不同ALDH2基因型個體飲酒后血乙醛濃度與精神運動功能的關(guān)系

（四川大學(xué)華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院，四川 成都 610041）

個體飲酒后，乙醇可以通過血腦屏障擴散至大腦，作用于額葉皮層和顳葉皮質(zhì)，造成感知覺、運動協(xié)調(diào)、注意力集中等精神運動功能損害[1]，血乙醇濃度（blood ethanol concentration，BEC）越高，受損越嚴重[2]。然而，實踐中的一些案例，僅依據(jù)BEC并不能很好地預(yù)測個體精神運動功能或駕駛能力的受損程度。因此，除BEC外，還可能存在其他因素與飲酒后個體精神運動功能受損強度相關(guān)。

乙醇進入人體后，在多種酶系統(tǒng)的催化下代謝，例如，乙醇脫氫酶氧化體系、微粒體乙醇氧化系統(tǒng)及過氧化酶體系[3]。乙醛脫氫酶（aldehyde dehydrogenase，ALDH）2是乙醇脫氫酶氧化體系的關(guān)鍵酶之一，催化乙醇代謝的中間產(chǎn)物乙醛生成乙酸。ALDH2編碼基因第12號外顯子存在一個G→A的點突變（rs671），突變后氨基酸序列第487位上的谷氨酸被賴氨酸所替換，影響ALDH2四聚體的穩(wěn)定性，導(dǎo)致酶活性下降或喪失[4-5]。乙醛脫氫酶缺陷的個體飲酒后，乙醛會在體內(nèi)蓄積[6-7]。盡管大腦微脈管系統(tǒng)富含ALDH，形成了一道天然的“代謝屏障”，乙醛蓄積到一定濃度后仍然能通過此屏障到達中樞神經(jīng)系統(tǒng)[8]。隨后的研究[9]發(fā)現(xiàn)，進入大腦的乙醇在腦過氧化氫酶的催化下也可以生成乙醛。乙醛和乙醇一樣具有生物學(xué)活性，動物實驗已經(jīng)證實其具有改變運動能力、催眠等效應(yīng)[10]。由此推測，乙醛脫氫酶缺陷的個體攝入一定劑量的乙醇后，蓄積的乙醛在乙醇引起的精神運動功能損害中有協(xié)同作用。

本研究探索ALDH2突變型（ALDH2*1/*2）和野生型（ALDH2*1/*1）個體飲酒后BEC和血乙醛濃度（blood acetaldehyde concentration，BAAC）的變化，以及BEC、BAAC與精神運動功能損害之間的聯(lián)系，為我國司法實踐中酒后駕駛能力的科學(xué)評估提供實驗依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 實驗對象

本研究招募的志愿者為在校學(xué)生，常規(guī)體檢無異常。志愿者先填寫《乙醇使用障礙篩查量表》（Alcohol Use Disorders Identification Test，AUDIT）[11]和《密西根乙醇依賴調(diào)查表》（Michigan Alcoholism Screening Test，MAST）[12]，根據(jù)量表評分值提示存在乙醇依賴問題的，不納入本次研究。本研究共招募到79名合格志愿者。

符合要求的志愿者在告知實驗流程后，自愿簽署知情同意書。本研究由四川大學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，編號為2012-001-1。

1.2 基因型測定

采集志愿者肘靜脈血2mL，QIAamp DNA Investigator試劑盒（德國Qiagen公司）提取總DNA。通過SNaPshotTM方法[13]對ALDH2進行分型，具體步驟參照ABI PRISM?SNaPshotTMMultiplex試劑盒（美國Thermo Fisher Scientific公司）說明書。

1.3 飲酒實驗

實驗前1周禁酒，志愿者在醫(yī)護人員監(jiān)護下進行飲酒實驗，實驗用酒為瀘州老窖特曲（52度），劑量為1.0g/kg，在30min內(nèi)勻速飲完酒，伴食花生。

1.4 精神運動功能測試和量表填寫

于飲酒前（0 h）、飲酒后1、2、3、4、5、6、7、8 h時間點，經(jīng)留置針靜脈采血1mL，完成視覺選擇反應(yīng)時（visual choice reaction time，VCRT）、聽覺簡單反應(yīng)時（auditory simple reaction time，ASRT）和跟蹤實驗（pursuit rotor task，PRT）等精神運動功能測試。VCRT和ASRT測試通過PsyTech心理實驗系統(tǒng)平臺（上海心儀電子科技有限公司）進行，PRT在自行編寫的程序上進行，實驗參數(shù)見表1。每位志愿者在開始飲酒實驗前熟悉各種測試。

表1 精神活動測試項目及有關(guān)參數(shù)設(shè)置

此外，在飲酒前（0 h）、飲酒后2、4、8 h時間點，志愿者填寫雙相酒精反應(yīng)問卷（Biphasic Alcohol Effects Scale，BAES）[14]。BAES 由14個條目組成，每個條目按照“0～10”分為11個等級，以興奮量表（Stimulation，STIM）和鎮(zhèn)靜量表（Sedation，SED）兩個分量表分別評分。

1.5 BEC和BAAC測定

通過頂空氣相色譜儀（島津GC-2010Plus）檢測BEC、BAAC[15]。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

為消除認知功能測試存在的個體自身差異，將飲酒后各時間點測試的數(shù)據(jù)與飲酒前的數(shù)據(jù)相除，獲得比值[16]進行后續(xù)統(tǒng)計。BAES-STIM和BAES-SED兩個分量表采用原始值進行分析（飲酒前評分為“0”時，無法獲得比值）。依據(jù)ALDH2基因分型結(jié)果將志愿者分為ALDH2*1/*1組和ALDH2*1/*2組。統(tǒng)計兩組各指標(biāo)的數(shù)值，以表示，并繪制時間曲線。

采用SPSS 21.0軟件（美國IBM公司）進行數(shù)據(jù)分析，各指標(biāo)采用重復(fù)測量方差分析進行主效應(yīng)和交互作用分析，并對各時間點數(shù)據(jù)進行簡單效應(yīng)分析。兩組間各指標(biāo)采用獨立樣本t檢驗進行差異性分析，飲酒后1、2h BEC、BAAC和精神運動功能測試結(jié)果，量表評分值各指標(biāo)間的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)進行差異性分析（1、2h時間點各組BEC、BAAC相對較高），采用線性回歸分析預(yù)測BEC、BAAC值[17]。檢驗水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié) 果

ALDH2*1/*1和ALDH2*1/*2兩組的年齡、身高、體質(zhì)量、BMI、AUDIT評分值和MAST評分值差異無統(tǒng)計學(xué)意義（表2）。

表2 志愿者基本信息 （±s）

表2 志愿者基本信息 （±s）

注：“-”表示未進行統(tǒng)計學(xué)分析。

0.628 0.670 0.710 0.966 0.098項目ALDH2*1/*1（n=47）ALDH2*1/*2（n=32）P值年齡/歲性別男性/名女性/名身高/cm體質(zhì)量/kg BMI/[kg·（m2）-1]AUDIT MAST 21.9±2.323.2±2.40.607 33 14 170.6±7.1 61.6±10.7 21.0±2.7 25 7 169.4±7.0 62.0±10.2 21.5±2.8--3.6±2.1 1.5±1.6 3.2±2.1 0.8±1.3

血乙醇和血乙醛平均濃度-時間曲線如圖1所示。飲酒后1～7 h，兩組間各時間點BEC差異無統(tǒng)計學(xué)意義，直至飲酒后8 h，ALDH2*1/*2組BEC高于ALDH2*1/*1組（P＜0.05）。ALDH2*1/*2組BEC達峰時間在1 h，而ALDH2*1/*1組BEC達峰時間在飲酒后2h。個體飲酒后2～4h，即BEC進入消除期后，BEC從80 mg/dL下降至60 mg/dL左右。飲酒后1～6 h，ALDH2*1/*2組BAAC高于ALDH2*1/*1組（P＜0.05），ALDH2*1/*2組BAAC達峰時間在飲酒后1h，而ALDH2*1/*1組BAAC達峰時間在飲酒后2h。

BAES-STIM和BAES-SED評分值-時間曲線如圖2所示。ALDH2*1/*1和ALDH2*1/*2兩組在飲酒前及飲酒后2、4、8 h時間點的BAES-STIM和BAESSED分值差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

79名志愿者飲酒前及飲酒后各時間點VCRT、ASRT值如圖3所示。將飲酒后各時間點精神運動功能測試的數(shù)據(jù)與飲酒前的數(shù)據(jù)相除后，獲得各時間點的VCRT、ASRT和PRT比值。VCRT比值、ASRT比值、PRT比值、BAES-STIM和BAES-SED經(jīng)重復(fù)測量方差分析（表3）顯示，各項指標(biāo)在時間主效應(yīng)上的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），VCRT比值、ASRT比值在基因主效應(yīng)上的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），在時間和基因型交互作用上，VCRT比值、ASRT比值差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），其余均無統(tǒng)計學(xué)意義。

進一步簡單效應(yīng)分析顯示：飲酒后2、3、4 h，ALDH2*1/*2組VCRT比值高于ALDH2*1/*1組；飲酒后2、3、4、6h，ALDH2*1/*2組ASRT比值高于ALDH2*1/*1組（圖4）。

圖1 ALDH2*1/*1組和ALDH2*1/*2組濃度-時間曲線

圖2 BAES量表STIM和SED的時間曲線

圖3 79名志愿者飲酒前及飲酒后各時間點VCRT、ASRT值

表3 精神運動功能測試的各指標(biāo)經(jīng)重復(fù)測量方差分析的結(jié)果

圖4 ALDH2*1/*1組和ALDH2*1/*2組精神運動測試結(jié)果的時間曲線

在飲酒后1h和2h，BEC、BAAC和精神運動功能測試結(jié)果的Pearson相關(guān)系數(shù)檢驗（表4）顯示，VCRT比值在飲酒后1h和2h時與BAAC具有相關(guān)性，ASRT比值在飲酒后1 h與BAAC具有相關(guān)性，PRT比值在飲酒后2h與BEC具有相關(guān)性。

線性回歸分析顯示：飲酒后1h，BAAC對ASRT有影響，而BEC對各指標(biāo)均無影響；飲酒后2h，BAAC對VCRT、ASRT均有影響，而BEC對各指標(biāo)均無影響。

表4 飲酒后1h和2h的BEC和BAAC與精神運動功能的Pearson相關(guān)系數(shù)

3 討 論

本研究選擇了較高的飲酒劑量（1.0g/kg）[18]，以期在ALDH2*2等位基因攜帶者中獲得較高的BAAC，從而便于觀察及比較BEC、BAAC與精神運動功能受損的聯(lián)系。

個體飲酒后，BEC、BAAC隨著時間呈倒“U”形變化[6]。ALDH2*1/*2組較ALDH2*1/*1組BEC、BAAC達峰時間均提前。ALDH2*1/*2組個體乙醛體內(nèi)的大量蓄積減緩了乙醇到乙醛的代謝過程，使得乙醇達峰時間提前。

精神運動功能測試結(jié)果的變化趨勢和BEC、BAAC很相似，呈正“U”形或倒“U”形變化，達到最低值后又逐漸恢復(fù)正常。本研究結(jié)果顯示，ALDH2*1/*2基因型個體，在飲酒后2～4 h時VCRT、ASRT等精神運動功能較ALDH2*1/*1基因型的個體受損更嚴重，此時間段內(nèi)兩組個體BEC差異無統(tǒng)計學(xué)意義，而BAAC差異有統(tǒng)計學(xué)意義。據(jù)此推測，BEC不是唯一影響機體精神運動功能的因素，BAAC可能與之相關(guān)。ZIMATKIN等[19-20]通過動物研究發(fā)現(xiàn)，不同大鼠和小鼠腦勻漿液乙醛體外產(chǎn)生率和乙醇誘導(dǎo)的睡眠時間呈正相關(guān)，也表明腦乙醛的蓄積部分調(diào)節(jié)高乙醇劑量引起的催眠效果。KIM等[17]檢測ALDH2缺陷個體飲不同劑量酒后精神運動能力受損情況，發(fā)現(xiàn)乙醛與精神運動功能受損的相關(guān)性強于乙醇，也支持本研究的結(jié)果。但是，乙醛引起精神運動功能受損的機制，還有待進一步的研究。

本研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，個體飲酒后2～4 h，BEC從80 mg/dL下降至60 mg/dL左右，即BEC進入消除期后，兩組個體均表現(xiàn)為鎮(zhèn)靜效應(yīng)增強而興奮效應(yīng)減弱。這與已報道的研究結(jié)果[14]基本一致，當(dāng)BEC進入消除期后，BEC處于80～125 mg/dL時，個體表現(xiàn)較為鎮(zhèn)靜。本研究中ALDH2*1/*2組和ALDH2*1/*1組在各時間點鎮(zhèn)靜和興奮效應(yīng)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。因此，初步判斷BAAC與飲酒后心境狀態(tài)的改變無明顯相關(guān)性。

綜上，個體在攝入較高劑量的乙醇后，會引起VCRT、ASRT等精神運動功能受損。ALDH2*1/*2基因型個體較ALDH2*1/*1基因型個體精神運動功能受損更為嚴重，推測原因為ALDH2*1/*2基因型個體其體內(nèi)乙醛蓄積較ALDH2*1/*1基因型個體多，乙醛對乙醇所致的精神運動功能受損有增強作用。因此，在司法實踐中，為了更全面地評價某些案例個體飲酒后駕駛能力的受損情況，建議同時檢測BEC和BAAC，進行綜合判斷。