羅云杰 綜述，成守金 審校

焦作煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司中央醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，河南焦作 454000

為了闡述人類乙醛脫氫酶2(ALDH2)目前的研究進(jìn)展以及其與疾病的相關(guān)性，為ALDH2進(jìn)一步的研究奠定基礎(chǔ)，也為人們更好地運(yùn)用ALDH2的功能提供依據(jù)，本文從ALDH2的基因結(jié)構(gòu)及多態(tài)性，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能，以及ALDH2目前主要的檢測(cè)方法、臨床應(yīng)用等方面進(jìn)行了論述，并對(duì)未來(lái)進(jìn)行了展望。

1 ALDH2基因結(jié)構(gòu)及多態(tài)性

ALDH2基因位于人類第12號(hào)染色體上，全長(zhǎng)44 kb，包括13個(gè)外顯子及12個(gè)內(nèi)含子。CDS序列全長(zhǎng) 1 554 bp，包含終止密碼子，全長(zhǎng)517個(gè)氨基酸。ALDH2是核基因編碼蛋白。有文獻(xiàn)報(bào)道，ALDH2存在300多個(gè)單核苷酸多態(tài)性(SNP)位點(diǎn)，但目前多數(shù)文獻(xiàn)中顯示，ALDH2存在84個(gè)SNP位點(diǎn)，多數(shù)突變位點(diǎn)為無(wú)意義突變，只有極少數(shù)位點(diǎn)突變具有一定的功能[1]。黃辰宇等[2]根據(jù)全基因組關(guān)聯(lián)研究，優(yōu)選出9個(gè)SNP位點(diǎn)，其中8個(gè)位于內(nèi)含子區(qū)域，1個(gè)位于外顯子區(qū)域，通過(guò)檢測(cè)基因型并分析其飲酒行為，發(fā)現(xiàn)總共有5個(gè)SNP位點(diǎn)與飲酒行為呈正相關(guān)，并指出與外顯子上的突變位點(diǎn)rs671相關(guān)性最強(qiáng)。rs671位于12號(hào)外顯子上，野生型核酸為G，突變型為A，人群中由3種基因型別組成，野生型ALDH2*1/*1 GG，雜合型ALDH2*1/*2 GA，純合突變型ALDH2*2/*2 AA。在全球范圍內(nèi)，ALDH2基因突變約占8%，且主要集中在東亞地區(qū)，中國(guó)和日本居多。

2 ALDH2蛋白結(jié)構(gòu)及功能

ALDH家族有19個(gè)成員，常見(jiàn)的成員有ALDH1、ALDH3、ALDH4、ALDH2。ALDH2因其功能的重要性成為目前研究的熱點(diǎn)。ALDH2在人體內(nèi)主要有3個(gè)方面的功能：酯酶、脫氫酶、還原酶活性。ALDH2屬于核基因編碼蛋白，由多肽引入線粒體中發(fā)揮功能，其同源蛋白ALDH1、ALDH3、ALDH4存在于胞液中。ALDH2在多個(gè)部位如肝臟、心臟、腦等都有表達(dá)。ALDH2的504位谷氨酸(Glu)突變?yōu)橘嚢彼?Lys)可導(dǎo)致蛋白功能喪失。ALDH2由4個(gè)亞基組成，野生型ALDH2酶活性為100%，雜合突變型酶活性僅有野生型的6%，純合突變型蛋白幾乎無(wú)活性。

3 ALDH2多態(tài)性目前的主要檢測(cè)方法

3.1限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性聚合酶鏈反應(yīng)(PCR-RFLP) 該方法主要技術(shù)原理是利用內(nèi)切酶特異性識(shí)別固定位點(diǎn)，通過(guò)凝膠電泳分離出的條帶大小進(jìn)行判斷。該方法主要優(yōu)點(diǎn)是人工操作簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備儀器要求不高，普通PCR儀及水浴鍋即可完成，成本低，主要缺點(diǎn)是可能因酶切時(shí)間或其他酶切條件不適當(dāng)造成星號(hào)活性，導(dǎo)致誤判[1]。

3.2基因芯片 該方法主要技術(shù)原理是將帶標(biāo)記的目標(biāo)擴(kuò)增產(chǎn)物與芯片上特定的探針進(jìn)行雜交，顯色后，對(duì)芯片進(jìn)行掃描，得到雜交圖像，經(jīng)過(guò)軟件分析該圖像，判斷待檢樣品的基因型，主要生產(chǎn)廠家是上海百傲科技股份有限公司?；蛐酒ㄖ饕獌?yōu)點(diǎn)是自動(dòng)化程度較強(qiáng)，避免人工操作造成的污染，缺點(diǎn)是耗時(shí)較長(zhǎng)，且對(duì)儀器要求高，另外，易產(chǎn)生假陽(yáng)性。

3.3直接測(cè)序法 該方法是SNP位點(diǎn)鑒定的金標(biāo)準(zhǔn)，但鑒定周期長(zhǎng)，需要專業(yè)人員以及測(cè)序儀，測(cè)序儀價(jià)格昂貴。

3.4等位基因差異法 該方法主要技術(shù)原理是利用引物末端堿基的差異進(jìn)行擴(kuò)增鑒定，引物末端的堿基對(duì)擴(kuò)增的順利進(jìn)行較為重要，當(dāng)末端堿基與模板不匹配時(shí)，可導(dǎo)致PCR擴(kuò)增反應(yīng)的終止。將SNP位點(diǎn)前1～3的堿基突變掉，可增加鑒定的準(zhǔn)確性。該方法的主要缺點(diǎn)是對(duì)末端堿基要求高，若末端堿基為AC時(shí)，鑒定的準(zhǔn)確度高，為GT時(shí)，易造成假陽(yáng)性，因?yàn)镚與A和T的氫鍵結(jié)合能力較強(qiáng)，易產(chǎn)生非特異擴(kuò)增[3]。

3.5Taqman探針 該方法主要技術(shù)原理是利用探針與模板的匹配度，當(dāng)探針與DNA序列匹配時(shí)，探針可以被Taq酶切斷，產(chǎn)生熒光信號(hào)，反之，探針游離在體系中，熒光基團(tuán)發(fā)出的光被淬滅基團(tuán)淬滅，從而不產(chǎn)生熒光，Taqman-MGB探針可以增強(qiáng)分型的準(zhǔn)確度。Taqman探針技術(shù)從RT-PCR演化而來(lái)，真正實(shí)現(xiàn)了閉管操作，防污染能力強(qiáng)，且在PCR擴(kuò)增完成時(shí)即可出結(jié)果，耗時(shí)短。

3.6SNaPshot毛細(xì)管電泳 該方法主要優(yōu)勢(shì)在于分型準(zhǔn)確，不受SNP位點(diǎn)多態(tài)性限制，但整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要PCR擴(kuò)增、酶解消化、毛細(xì)管電泳檢測(cè)，操作步驟多，耗時(shí)長(zhǎng)。

3.7高分辨率溶解技術(shù) 該方法的主要技術(shù)原理是基于DNA溶解溫度的差異，可進(jìn)行SNP的鑒定。優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，對(duì)擴(kuò)增引物要求低，閉管操作，防污染，但這種方法不能準(zhǔn)確地鑒定出SNP位點(diǎn)的核酸類型，且對(duì)擴(kuò)增儀器要求高，價(jià)格昂貴。

3.8高效液相色譜法 該方法的主要技術(shù)原理是基于待測(cè)雙鏈與色譜柱結(jié)合能力的強(qiáng)弱，錯(cuò)配的雜合雙鏈與色譜柱結(jié)合能力降低，比完全匹配的雙鏈優(yōu)先洗脫出來(lái)，根據(jù)洗脫峰來(lái)判斷是否存在突變。該方法需要標(biāo)準(zhǔn)樣品，且不能確定突變的位置，需要精密的儀器及專業(yè)軟件。

3.9基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜 該方法屬于物理檢測(cè)方法，但質(zhì)譜儀需專業(yè)人員操作，且儀器費(fèi)用較高。

4 ALDH2多態(tài)性檢測(cè)的臨床意義

4.1ALDH2參與藥物及有毒醛類物質(zhì)的代謝 硝酸甘油在人體內(nèi)最終轉(zhuǎn)化為一氧化氮，可舒張血管，增加血流量，但也有研究表明，一氧化氮并非最終作用物質(zhì)，而是一氧化氮通過(guò)促進(jìn)降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)的釋放來(lái)舒張血管，CGRP是目前發(fā)現(xiàn)最強(qiáng)的血管舒張物質(zhì)。硝酸甘油是臨床上治療心肌缺血的經(jīng)典藥物，但不同的患者可能存在療效的差異。硝酸甘油的主要代謝酶是ALDH2，野生型ALDH2*1/*1GG代謝能力強(qiáng)，雜合型僅有野生型酶活性的6%，純合突變型酶活性幾乎為0，代謝能力極弱。因此，患者在服用硝酸甘油之前，最好進(jìn)行ALDH2基因型檢測(cè)，確定其硝酸甘油的代謝能力，使救命藥真的能救命。

ALDH2同時(shí)也是乙醇代謝途徑中的關(guān)鍵酶，乙醇進(jìn)入人體后，首先由ALDH代謝為乙醛，乙醛作為一種高反應(yīng)性物質(zhì)，可以穿透細(xì)胞膜，與DNA或蛋白相結(jié)合，產(chǎn)生對(duì)人體有害的物質(zhì)，或有可能致癌。野生型ALDH2*1/*1GG，乙醛代謝能力強(qiáng)，乙醛在人體內(nèi)停留時(shí)間短，雜合型ALDH2*1/*2GA及純合突變型ALDH2*2/*2AA,乙醛代謝能力極弱，飲酒者易出現(xiàn)臉紅、惡心、心悸等癥狀，這類人群不適宜飲酒[4-5]。

4.2ALDH2多態(tài)性與肝病相關(guān)性 肝臟疾病主要包括酒精性肝病、脂肪性肝病、病毒性肝病等。大量飲酒與肝臟疾病的相關(guān)性也是肝病研究的重點(diǎn)之一。ALDH2基因缺陷型人群大量飲酒后，體內(nèi)乙醛的濃度是野生型人群的10倍以上，乙醛在體內(nèi)累積，可與DNA或蛋白形成加合物，也可誘導(dǎo)活性氧的產(chǎn)生，加重對(duì)肝臟細(xì)胞的損害。ALDH2基因多態(tài)性與肝臟炎癥、肝臟纖維化及肝臟腫瘤都存在一定的聯(lián)系。另外，我國(guó)也是病毒性肝炎的高發(fā)區(qū)，有研究表明，乙型肝炎表面抗原陽(yáng)性，且是ALDH2缺陷型基因攜帶者，如果大量飲酒，發(fā)生肝癌的風(fēng)險(xiǎn)是野生型健康人群的50倍以上[6-7]。

4.3ALDH2多態(tài)性與心血管疾病的相關(guān)性 研究表明，ALDH2基因多態(tài)性與心血管疾病相關(guān)。李勇等[8]研究報(bào)道，ALDH2突變型人群更容易患冠狀動(dòng)脈慢血流?？赡苁且?yàn)橥蛔冃虯LDH2酶活性下降，導(dǎo)致抗氧化及炎癥的能力下降，加重細(xì)胞損傷，導(dǎo)致慢血流現(xiàn)象。俞佳艷等[9]發(fā)現(xiàn)，ALDH2的高表達(dá)可以使心肌梗死區(qū)域細(xì)胞凋亡減少，改善心臟功能，這一過(guò)程可能是通過(guò)抑制p53的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。胡奉環(huán)等[10]在論述中提到，心肌缺血區(qū)域ALDH2的mRNA表達(dá)水平降低，甲基化實(shí)驗(yàn)證明，ALDH2表達(dá)過(guò)程中甲基化發(fā)生改變，這可能是ALDH2受抑制的原因，但還需要更多的研究來(lái)證實(shí)。另外，文章中也提到ALDH2可調(diào)控PINK1/Parkin依賴的線粒體自噬通路的激活，ALDH2可改善心肌缺血再灌注帶來(lái)的細(xì)胞凋亡，其機(jī)制可能與抑制線粒體自噬通路的激活有關(guān)[11-13]。

4.4ALDH2多態(tài)性與癌癥相關(guān)性 ALDH2與多種惡性腫瘤如食管癌、腎癌、肝癌的發(fā)生相關(guān)[14-15]。有報(bào)道顯示，ALDH2與胃癌的發(fā)生相關(guān)，但周正元等[16]的研究中顯示，ALDH2多態(tài)性與胃癌的易感性無(wú)關(guān)，可能是因?yàn)闃颖玖可伲笃谶€需要進(jìn)一步證實(shí)。多個(gè)研究顯示，在癌區(qū)域，ALDH2的表達(dá)水平下降[17-18]。ALDH2可能作為腫瘤特異的診斷標(biāo)志物而成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。腎癌最常見(jiàn)的類型是透明細(xì)胞癌，因腎癌缺乏診斷標(biāo)志物，在被發(fā)現(xiàn)時(shí)20%～40%的患者已經(jīng)出現(xiàn)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移。范龍龍等[19]通過(guò)檢測(cè)腎癌組織及癌旁組織中ALDH2的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)ALDH2的表達(dá)水平均下降，但具體機(jī)制還有待研究。ALDH2基因的多態(tài)性與肝癌的發(fā)生是目前研究較多的，ALDH2基因多態(tài)性、大量飲酒與肝癌易感性間存在著明顯的相關(guān)性，攜帶ALDH2變異基因型的飲酒者減少酒精飲用,將有助于降低其發(fā)生肝癌的危險(xiǎn)性[20]。

5 展 望

ALDH2是人體乙醇代謝途徑中的關(guān)鍵酶，主要負(fù)責(zé)將乙醛轉(zhuǎn)化為乙酸，降低對(duì)人體細(xì)胞的損傷，同時(shí)ALDH2也是硝酸甘油的代謝酶，將硝酸甘油轉(zhuǎn)化為一氧化氮，進(jìn)而發(fā)揮舒張血管、改善血液流動(dòng)障礙的作用。但ALDH2基因存在多態(tài)性，主要集中在東亞地區(qū)，突變的ALDH2所編碼的酶活性幾乎完全喪失，達(dá)不到應(yīng)有的功效，從而對(duì)人體產(chǎn)生危害。因此鑒定ALDH2的型別至關(guān)重要，且ALDH2型別的鑒定是一次性，受用終生。目前對(duì)ALDH2多態(tài)性的研究有很多，但大多數(shù)存在于宏觀方面，具體調(diào)控機(jī)制的研究還不夠，且部分文章因樣本量少，所得結(jié)論還需進(jìn)一步證實(shí)，在未來(lái)，對(duì)ALDH2更為深入的研究可使人們對(duì)其有更多的認(rèn)識(shí)。