酒精性心肌病的研究進(jìn)展及其法醫(yī)學(xué)鑒定

張?zhí)燔?，高衛(wèi)民，曹志鵬，李福淇，潘穎，王金寶，陶祚，薛嘉嘉，賈宇晴，王天琦，朱寶利

（1.中國醫(yī)科大學(xué)法醫(yī)學(xué)院，遼寧 沈陽 110122；2.太倉市公安局，江蘇 太倉 215400；3.中國醫(yī)科大學(xué)臨床三系，遼寧 沈陽 110122）

長期或者過度飲酒會(huì)危害健康，導(dǎo)致心功能障礙或者心力衰竭[1-2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)[3]，有近一半的擴(kuò)張型心肌病是由過度飲酒引起的。酒精性心肌?。╝lcoholic cardiomyopathy，ACM）已經(jīng)被歐洲心臟病學(xué)會(huì)（Euro?pean Society of Cardiology，ESC）和美國心臟協(xié)會(huì)（American Heart Association，AHA）定義為一種特殊的慢性心臟疾病，是指長期大量攝入乙醇，并具有典型的擴(kuò)張型心肌病的血流動(dòng)力學(xué)變化、癥狀、體征及影像學(xué)特點(diǎn)，同時(shí)排除其他能導(dǎo)致擴(kuò)張型心肌病原因的一種慢性心肌病[4-5]。因大多數(shù)ACM患者除了具有心臟體積增大、心室擴(kuò)張外，缺乏其他特異性的病理形態(tài)學(xué)改變，故其法醫(yī)病理學(xué)鑒定也只能建立在病史和排除其他可導(dǎo)致心肌病原因的基礎(chǔ)上。ACM與某些心臟性猝死也常常很難鑒別。本文就ACM的發(fā)病機(jī)制及法醫(yī)學(xué)鑒定予以綜述，以期為法醫(yī)病理學(xué)工作者及臨床醫(yī)生提供參考。

1 ACM的流行病學(xué)特點(diǎn)

據(jù)報(bào)道[6]，全世界約4%的疾病與乙醇有關(guān)，男性和女性中分別有6.3%和1.1%的死亡與乙醇相關(guān)。另有統(tǒng)計(jì)[7]表明，ACM占所有心臟疾病的3.8%，占非缺血性擴(kuò)張型心肌病的21%～36%，由ACM導(dǎo)致的心臟性猝死的發(fā)生率為19%[8]。長期飲酒（每天攝入乙醇超過80g，且飲酒時(shí)間在5年以上）人群中，ACM的發(fā)病率為23%～47%[5]，多發(fā)平均年齡為50歲左右，男性約占86%[9]，且發(fā)病率呈逐年升高趨勢。由于ACM沒有確切的診斷標(biāo)準(zhǔn)，有相當(dāng)一部分潛在的ACM患者在終末期會(huì)出現(xiàn)心功能下降等臨床癥狀，最終導(dǎo)致心力衰竭，若繼續(xù)飲酒，4年內(nèi)病死率接近50%[10]。

2 乙醇在人體內(nèi)的代謝途徑及特點(diǎn)

乙醇在體內(nèi)僅有極少部分通過呼吸、尿液、汗液等形式排出體外，其余主要靠肝內(nèi)的乙醇脫氫酶和乙醛脫氫酶加以代謝；其中乙醇脫氫酶將乙醇氧化為乙醛，乙醛脫氫酶將乙醛氧化為乙酸，最終乙酸進(jìn)入細(xì)胞氧化呼吸鏈完成最終代謝[11-12]。但乙醇代謝的中間產(chǎn)物乙醛具有極強(qiáng)的生物毒性，是導(dǎo)致ACM發(fā)病和發(fā)展的重要因素[13]。

3 ACM的發(fā)病機(jī)制

目前ACM的發(fā)病機(jī)制尚未完全明確，但近期研究報(bào)道指出，以下幾種原因可能導(dǎo)致ACM發(fā)作。

3.1 心肌細(xì)胞的凋亡與心肌細(xì)胞的壞死

許多報(bào)道表明，ACM患者或者動(dòng)物模型心肌細(xì)胞的異常凋亡或壞死可能導(dǎo)致心肌重構(gòu)及一定程度的心功能障礙。ZHOU等[14]通過建立ACM小鼠模型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，11，12-環(huán)氧二十碳三烯酸（11，12-epoxyeicosatrienoic acid，11，12-EET）通過AMP依賴的蛋白激酶-哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白信號(hào)傳導(dǎo)途徑減弱乙醇誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡和氧化應(yīng)激，從而減輕了ACM的癥狀，同時(shí)闡明慢性飲酒誘導(dǎo)了肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架組織的破壞，導(dǎo)致肌原纖維結(jié)構(gòu)的重新排列和心肌細(xì)胞腫脹，引起ACM的發(fā)生。FERNáNDEZSOLà等[15]也證明了細(xì)胞凋亡在大劑量飲酒者和長期存在高血壓疾病患者的心肌中存在一定的相似度，并且與結(jié)構(gòu)損傷有關(guān)；此外，某些無心臟損傷的酗酒者的促凋亡機(jī)制也被激活。由此可見，乙醇可能引起心肌細(xì)胞的凋亡、壞死或者心肌細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變，從而導(dǎo)致ACM，引發(fā)心功能障礙。

3.2 氧化應(yīng)激和硝化應(yīng)激

心肌作為高耗氧組織，在其氧化呼吸的過程中會(huì)產(chǎn)生大量活性氧和脂質(zhì)過氧化物，并通過特殊的抗氧化系統(tǒng)將其清除，以保護(hù)心肌細(xì)胞的正常工作。而乙醇的攝入會(huì)干擾該通路的正常工作，使心肌發(fā)生過氧化損傷。過氧化物會(huì)破壞心肌的核酸、蛋白質(zhì)等大分子導(dǎo)致心肌細(xì)胞的工作障礙，甚至可以造成心肌死亡[16-17]。同時(shí)，氧化應(yīng)激與硝化應(yīng)激密切相關(guān)，某些與氧化應(yīng)激有關(guān)的活性氧與活性氮的生成與清除途徑有重疊并相互調(diào)節(jié)，而活性氮的出現(xiàn)則會(huì)使細(xì)胞中的酪氨酸硝化成3-硝基酪氨酸，引起細(xì)胞損傷[18]。MATYAS等[19]通過建立小鼠慢性ACM模型發(fā)現(xiàn)，長期給予乙醇的小鼠心肌組織中3-硝基酪氨酸含量顯著提高，乙醇飲食小鼠心臟中g(shù)p91phox、p47phox和血管緊張素Ⅱ受體1a型心肌基因表達(dá)值顯著升高。這表明乙醇極有可能通過氧化應(yīng)激和硝化應(yīng)激的方式損傷心肌細(xì)胞導(dǎo)致ACM。

3.3 細(xì)胞器功能障礙和鈣穩(wěn)態(tài)失衡

乙醇可以對(duì)生物膜的完整性造成損傷，若長期攝入則可能破壞心肌細(xì)胞的線粒體膜、肌漿網(wǎng)等，進(jìn)而影響心肌細(xì)胞的有氧呼吸，誘發(fā)心功能障礙[20-22]。同時(shí)鈣離子作為細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的重要因子，其在細(xì)胞內(nèi)的分布也可能受到體內(nèi)乙醇含量的影響。心衰模型中發(fā)現(xiàn)肌漿網(wǎng)鈣離子含量超過某一閾值時(shí)，鈣離子的釋放會(huì)有所增加，而這種釋放則會(huì)引發(fā)心律失常[23]。MATYAS等[19]在實(shí)驗(yàn)中亦指出線粒體復(fù)合體Ⅱ和Ⅳ會(huì)隨著乙醇攝入時(shí)間的增多而減少，進(jìn)而影響心肌的氧化呼吸鏈。

3.4 神經(jīng)體液系統(tǒng)的紊亂

乙醇的攝入對(duì)體內(nèi)的神經(jīng)體液系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一定影響。ADAMS等[24]發(fā)現(xiàn)在亞急性乙醇中毒時(shí)，乙醇會(huì)刺激大鼠的外周交感神經(jīng)，并且增加了腎上腺素和去甲腎上腺素的分泌。隨著激素的分泌，在短短48h之內(nèi)心臟比重就增加了12%，發(fā)生左心室肥厚等病理性改變。HUANG等[25]通過大鼠模型論證了急性乙醇中毒動(dòng)物心臟中的總血管緊張素Ⅱ顯著高于對(duì)照組。而血管緊張素的生成會(huì)造成外周血管阻力升高，心臟后負(fù)荷明顯增大，導(dǎo)致左心代償性肥大，并促進(jìn)心肌間質(zhì)纖維化以及左心室重構(gòu)[26]。

3.5 心肌收縮蛋白異常

心肌收縮蛋白在肌肉興奮-收縮偶聯(lián)中有著重要的地位，一定量乙醇的攝入會(huì)影響肌動(dòng)蛋白的結(jié)構(gòu)、表達(dá)以及合成。LANG等[27]實(shí)驗(yàn)表明，雖然在成年大鼠中心肌蛋白沒有明顯差異，但是在老年大鼠心臟中心肌蛋白的合成減少了30%，其中肌原纖維蛋白的合成減少了30%，肌漿蛋白的合成減少了40%，而這兩種蛋白的減少對(duì)于心肌功能的減退有著重要的影響，同時(shí)，老年大鼠的蛋白酶體活性比成年大鼠升高了約40%，這可能導(dǎo)致心肌細(xì)胞內(nèi)正常蛋白質(zhì)異常降解，引發(fā)心肌功能障礙。SCHREIBER等[28]通過建立豚鼠的ACM模型，用3H-胸腺嘧啶核苷試驗(yàn)測定心肌收縮蛋白［肌球蛋白重鏈、輕鏈（LC1、LC2），肌動(dòng)蛋白和原肌球蛋白］標(biāo)記的氨基酸，結(jié)果表明，雖然肌球蛋白重鏈和輕鏈以及原肌球蛋白的合成率與等熱量飼養(yǎng)的對(duì)照組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但肌動(dòng)蛋白的合成率顯著降低了20%左右，肌動(dòng)蛋白的減少直接影響了心臟收縮功能，并可能導(dǎo)致心肌纖維的解體和空泡化的形成。

3.6 細(xì)胞自噬

自噬作為有雙重性結(jié)果的細(xì)胞活動(dòng)，一方面可以保護(hù)細(xì)胞免受死亡，另一方面也可以促進(jìn)細(xì)胞走向凋亡。黃河清等[29]通過建立慢性飲酒大鼠模型，表明飲酒大鼠的自噬基因Beclin-1、LC3以及該兩種基因表達(dá)的蛋白都較對(duì)照組有所增加。LIANG等[30]通過乙醇喂養(yǎng)小鼠發(fā)現(xiàn)，乙醇的攝入會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)自噬小體的產(chǎn)生，同時(shí)自噬相關(guān)蛋白Beclin-1、Atg3和Atg7也在乙醇喂養(yǎng)組有所增加，但是H2S處理過后的實(shí)驗(yàn)組中并沒有發(fā)現(xiàn)凋亡小體，其自噬相關(guān)蛋白也有所減少，這表明H2S對(duì)于乙醇引起的自噬有抑制作用。雖然自噬基因及表達(dá)產(chǎn)物在長期乙醇攝入的動(dòng)物模型中已經(jīng)得到證實(shí)，但是鑒于自噬的兩面性，這種自噬行為的增加對(duì)于細(xì)胞來說是提供保護(hù)抑或是促進(jìn)凋亡，需要今后加以研究。

3.7 其他

基因改變，如乙醛脫氫酶基因的缺失或乙醇脫氫酶基因的過度表達(dá)均可能導(dǎo)致乙醛的積累甚至全身性中毒，這種中毒就有可能導(dǎo)致ACM[31-32]。還有報(bào)道[33]稱炎癥、營養(yǎng)失衡等也是造成ACM的誘因，但這方面的闡述以及機(jī)制仍然不全面，需要進(jìn)行研究加以闡明。

4 ACM的法醫(yī)學(xué)特征

李俊寧等[34]通過統(tǒng)計(jì)60例ACM患者的診斷結(jié)果，發(fā)現(xiàn)所有患者均存在心臟體積增大、心腔擴(kuò)張的現(xiàn)象，左心房和左心室擴(kuò)張尤為明顯，并且大部分患者伴有相對(duì)瓣膜關(guān)閉不全或反流現(xiàn)象。這些癥狀與其他原因?qū)е碌臄U(kuò)張型心肌病、肥厚性心肌病的臨床表現(xiàn)基本相同，故ACM的臨床診斷較為困難，而尸體解剖也未普及于ACM的法醫(yī)學(xué)鑒定[35]，國內(nèi)外有關(guān)ACM法醫(yī)學(xué)鑒定的報(bào)道極少。長期飲酒才可能導(dǎo)致ACM，隨著疾病的進(jìn)展，會(huì)出現(xiàn)一系列心功能障礙，但是由于缺乏特異性的組織病理形態(tài)學(xué)改變，ACM的法醫(yī)學(xué)鑒定只能通過患者的飲酒史以及排除其他原因?qū)е碌男募〔《鞒鲈\斷。有文獻(xiàn)[35-36]報(bào)道，對(duì)于沒有明顯冠狀動(dòng)脈病變的死者，利用電鏡、光鏡以及免疫組織化學(xué)方法對(duì)線粒體酶、乙醇代謝相關(guān)酶檢查均可能對(duì)ACM診斷有所幫助。SOKOLOVA[37]對(duì)180例ACM法醫(yī)學(xué)實(shí)際案例進(jìn)行回顧性研究，發(fā)現(xiàn)ACM的重要組織學(xué)改變，系心肌細(xì)胞在ACM的發(fā)展過程中呈現(xiàn)肥大和萎縮交替性變化的現(xiàn)象。此外，酒精性肝硬化往往與ACM同時(shí)發(fā)生[38]，尸檢時(shí)也可通過觀察慢性乙醇攝入導(dǎo)致的其他疾病如肝硬化等，聯(lián)合診斷ACM。

VIKHERT等[39]通過對(duì)127例ACM死者的研究得出診斷ACM的模式，包括：（1）不明顯的冠狀動(dòng)脈粥樣硬化，缺乏冠狀動(dòng)脈狹窄、血栓形成和急慢性心肌梗死的形態(tài)學(xué)改變；（2）心肌纖維萎縮，鏡下見纖維組織增生；（3）心肌間質(zhì)可見脂肪浸潤，圍繞左心室血管及室間隔，直到心內(nèi)膜下區(qū)域；（4）微循環(huán)紊亂；（5）局部內(nèi)皮下心肌纖維化；（6）電鏡下見微循環(huán)血管床毛細(xì)血管顯著擴(kuò)張、小血管內(nèi)皮變平，而單位心肌毛細(xì)血管數(shù)量并未減少；（7）肌漿網(wǎng)顯著擴(kuò)張，伴隨大部分心肌細(xì)胞形成空泡和終池；（8）心肌細(xì)胞內(nèi)溶酶體樣結(jié)構(gòu)增多；（9）肌纖維萎縮溶解；（10）心肌細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)大量脂質(zhì)包涵體；（11）成片緊密堆積的小線粒體；（12）閏盤斷裂；（13）變性改變（冷凝凝聚）以及線粒體嵴破壞；（14）免疫組織化學(xué)表現(xiàn)，線粒體酶活性降低，與乙醇利用相關(guān)的酶（catalase）活性增加。

但是由于目前ACM的法醫(yī)病理學(xué)診斷仍然沒有特征性改變或指標(biāo)，即便死者的冠狀動(dòng)脈病變程度不是很明顯，許多法醫(yī)工作者仍將ACM患者的死亡原因診斷為冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病[8]。

5 ACM的未來研究趨勢

長期或高劑量攝入乙醇會(huì)誘導(dǎo)氧化應(yīng)激及心肌細(xì)胞凋亡，但其發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚，其未來研究可能在siRNA和microRNA（miRNA）的表達(dá)調(diào)控方面有進(jìn)展。WANG等[40]研究Pin siRNA的干涉作用，通過將Pin siRNA轉(zhuǎn)染到小鼠心肌細(xì)胞24h，并用乙醇處理，證實(shí)了經(jīng)過Pin1干涉的心肌細(xì)胞活力顯著下降。JING等[41]通過對(duì)人類酒精性心肌病差異表達(dá)的miRNA及其靶基因的研究，發(fā)現(xiàn)了21個(gè)差異表達(dá)的miRNA，并選擇其中9個(gè)用PCR進(jìn)行確認(rèn)，這些差異性表達(dá)的miRNA可能參與ACM的發(fā)病，可以作為ACM早期診斷和治療的靶點(diǎn)。對(duì)于蛋白層面的研究，如腦利鈉肽（brain natriuretic peptide，BNP）、神經(jīng)調(diào)節(jié)蛋白1（neuregulin-1，NRG-1）等在心力衰竭中的表達(dá)會(huì)有所改變[42-43]，但是在ACM發(fā)生發(fā)展中的變化以及機(jī)制仍然缺乏相關(guān)文獻(xiàn)的報(bào)道，可對(duì)其進(jìn)一步研究。

6 小 結(jié)

隨著發(fā)病率、病死率的日益升高，ACM逐漸威脅人類健康。然而，其發(fā)病機(jī)制并不明確，目前可能的機(jī)制有細(xì)胞壞死凋亡、氧化應(yīng)激、線粒體以及蛋白質(zhì)損傷等，但臨床上以及死后并無特征性病理學(xué)改變，故ACM的臨床及法醫(yī)學(xué)診斷依然是一大難題，法醫(yī)學(xué)鑒定方面目前也無確定的診斷標(biāo)準(zhǔn)。此外在miRNA、siRNA以及蛋白水平對(duì)于ACM的研究仍然空缺，可以通過對(duì)這些方面的進(jìn)一步研究對(duì)ACM的發(fā)病機(jī)制、病理診斷甚至治療方法加以探索。