·论 著·
不同ALDH2 基因型个体饮酒后血乙醛浓度与精神运动功能的关系
叶懿，陈帆，吴昊，兰胜男，江兰睿，戴可可，颜有仪，杨林，廖林川
（四川大学华西基础医学与法医学院，四川 成都 610041）
摘 要： 目的 探索不同乙醛脱氢酶（aldehyde dehydrogenase，ALDH）2基因型个体饮酒后血乙醇和血乙醛浓度变化规律、精神运动功能损害及其之间的联系。方法 采用SNaPshotTM方法获得79名健康志愿者ALDH2 基因分型，分为ALDH2*1/*1 （野生型）和ALDH2*1/*2 （突变型）组。志愿者摄入1.0g/kg剂量的酒后，检测饮酒前后系列时间点血乙醇浓度、血乙醛浓度及视觉选择反应时、听觉简单反应时和跟踪实验等精神运动功能，并收集双相酒精反应问卷。结果 ALDH2*1/*2 组饮酒后血乙醇和血乙醛浓度达峰时间较ALDH2*1/*1 组提前，且饮酒后1～6h血乙醛浓度高于ALDH2*1/*1 组。ALDH2*1/*2 组饮酒后视觉选择反应时和听觉简单反应时等精神运动功能受损较ALDH2*1/*1 更为显著，而饮酒后的兴奋或镇静反应两组间差异无统计学意义（P ＞0.05）。Pearson相关系数检验显示是血乙醛浓度与精神运动功能相关。结论 ALDH2 野生型与突变型个体饮酒后精神运动功能差异显著，推测与饮酒后血乙醛浓度的差异有关。
关键词： 法医毒理学；乙醇；乙醛；乙醛脱氢酶；多态性；精神运动功能
个体饮酒后，乙醇可以通过血脑屏障扩散至大脑，作用于额叶皮层和颞叶皮质，造成感知觉、运动协调、注意力集中等精神运动功能损害[1]，血乙醇浓度（blood ethanol concentration，BEC）越高，受损越严重[2]。然而，实践中的一些案例，仅依据BEC并不能很好地预测个体精神运动功能或驾驶能力的受损程度。因此，除BEC外，还可能存在其他因素与饮酒后个体精神运动功能受损强度相关。
2009年9月对营27斜3井实施补孔混排下水力喷射泵措施。9月25日下午16时下泵生产，仅1 h就发现混合液含砂。含砂量0.1%左右，该井开井时最高含砂量2%。9月27日下午16时见油，随着生产时间的延长，含砂量也逐渐减少。稳定后日产液达到15.5t，日产油7.1t，含水率54.5%，措施实施取得了理想的效果，长停2年后成功开井。
乙醇进入人体后，在多种酶系统的催化下代谢，例如，乙醇脱氢酶氧化体系、微粒体乙醇氧化系统及过氧化酶体系[3]。乙醛脱氢酶（aldehyde dehydrogenase，ALDH）2是乙醇脱氢酶氧化体系的关键酶之一，催化乙醇代谢的中间产物乙醛生成乙酸。ALDH2编码基因第12号外显子存在一个G→A的点突变（rs671），突变后氨基酸序列第487位上的谷氨酸被赖氨酸所替换，影响ALDH2四聚体的稳定性，导致酶活性下降或丧失[4-5]。乙醛脱氢酶缺陷的个体饮酒后，乙醛会在体内蓄积[6-7]。尽管大脑微脉管系统富含ALDH，形成了一道天然的“代谢屏障”，乙醛蓄积到一定浓度后仍然能通过此屏障到达中枢神经系统[8]。随后的研究[9]发现，进入大脑的乙醇在脑过氧化氢酶的催化下也可以生成乙醛。乙醛和乙醇一样具有生物学活性，动物实验已经证实其具有改变运动能力、催眠等效应[10]。由此推测，乙醛脱氢酶缺陷的个体摄入一定剂量的乙醇后，蓄积的乙醛在乙醇引起的精神运动功能损害中有协同作用。
心血管疾病正成为全世界人类的头号死因，造成严重的社会、经济负担。研究心血管病的发病机制并据此进行针对性的防治显得尤为重要。生理状态下，机械应力在维持心脏正常的结构和功能中起到重要作用，但是在病理状态中出现的机械应力超负荷却是引起心肌重构及心力衰竭的主要病因[1-2]。心脏在机械应力超负荷的刺激下，早期产生适应性心肌重构，以应对增加的室壁应力，常表现为心肌肥大、纤维组织增生、血管新生等；但如果机械应力超负荷持续存在，心脏将逐渐进入失代偿期，心肌重构加剧，最终演变成心力衰竭。
本研究探索ALDH2 突变型（ALDH2*1/*2 ）和野生型（ALDH2*1/*1 ）个体饮酒后BEC和血乙醛浓度（blood acetaldehyde concentration，BAAC）的变化，以及BEC、BAAC与精神运动功能损害之间的联系，为我国司法实践中酒后驾驶能力的科学评估提供实验依据。
1 对象与方法
1.1 实验对象
ALDH2*1/*1 和ALDH2*1/*2 两组的年龄、身高、体质量、BMI、AUDIT评分值和MAST评分值差异无统计学意义（表2）。
符合要求的志愿者在告知实验流程后，自愿签署知情同意书。本研究由四川大学伦理委员会批准，编号为2012-001-1。
1.2 基因型测定
此外，在饮酒前（0 h）、饮酒后2、4、8 h时间点，志愿者填写双相酒精反应问卷（Biphasic Alcohol Effects Scale，BAES）[14]。BAES 由14个条目组成，每个条目按照“0～10”分为11个等级，以兴奋量表（Stimulation，STIM）和镇静量表（Sedation，SED）两个分量表分别评分。
1.3 饮酒实验
实验前1周禁酒，志愿者在医护人员监护下进行饮酒实验，实验用酒为泸州老窖特曲（52度），剂量为1.0g/kg，在30min内匀速饮完酒，伴食花生。
1.4 精神运动功能测试和量表填写
进一步简单效应分析显示：饮酒后2、3、4 h，ALDH2*1/*2 组VCRT比值高于ALDH2*1/*1 组；饮酒后2、3、4、6h，ALDH2*1/*2 组ASRT比值高于ALDH2*1/*1 组（图4）。
血乙醇和血乙醛平均浓度-时间曲线如图1所示。饮酒后1～7 h，两组间各时间点BEC差异无统计学意义，直至饮酒后8 h，ALDH2*1/*2 组BEC高于ALDH2*1/*1 组（P ＜0.05）。ALDH2*1/*2 组BEC达峰时间在1 h，而ALDH2*1/*1 组BEC达峰时间在饮酒后2h。个体饮酒后2～4h，即BEC进入消除期后，BEC从80 mg/dL下降至60 mg/dL左右。饮酒后1～6 h，ALDH2*1/*2 组BAAC高于ALDH2*1/*1 组（P ＜0.05），ALDH2*1/*2 组BAAC达峰时间在饮酒后1h，而ALDH2*1/*1 组BAAC达峰时间在饮酒后2h。
表1 精神活动测试项目及有关参数设置
采集志愿者肘静脉血2mL，QIAamp DNA Investigator试剂盒（德国Qiagen公司）提取总DNA。通过SNaPshotTM方法[13]对ALDH2 进行分型，具体步骤参照ABI PRISM®SNaPshotTMMultiplex试剂盒（美国Thermo Fisher Scientific公司）说明书。
1.5 BEC和BAAC测定
通过顶空气相色谱仪（岛津GC-2010Plus）检测BEC、BAAC[15]。
1.6 数据统计与分析
为消除认知功能测试存在的个体自身差异，将饮酒后各时间点测试的数据与饮酒前的数据相除，获得比值[16]进行后续统计。BAES-STIM和BAES-SED两个分量表采用原始值进行分析（饮酒前评分为“0”时，无法获得比值）。依据ALDH2 基因分型结果将志愿者分为ALDH2*1/*1 组和ALDH2*1/*2 组。统计两组各指标的数值，以
±s 表示，并绘制时间曲线。
从寝室装饰与文化建设设计到对学生寝室的改造，这对学生寝室标准化管理工作可能会带来一些影响。由此，工作室负责同学应与学生处、宿舍管理人员等多方沟通，在不违反学校管理规章制度的前提下开展创意设计和装饰工作。
采用SPSS 21.0软件（美国IBM公司）进行数据分析，各指标采用重复测量方差分析进行主效应和交互作用分析，并对各时间点数据进行简单效应分析。两组间各指标采用独立样本t 检验进行差异性分析，饮酒后1、2h BEC、BAAC和精神运动功能测试结果，量表评分值各指标间的相关性采用Pearson相关进行差异性分析（1、2h时间点各组BEC、BAAC相对较高），采用线性回归分析预测BEC、BAAC值[17]。检验水准α =0.05。
2 结 果
本研究招募的志愿者为在校学生，常规体检无异常。志愿者先填写《乙醇使用障碍筛查量表》（Alcohol Use Disorders Identification Test，AUDIT）[11]和《密西根乙醇依赖调查表》（Michigan Alcoholism Screening Test，MAST）[12]，根据量表评分值提示存在乙醇依赖问题的，不纳入本次研究。本研究共招募到79名合格志愿者。
表2 志愿者基本信息 （
结果 术前3 h、手术后3 h和24 h患者在放松前后心率、血压收缩压和舒张压比较差异有统计学意义(P＜0.05);术后48 h患者在放松前后心率、收缩压及舒张压比较差异无统计学意义(P＞0.05)。结论 通过对ERCP患者实施放松疗法，能稳定患者的心率和血压，帮助患者安全度过围手术期。
BAES-STIM和BAES-SED评分值-时间曲线如图2所示。ALDH2*1/*1 和ALDH2*1/*2 两组在饮酒前及饮酒后2、4、8 h时间点的BAES-STIM和BAESSED分值差异均无统计学意义（P ＞0.05）。
79名志愿者饮酒前及饮酒后各时间点VCRT、ASRT值如图3所示。将饮酒后各时间点精神运动功能测试的数据与饮酒前的数据相除后，获得各时间点的VCRT、ASRT和PRT比值。VCRT比值、ASRT比值、PRT比值、BAES-STIM和BAES-SED经重复测量方差分析（表3）显示，各项指标在时间主效应上的差异均有统计学意义（P ＜0.05），VCRT比值、ASRT比值在基因主效应上的差异有统计学意义（P ＜0.05），在时间和基因型交互作用上，VCRT比值、ASRT比值差异有统计学意义（P ＜0.05），其余均无统计学意义。
在饮酒后1h和2h，BEC、BAAC和精神运动功能测试结果的Pearson相关系数检验（表4）显示，VCRT比值在饮酒后1h和2h时与BAAC具有相关性，ASRT比值在饮酒后1 h与BAAC具有相关性，PRT比值在饮酒后2h与BEC具有相关性。
于饮酒前（0 h）、饮酒后1、2、3、4、5、6、7、8 h时间点，经留置针静脉采血1mL，完成视觉选择反应时（visual choice reaction time，VCRT）、听觉简单反应时（auditory simple reaction time，ASRT）和跟踪实验（pursuit rotor task，PRT）等精神运动功能测试。VCRT和ASRT测试通过PsyTech心理实验系统平台（上海心仪电子科技有限公司）进行，PRT在自行编写的程序上进行，实验参数见表1。每位志愿者在开始饮酒实验前熟悉各种测试。
在严复翻译《天演论》的时代，普通国民的教育水平很低，为了获得良好的传播效果，他将“多读古书之人”和士大夫作为目标传播受众。严复认为这些人是中国社会变革的核心力量，首先要影响他们，他们接受新思想后会进而影响其他人。很多重要人物后来回忆都把读《天演论》作为自己的重大人生经历（李漫，江卫东2006：78），对他们的思想产生了不可忽略的影响，如吴汝纶、梁启超、王国维、鲁迅、胡适、毛泽东等，而这些舆论领袖的观点对其他人的影响是不言而喻的。严复一切从传播效果出发，研究了当时的传播环境，对读者进行了仔细分析，他选定的特定读者群和所希望的发展模式使译介活动契合了“两级传播”思想，提升了传播效果。
图1ALDH2*1/*1 组和ALDH2*1/*2 组浓度-时间曲线
A：BEC；B：BAAC。1）与ALDH2*1/*1 组相比，P ＜0.05。
图2 BAES量表STIM和SED的时间曲线
A：BASE-STIM评分；B：BASE-SED评分。
图3 79名志愿者饮酒前及饮酒后各时间点VCRT、ASRT值
A：VCRT；B：ASRT。
表3 精神运动功能测试的各指标经重复测量方差分析的结果
图4ALDH2*1/*1 组和ALDH2*1/*2 组精神运动测试结果的时间曲线
A：VCRT比值；B：ASRT比值；C：PRT比值。1）表示P ＜0.05。
Michael Mauer出生于1962年，毕业于著名的普福尔茨海姆应用技术大学的汽车设计专业。自1995年进入梅赛德斯-奔驰，先后主导了SLK、SL以及A级车的设计工作。2000年，他被任命为萨博品牌的设计执行董事，并主导设计了萨博93等车型。2004年，他以首席设计师的身份加入保时捷品牌，参与设计了Panamera、Cayenne以及918 Spyder。自2015年起，Michael Mauer成为大众汽车集团的设计部门的主管。
线性回归分析显示：饮酒后1h，BAAC对ASRT有影响，而BEC对各指标均无影响；饮酒后2h，BAAC对VCRT、ASRT均有影响，而BEC对各指标均无影响。
这一年，农场抓住毗邻鹤地水库的自然资源优势，形成了立体生态的农业生产架构。“山上种果，树下养鸡，水里养鱼，塘边养猪，发展多种经营。”罗培欢介绍，当时，立体农业一经推广，效果立刻显现，职工收入大幅提升。
表4 饮酒后1h和2h的BEC和BAAC与精神运动功能的Pearson相关系数
3 讨 论
本研究选择了较高的饮酒剂量（1.0g/kg）[18]，以期在ALDH2*2 等位基因携带者中获得较高的BAAC，从而便于观察及比较BEC、BAAC与精神运动功能受损的联系。
个体饮酒后，BEC、BAAC随着时间呈倒“U”形变化[6]。ALDH2*1/*2 组较ALDH2*1/*1 组BEC、BAAC达峰时间均提前。ALDH2*1/*2 组个体乙醛体内的大量蓄积减缓了乙醇到乙醛的代谢过程，使得乙醇达峰时间提前。
精神运动功能测试结果的变化趋势和BEC、BAAC很相似，呈正“U”形或倒“U”形变化，达到最低值后又逐渐恢复正常。本研究结果显示，ALDH2*1/*2 基因型个体，在饮酒后2～4 h时VCRT、ASRT等精神运动功能较ALDH2*1/*1 基因型的个体受损更严重，此时间段内两组个体BEC差异无统计学意义，而BAAC差异有统计学意义。据此推测，BEC不是唯一影响机体精神运动功能的因素，BAAC可能与之相关。ZIMATKIN等[19-20]通过动物研究发现，不同大鼠和小鼠脑匀浆液乙醛体外产生率和乙醇诱导的睡眠时间呈正相关，也表明脑乙醛的蓄积部分调节高乙醇剂量引起的催眠效果。KIM等[17]检测ALDH2 缺陷个体饮不同剂量酒后精神运动能力受损情况，发现乙醛与精神运动功能受损的相关性强于乙醇，也支持本研究的结果。但是，乙醛引起精神运动功能受损的机制，还有待进一步的研究。
本研究结果还发现，个体饮酒后2～4 h，BEC从80 mg/dL下降至60 mg/dL左右，即BEC进入消除期后，两组个体均表现为镇静效应增强而兴奋效应减弱。这与已报道的研究结果[14]基本一致，当BEC进入消除期后，BEC处于80～125 mg/dL时，个体表现较为镇静。本研究中ALDH2*1/*2 组和ALDH2*1/*1 组在各时间点镇静和兴奋效应差异均无统计学意义。因此，初步判断BAAC与饮酒后心境状态的改变无明显相关性。
综上，个体在摄入较高剂量的乙醇后，会引起VCRT、ASRT等精神运动功能受损。ALDH2*1/*2 基因型个体较ALDH2*1/*1 基因型个体精神运动功能受损更为严重，推测原因为ALDH2*1/*2 基因型个体其体内乙醛蓄积较ALDH2*1/*1 基因型个体多，乙醛对乙醇所致的精神运动功能受损有增强作用。因此，在司法实践中，为了更全面地评价某些案例个体饮酒后驾驶能力的受损情况，建议同时检测BEC和BAAC，进行综合判断。
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Relationship between Blood Acetaldehyde Concentration and Psychomotor Function of Individuals with DifferentALDH2 Genotypes after Alcohol Consumption
YE Yi,CHEN Fan,WU Hao,LAN Sheng-nan,JIANG Lan-rui,DAI Ke-ke,YAN You-yi,YANG Lin,LIAO Lin-chuan
（West China School of Basic Medical Sciences and Forensic Medicine,Sichuan University,Chengdu 610041,China ）
Abstract： Objective To explore the change rules of blood ethanol and blood acetaldehyde concentration,the impairment of psychomotor functions of different acetaldehyde dehydrogenase（ALDH） 2 genotype individuals after alcohol consumption and the relationship among them.Methods TheALDH2 genotypes in seventy-nine healthy volunteers were obtained by SNaPshotTMmethod,then divided intoALDH2*1/*1 （wild type） andALDH2*1/*2 （mutant type） group.After volunteers consumed 1.0 g/kg of alcohol,blood ethanol concentration and blood acetaldehyde concentration at a series of time points before and after alcohol consumption and psychomotor functions,such as,visual selective response time,auditory simple response time and tracking experiment were detected.Biphasic alcohol response questionnaires were collected.Results After alcohol consumption,ALDH2*1/*2 group’s blood ethanol and blood acetaldehyde concentration reached the peak earlier thanALDH2*1/*1 group.Its blood acetaldehyde concentration was higher than that ofALDH2*1/*1 group,1-6 h after alcohol consumption.The psychomotor functions,such as visual selective response time and auditory simple response time inALDH2*1/*2 group were more significantly impaired than those inALDH2*1/*1 group after alcohol consumption.There was no statistical significance between the two groups in excitement or sedation reactions（P ＞0.05）.Pearson correlation coefficient test showed that blood acetaldehyde concentration was related with psychomotor function.Conclusion There are significant differences between the psychomotor function ofALDH2 wild type and mutant type individuals after alcohol consumption estimated to be related to the difference in blood acetaldehyde concentration after alcohol consumption.
Keywords： forensic toxicology;ethanol;acetaldehyde;acetaldehyde dehydrogenase;polymorphism;psychomotor function
中图分类号： DF795.1
文献标志码： A
doi： 10.12116/j.issn.1004-5619.2019.05.012
文章编号： 1004-5619（2019）05-0576-05
基金项目： 国家自然科学基金青年科学基金资助项目（81401557）；四川大学大学生创新创业训练计划资助项目（C2019106777）
作者简介： 叶懿（1981—），男，副教授，硕士研究生导师，主要从事法医遗传学和法医毒物分析研究；E-mail：yeyiconan@163.com
通信作者： 廖林川，男，教授，博士研究生导师，主要从事法医毒物分析研究；E-mail：linchuanliao@scu.edu.cn
（收稿日期： 2018-02-01）
（本文编辑：严慧）
标签：法医毒理学论文; 乙醇论文; 乙醛论文; 乙醛脱氢酶论文; 多态性论文; 精神运动功能论文; 四川大学华西基础医学与法医学院论文;