黃佩佩，呂 麗，劉傳新

（濟寧醫(yī)學院精神衛(wèi)生學院，山東 濟寧 272067

酒精是全球使用最廣泛且最易被接受的成癮物質(zhì)。酒精的有害使用與多種疾病的發(fā)病相關(guān)，如心血管疾病、腦血管疾病、消化系統(tǒng)疾病等軀體疾病［1］。酒精依賴是當今社會的一個嚴重問題，是指反復使用酒精導致軀體和心理方面對酒精的強烈渴求及病理性關(guān)注，失去對酒精使用的控制并以損害健康的方式為代價，甚至造成家庭破裂、失業(yè)、車禍等危害［2］。酒精依賴的發(fā)病與社會心理、環(huán)境因素和遺傳因素相關(guān)，隨著遺傳學的發(fā)展，酒精依賴的遺傳基因研究成為研究熱點，乙醇脫氫酶（ADH）和乙醛脫氫酶（ALDH）的編碼基因與酒精依賴的研究已相對成熟，細胞色素P4502E1（Cytochrome P4502E1，CYP2E1）同樣作為酒精代謝的相關(guān)酶類，其編碼基因及基因多態(tài)性與酒精依賴的研究逐漸進入研究者的視線中，CYP2E1及其基因多態(tài)性可能與酒精依賴相關(guān)，可能導致酒精依賴個體的藥物代謝與酒精性或非酒精性肝臟損害，甚至可能出現(xiàn)嚴重的藥物不良反應(yīng)。回顧CYP2E1與酒精依賴相關(guān)研究，旨在了解CYP2E1及其基因多態(tài)性與酒精依賴及其相關(guān)疾病之間的關(guān)系，進一步明確酒精依賴遺傳相關(guān)問題，為酒精依賴的早期干預提供參考。

1 資料與方法

1.1 資料來源與檢索策略

1.1.1 資料來源

于2019年12月在中國知網(wǎng)、萬方、維普等中文數(shù)據(jù)庫和PubMed、Web of science等英文數(shù)據(jù)庫中進行檢索，檢索時限為從建庫至2019年12月。

1.1.2 檢索策略

檢索關(guān)鍵詞為細胞色素P450（Cytochrome P450）、細胞色素 P4502E1（Cytochrome P4502E1或CYP4502E1）、CYP2E1、基因（Gene）、酒精依賴（Alcohol Dependence，AD）、酒精（Alcohol）。中文檢索式：細胞色素P450 or CYP2E1 and基因and酒精；英文檢索式：Cytochrome P450 or CYP2E1 and Gene and Alcohol Dependence。

1.2 文獻納入標準和排除標準

文獻納入標準：①研究對象為酒精依賴患者；②可提取有效數(shù)據(jù)；③中英文文獻；④在學術(shù)期刊公開發(fā)表。排除標準：①重復文獻；②會議論文；③數(shù)據(jù)資料缺失的文獻；④質(zhì)量低的文獻；⑤綜述文獻。

1.3 文獻篩選與質(zhì)量評估

文章的篩選由第一作者和第二作者共同完成。第一作者通過排除重復文獻進行文獻初篩；第二作者通過閱讀文獻的標題與摘要，對文獻進行二次篩選。最后篩選出的全部文章交由第三作者進行審閱。第三作者通過對文獻的研究對象、研究方法、樣本量和研究的局限性對文獻進行質(zhì)量評估。入選文獻整體質(zhì)量良好、目的明確、實驗流程與實驗結(jié)果清晰。由于這些研究在研究對象、實驗步驟以及分析方法上存在一定的異質(zhì)性，不適合進行Meta分析，僅做描述性系統(tǒng)評價。

2 結(jié) 果

2.1 文獻納入的基本情況

初步共檢索出文獻1 296篇。其中最早的文獻發(fā)表于1991年，最新文章發(fā)表于2019年；發(fā)表于2009年-2019的英文文獻397篇、中文文獻48篇。通過對標題、摘要及全文進行閱讀，最終納入文獻27篇。見圖1。

圖1 文獻篩選流程圖

2.2 酒精依賴多基因遺傳

傳統(tǒng)疾病研究方法雙生子、寄養(yǎng)子及家系調(diào)查證明酒精依賴的發(fā)病與遺傳因素相關(guān)。酒精依賴的遺傳傾向是由多基因決定的，酒精依賴的相關(guān)基因大致可以分為兩部分，首先是參與酒精代謝的相關(guān)酶基因，其次是乙醇及其代謝產(chǎn)物在體內(nèi)蓄積尤其是在腦部蓄積后，與精神依賴密切相關(guān)的酶、受體、轉(zhuǎn)運體的編碼基因。酒精的代謝場所主要在肝臟，參與代謝的主要酶系統(tǒng)是乙醇脫氫酶（ADH）和乙醛脫氫酶（ALDH），另外還有兩種替代途徑將乙醇氧化成乙酸，一種是通過微粒體乙醇氧化系統(tǒng)（Microsomal Ethanol Oxidizing System，MEOS）介導進行酒精代謝，另一種是由過氧化物酶體、過氧化氫酶介導的［3］。微粒體主要來源于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（Endoplasmic reticulum，ER），細胞色素P450酶（CYP）是MEOS的主要成分，約占乙醇氧化的10%［4］。過氧化氫酶對乙醇催化的反應(yīng)能力因H2O2含量低受到限制，因此，過氧化氫酶在酒精的整體代謝中僅起次要作用［3］，這些酒精代謝相關(guān)酶的編碼基因可能和酒精依賴基因遺傳相關(guān)聯(lián)。

2.3 CYP2E1

細胞色素P450（CYP450）是一類血色素酶，在混合功能氧化酶系統(tǒng)中作為末端氧化酶，作用是催化內(nèi)源性物質(zhì)（如脂肪酸和類固醇）和外源性物質(zhì)（如毒物、藥物和致癌物）的代謝。CYP450主要分布在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體內(nèi)膜上，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體內(nèi)膜為CYP450提供支架，促進了CYP450與氧化還原反應(yīng)伴侶之間的相互作用以及和其他P450的相互作用［5］。CYP2E1是MEOS系統(tǒng)參加乙醇誘導P450家族中最主要的誘導性P450［6］，是一種把乙醇氧化成乙醛的最高活性的P450，可能與酒精依賴及其相關(guān)疾病有關(guān)聯(lián)，除了乙醇代謝之外還可以代謝多種藥物、多不飽和脂肪酸、對乙酰氨基酚和大多數(shù)有機溶劑［7］。CYP2E1主要存在于肝臟中，是肝細胞內(nèi)化合物和毒物的代謝酶。同時大多數(shù)器官比如大腦、腸道和腎臟中也存在著大量CYP2E1。但是CYP2E1在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的表達和活性尚不完全清楚［8］。除去乙醇對CYP2E1的誘導外，CYP2E1也可在多種代謝和營養(yǎng)下所誘導，如慢性肥胖、攝食過量、糖尿病等。一些激素水平例如胰島素、胰高血糖素、睪丸激素等也對CYP2E1的水平有所影響［6］。CYP2E1的高表達減弱了肝內(nèi)胰島素信號敏感性，加重胰島素抵抗，同時CYP2E1使肝內(nèi)脂肪酸和代謝異常，CYP2E1對其誘導加強，可能導致脂肪肝的發(fā)生［9］。

2.3.1 CYP2E1與酒精代謝

米氏常數(shù)（Km）是指酶促反應(yīng)達最大速度（Vm）一半時的底物（S）的濃度。Km可以反映酶與底物親和力的大小，即Km值越小，則酶與底物的親和力越大；反之，親和力則越小。CYP2E1的酒精Km值為10 mM，是乙醇ADH的Km值的10倍，兩者均在社交性飲酒中所見的酒精濃度范圍內(nèi)。在酒精濃度低時，CYP2E1對酒精的氧化能力約占肝臟內(nèi)總酒精氧化能力的10%。由于CYP2E1較高的Km值，可以隨著體內(nèi)酒精濃度的增加而增加，因此，在體內(nèi)酒精濃度高時，CYP2E1便會增加對酒精的氧化作用，此時體內(nèi)酒精代謝的大部分就是CYP2E1的氧化作用引起，是低濃度酒精氧化時的10倍［4］。相關(guān)動物實驗顯示，長期乙醇喂養(yǎng)的小鼠CYP2E1的表達活性比對照組小鼠高［6］。也有研究顯示，酒精脫氫酶陰性的小鼠在長期飲酒后，微粒體乙醇氧化系統(tǒng)活性增加，同時伴隨細胞色素P450（尤其是CYP2E1）的升高和平滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（SER）的增殖［10］。過量飲酒可導致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的應(yīng)激反應(yīng)，從而引起軀體上的酒精相關(guān)疾病，如肝臟、胰腺、大腦和心臟的酒精性疾?。?1］。

2.3.2 CYP2E1的氧化應(yīng)激作用

CYP2E1對乙醇氧化為乙醛的活性是使用NADPH中的H+和O2，導致產(chǎn)生大量的活性氧（reactive oxygen species，ROS）。另外產(chǎn)生的ROS與細胞大分子反應(yīng)使蛋白質(zhì)變性，使酶失活，引起DNA和RNA的損傷，產(chǎn)生細胞毒性，引起細胞損傷。在正常狀態(tài)下，體內(nèi)許多酶促和非酶促機制維持ROS的生理水平，ROS的產(chǎn)生和去除速率以及ROS對細胞的損傷和修復之間形成一種穩(wěn)定平衡。高濃度的ROS對機體絕對有害，與困擾人類的許多疾病相關(guān)，如糖尿病、心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病和急慢性乙醇治療的毒性［6］。過量的ROS可以引發(fā)氧化應(yīng)激，導致細胞凋亡和壞死。NADPH的消耗會干擾呼吸鏈，這是CYP2E1活性引起氧化應(yīng)激的關(guān)鍵。超氧化物歧化酶（SOD）可清除體內(nèi)的ROS，在預防氧化應(yīng)激中起了重要作用［12］。

2.3.3 CYP2E1氧化應(yīng)激與酒精依賴相關(guān)疾病的關(guān)系

CYP2E1在乙醇誘導的氧化應(yīng)激和酒精性肝損害中起重要作用，是酒精誘導肝損害的ROS的重要來源。相關(guān)動物實驗研究顯示，CYP2E1在對酒精的催化循環(huán)中產(chǎn)生活性氧（ROS），促進氧化應(yīng)激，加重了FAS抗體（Jo2）或細菌脂多糖（lipopolysaccaride，LPS）介導的肝臟毒性，并且在對乙醇的長期慢性處理過程中CYP2E1水平逐漸升高，并協(xié)同Jo2和LPS引起更為嚴重的協(xié)同肝損害［6］。因此CYP2E1被認為是乙醇誘導的肝損害的主要起因；Leung等［13］將敲除CYP2E1基因的小鼠作為實驗組，野生型小鼠為對照組，喂食4周乙醇，在野生型小鼠中觀察到酒精性脂肪肝，而在CYP2E1基因（cyp2e1-/-）小鼠中則沒有發(fā)現(xiàn)。把人CYP2E1基因重新引入cyp2e1-/-小鼠體內(nèi)，并在小鼠中表達CYP2E1，稱之為cyp2e1-/-KI小鼠。經(jīng)對KI小鼠進行長期乙醇喂養(yǎng)之后，KI小鼠出現(xiàn)肝損害和氧化應(yīng)激作用的增強與人CYP2E1水平升高有關(guān)，從而得出CYP2E1是酒精引起氧化性肝損傷的促成因素。類似的動物實驗也證實了CYP2E1是酒精性肝病的危險因素之一［14］。Abdelmegeed 等［15］研究表明，暴飲酒精之后，肝臟CYP4502E1在促進氧化應(yīng)激、腸道滲漏和內(nèi)毒素血癥的發(fā)生中起重要作用。也有相關(guān)研究顯示，由于肥胖、慢性酒精消耗等因素引起肝毒素的敏感性增加和CYP2E1的過度表達，CYP2E1誘導氧化應(yīng)激水平的增加伴發(fā)細胞凋亡，從而最終可導致組織重塑和酒精性心肌病，有時還會引起癌癥的細胞轉(zhuǎn)化［16］?？梢奀YP2E1在酒精代謝的過程中氧化應(yīng)激反應(yīng)和酒精性肝臟損害存在一定的聯(lián)系。

2.4 細胞色素P4502E1基因多態(tài)性

2.4.1 細胞色素P4502E1基因多態(tài)性與酒精依賴

CYP2E亞家族僅包括CYP2E1一個基因，位于10號染色體（10qter）的10q24.3-qter區(qū)域。作為酒精依賴的候選基因之一，CYP2E1基因及其多態(tài)性受到廣泛關(guān)注。一個基于家族的全基因組連鎖分析使用主觀高評量表（SHAS）測量酒精反應(yīng)水平發(fā)現(xiàn)，酒精反應(yīng)水平與10號染色體末端區(qū)域之間存在顯著聯(lián)系。經(jīng)連鎖和關(guān)聯(lián)分析表明，酒精反應(yīng)水平可能受CYP2E1基因本身序列變化或者其附近序列變化的影響［17］。武文煜［18］通過聚合酶鏈反應(yīng)-限制性片段長度多態(tài)性（PCR-RFLP）的方法研究發(fā)現(xiàn)，CYP2E1基因B型（雜合子c1/c2）基因與酒精依賴及日最大飲酒量相關(guān)，但c2等位基因僅與酒精依賴相關(guān)，和日最大飲酒量不相關(guān)。一項對101名墨西哥裔美國人的研究表明，酒精依賴者CYP2E1 RsaI c2等位基因頻率明顯高于非酒精依賴者，飲酒起始年齡小于25歲的酒精依賴者CYP2E1 c2等位基因頻率明顯高于飲酒起始年齡大于25歲的酒精依賴者［19］。CYP2E1 RsaI位c2、DraI位C等位基因頻率和RsaI/DraI基因型與酒精中毒有較強的關(guān)聯(lián)性。另外也有不同的發(fā)現(xiàn)，僅在CYP2E1/TaqI中觀察到酒精和非酒精性切口之間的顯著差異，酗酒者突變等位基因（CYP2E1/TaqI的A1）的頻率顯著高于非酗酒者，等位基因A1與酒精依賴患者酗酒的敏感性增加有關(guān)，而在CYP2E1/DraI和CYP2E1/RsaI中未發(fā)現(xiàn)酒精和非酒精性切口差異［20］。

在對墨西哥裔美國人中CYP2E1四個SNP（CYP2E1*1D、*5B、*6和*1B）進行聯(lián)合研究時發(fā)現(xiàn)，單個SNP不能單獨導致酒精依賴的易感性，且c2和C等位基因之間有著較高的連鎖不平衡，其中特定單倍型H6（1C-c2-C-A2）在飲酒年齡較晚和酒精攝入量較大的酒精依賴患者中發(fā)生頻率較高，H6可能會增加酒精中毒的易感性，而H7（1C-c2-CA1）和H10（1C-c2-D-A1）可能會降低這種易感性。另外，在去除吸煙因素之后，H6、H7、H9（1C-c2-DA2）的發(fā)生頻率在酗酒者和對照組之間存在顯著差異，可以認為，H6、H7、H9單倍型在酗酒者臨床表型中起一定作用［21］。但Huang等［4］研究表明，臺灣漢族人群CYP2E1 SNPs：CYP2E1*1D，CYP2E1*5B（rs2031920），CYP2E1*6（rs6413432）和 CYP2E1*1B（rs2070676）與首次飲酒年齡、酒精依賴年齡和每日飲酒量之間均無相關(guān)性。Crawford等［22］研究顯示，CYP2E1基因中rs6413419與酒精依賴之間存在關(guān)聯(lián)，但 rs3813865、rs3813867、rs915906、rs743535及rs2515642與酒精依賴未發(fā)現(xiàn)明顯關(guān)聯(lián)。

2.4.2 細胞色素P450基因多態(tài)性和酒精依賴相關(guān)疾病

前額葉皮層和杏仁核介導了吸煙和飲酒的成癮作用，Toselli等［23］研究表明，酒精依賴患者較正常人杏仁核中CYP2E1基因表達升高。CYP2E1-1053T等位基因是否是酒精依賴的危險因素目前仍存在一定的爭議。Plemenitas等［24］研究表明，CYP2E1-1053T與酒精依賴發(fā)病風險不相關(guān)，但CYP2E1 c.-1053C＞T多態(tài)性可能影響酒精依賴患者強迫和焦慮癥狀。也有研究發(fā)現(xiàn)，攜帶CYP2E1-1293C等位基因的酒精依賴患者高血壓發(fā)生風險增高，這是由于細胞色素誘導增加從而導致高活性自由基氧化產(chǎn)物的產(chǎn)生，引導氧化應(yīng)激和內(nèi)皮誘導，同時這是原發(fā)性高血壓的發(fā)病基礎(chǔ)［25］。另有相關(guān)動物實驗表明，長期攝入乙醇可引起睪丸功能衰竭，并且睪丸中CYP2E1 mRNA的過度表達與生精指數(shù)呈負相關(guān)［26］。通過睪丸CYP2E1和精子生成能力的相關(guān)性，可以假設(shè)CYP2E1參與了酒精依賴患者生育能力減退、甚至不育的非特異性發(fā)病機制。

3 結(jié) 論

綜上所述，CYP2E1作為乙醇在MEOS中代謝酒精的關(guān)鍵酶，CYP2E1基因及其多態(tài)性與酒精依賴的發(fā)病年齡、日飲酒量和酒精依賴的發(fā)病風險相關(guān)，通過對有酒精依賴家族史的人群進行基因檢測可預知患病風險，提前給予干預。CYP2E1對于酒精依賴的遺傳學研究進展有重要意義。一些證據(jù)表明CYP2E1的基因遺傳多態(tài)性存在種族差異［27］。在CYP2E1基因與酒精依賴的相關(guān)性研究中，得出了不同的結(jié)果，可能是由于被試者種族差異、樣本量大小、是否排除影響酒精依賴內(nèi)表型分型因素以及基因分型的差異所致。因此，在未來對酒精依賴基因進行研究時，可以擴大樣本量以增加數(shù)據(jù)的可信程度，對酒精依賴內(nèi)表型進行分型（如家族史和反社會人格等），選用全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）方法，探究酒精依賴相關(guān)基因，了解基因編碼蛋白質(zhì)的作用機制，為酒精依賴靶向治療提供新思路。