(265.61±56.37) dB/m 對(246.38±60.81)dB/m,P=0.078和(4.15±8.58 對 2.04±3.77,P=0.071),而兩組LSM值無顯著性差異【(4.96±1.49)kPa對(6.22±7.51) kPa,P=0.706】;GA/AA 型者空腹血糖、空腹胰島素、糖化血紅蛋白、HOMA-IR、甘油三酯、總膽固醇、非高密度脂蛋白膽固醇和血尿酸水平均與GG型者無顯著性差異(P>0.05)。
圖2 ALDH2 rs671測序圖
圖3 ALDH2 rs671基因型和等位基因頻率與遺傳平衡檢驗
ALDH2是體內乙醛及其他醛類物質的關鍵代謝酶[9-11],參與醛類的清除、能量代謝、脂質代謝、氧化應激和細胞凋亡等多種重要的病理生理過程[12-14]。ALDH2基因位于12號染色體上[15],其主要突變位點ALDH2 rs671在我國高達39%~57%[14],該突變改變了ALDH2酶的氫鍵穩(wěn)定性,使其催化活性明顯降低,對乙醛的水解能力降低[16]。近年來,國內外已有多項研究表明ALDH2 rs671多態(tài)性與冠心病、高血壓病、糖尿病和腫瘤的發(fā)生具有相關性[14]。但ALDH2 rs671多態(tài)性與NAFLD的研究報道目前尚少。
研究酒精代謝在NASH疾病進展中的作用時發(fā)現,ADH和ALDH的表達和功能均出現顯著改變[17]。在該研究的兩個NASH組中均可見4-羥基壬烯醛蛋白加合物的顯著積累和ALDH2蛋白表達的明顯增加,提示ALDH2在對抗NASH氧化應激中發(fā)揮作用。使用ALDH2激動劑Alda-1干預apoE-/-小鼠,可以觀察到動脈粥樣硬化程度及肝臟脂肪變程度的改善,提示激活ALDH2可以改善NAFLD[18]。相反,抑制ALDH2能夠增強乙醛介導的肝細胞固醇調節(jié)元件結合蛋白-1通路(sterol regulatory elementbinding protein,SREBP-1)的活性,增加肝臟甘油三酯的沉積[19]。日本Oniki et al[20]在一項隊列研究中,在對341例不飲酒或少量飲酒的研究對象進行4~6年的隨訪后發(fā)現,突變基因ALDH2*2攜帶者中NAFLD發(fā)病率較非攜帶者高,并且,GGT水平升高(≥25.5 IU/L)的ALDH2*2基因攜帶者的NAFLD患病風險顯著升高。在本研究中,脂肪肝組的GA/AA型比例顯著高于無脂肪肝組,經Logistic回歸分析發(fā)現,GA/AA型者脂肪肝患病風險顯著增加,提示GA/AA型可能是NAFLD的潛在危險因素,并且,對女性和超重患者影響更大。
GGT是過量酒精攝入和肝損傷的標志,也反映了氧化應激程度。GGT水平的升高與肝細胞損傷以及肝臟脂肪沉積程度密切相關。本研究發(fā)現,GA/AA型者GGT水平顯著高于GG型者,提示GA/AA型較GG型人群更容易出現肝細胞損傷和更嚴重的脂肪變。此外,本研究發(fā)現GA/AA型者CAP值和脂肪肝指數均高于GG型,同時,GA/AA型者ALT、AST、GGT升高的比例也均高于 GG型。攜帶ALDH2*2基因的喝酒臉紅的中國人除了需警惕酒精性肝病的發(fā)生外,還需要警惕脂肪肝以及NASH的發(fā)生。
ALDH2還與脂質代謝、脂肪的形成和分布密切相關。研究發(fā)現PKC-ALDH2通路在脂肪細胞的分化中起了重要作用,PKC-ALDH2通路的激活可以增強脂肪細胞分化、加速成脂,并減弱4-羥基壬烯醛介導的PPARγ通路對脂肪生成的異常調節(jié)。我國和東亞的全基因組關聯研究顯示ALDH2 rs671是肥胖的易感基因位點,其多態(tài)性與BMI的增加和內臟脂肪的沉積具有顯著相關性。本研究數據顯示GA/AA型各項人體學指標,如體質量、BMI、腰圍、臀圍、腰臀比、腰高比等,均高于GG型,提示ALDH2 rs671基因多態(tài)性與肥胖可能具有潛在的相關性。