课件：酒精依赖病因学.ppt

酒精依赖发病原因,杭州第七人民医院 余正和,酒精依赖概述 酒精依赖诊断 饮酒危害 血液酒精浓度（BAC） 适度饮酒 酒精依赖分子机制 研究策略 乙醇代谢酶系与酒精依赖 神经递质与酒精依赖 毒瘾基因通路 miRNA与酒精依赖 饮酒行为GWAS研究 酒精依赖治疗与预防,酒精：古老的麻醉剂,埃及（ el-Guebaly N, 1981, Int J Addict., 16:1207-21 ） 大麦酿制的啤酒可能源于埃及（公元前4200年） 中国 (McGovern et al., 2004, PNAS, 101:17593-17598 ） 公元前7000年，水稻、蜂蜜和水果混合发酵而成的饮料（河南省贾湖的新石器时代村落） 公元前2000年，谷类饮料（商和西周）,酒精中毒（alcoholism ） :饮酒（乙醇）过多，引起中枢神经系统由兴奋转为抑制的状态 急性酒精中毒（acute alcoholism):短时间内大量饮酒引起 酒精依赖（alcohol dependence）为了获得饮酒后的快感，渴望饮酒，产生心理依赖,一、酒精依赖概述,（一）酒精依赖的诊断: DSM-IV,酒精戒断,A曾大量长期饮酒，现停止（或减少）饮酒。 B在A之后几小时或几天出现下列2项以上： （1）自主神经系功能亢进（例如，出汗或心率超过100次分）； （2）手部震颤加重； （3）失眠； （4）恶心或呕吐； （5）一过性的视、触、或听幻觉、或错觉； （6）精神运动性激越； （7）焦虑； （8）癫痫大发作。 C由于B的症状产生了在临床上明显的痛苦烦恼或在社交、职业、或其他重要功能方面的功能缺损。 D这些症状并非由于一般躯体情况所致，也不可能归于其他精神障碍。,（二）饮酒危害,世界健康报告 2002: /whr/2002/en/whr2002_annex14_16.pdf,烟草 高血压 酒精 胆固醇 超重 水果和蔬菜的摄入不足 缺乏体育锻炼 毒品 不安全性行为 铁摄入不足,发达国家排名前十的疾病危险因素中，酒精引起疾病负担,饮酒危害,急性毒害作用： 乙醇可迅速通过血脑屏障和细胞膜，作用于膜上的某些酶而影响脑细胞功能。 乙醇干扰-氨基丁酸对脑的抑制作用，产生兴奋症状(小剂量饮酒，出现兴奋作用)。 毒害小脑功能，引起共济失调；作用于网状结构，引起昏睡和昏迷(大剂量饮酒) 。 极高浓度的乙醇抑制延髓呼吸和循环中枢，引起呼吸循环功能障碍。 代谢毒害作用 增加肝脏负担，代谢产生大量还原型辅酶A，导致乳酸增高、酮体增高形成代谢性酸中毒；糖异生受阻引起低血糖。 营养缺乏 高热量而无营养成分，长期大量饮酒进食较少，胃炎和胃蠕动减弱，食欲差。 如果缺乏维生素B1，引起Wernicke-Korsakoff综合征（即时记忆障碍），周围神经麻痹。 叶酸缺乏造成巨幼红细胞贫血。 毒性刺激作用 乙醇对黏膜和腺体有刺激作用，引起食道炎、胃炎、胃出血、胰腺炎等； 对肝的毒性可造成肝细胞坏死、酒精性肝炎、肝功能异常、脂肪肝等。 对心脏毒性作用造成酒精性心肌病。 对生殖系统损害造成胎儿畸形、发育迟缓、智力低下。 癌症风险，特别是肝脏、食管、咽和喉头等部位的癌症。 引起肝硬化（liver cirrhosis）、免疫系统疾病、脑损害。 社会危害: 造成家庭矛盾；社会犯罪增多；交通事故增加；影响正常工作。,血液乙醇浓度与中毒程度,兴奋期： 11mmol/L(50mg/dl)头痛、欣快、兴奋。 16mmol/L(75mg/dl)健谈、情绪不稳定、自负、有粗鲁和攻击行为，或沉没、孤僻。 22mmol/L(100mg/dl)驾车易发生车祸。 共济失调期： 33mmol/L(150mg/dl) 运动不协调、步态不稳、言语含糊、眼球震颤、视力模糊复视。 43mmol/L(200mg/dl)恶心、呕吐。 昏迷期 54mmol/L(250mg/dl)昏迷、昏睡、瞳孔散大、体温降低 87mmol/L(400mg/dl)深昏迷、心率快或慢、血压下降、呼吸慢而不规则、呼吸道阻塞 死亡 一般人酒精致死量为5-8g/kg 酒后驾车:= 20mg/dl 1杯啤酒？ 醉酒驾车:=80mg/dl 2瓶啤酒？,适量饮酒,适量饮红葡萄酒、黄酒或绍兴酒有益，但不能酗酒 适量饮酒：每日不超过15毫升酒精量 d=0.789g/cm3 啤酒4%，限15/4%=375毫升； 红酒12%， 限 125毫升； 低度白酒35%，限 43毫升； 高度白酒60%，限 25毫升。,二、酒精依赖的分子机制,酒精依赖: 一种常见的复杂疾病,基因：60% 相加，酒精特异性的和非特异性的,环境：40% 共享的和非共享的,C57BL/6,DBA/2J,Alcohol Preferring and Abstaining Mice,Crabbe (2005),High Alcohol Preference,Low Alcohol Preference,（一）研究策略：基因组连锁扫描,Whole genome scan linkage: on Chr 4, 11 (Long 1998 Am J Med Genet 81:216) on Chr 1, 2, 4, 7 (Reich 1998 Am J Med Genet 81:207) Confirmation (Foroud 2000, Alcohol Clin Exp Res 24:933) on Chr 1, 4 (Peterson 1999, Genet Epidemiology 17:S295) on Chr 10, 11, 12 to a low-level response to alcohol (Wilhelmsen 2003, Alcohol Clin Exp Res 27:1041),Foroud et al. (2000),研究策略：基因组关联研究（GWAS）,Genotyping with 500K SNP Affymetrix Chip /,（二）乙醇代谢酶系与酒精依赖,1. 肝细胞内乙醇和乙醛的代谢,2.代谢酶系基因多态性,Prevalence of ALDH2 Genotype in the General Population and Alcoholics,Higuchi et al. (1994),ALDH2*2 对酒依赖形成的保护作用 ADH2 * 2对酒依赖形成的保护作用,（三）神经递质系统与酒精依赖,1. 酒依赖与多巴胺系统,多巴胺能神经细胞主要定位于中脑腹侧被盖区，纤维主要投射至纹状体。其中长纤维投射系统中的“愉快中枢”，是奖赏强化系统的主要部分。,Dopamine,酪氨酸羟化酶 TH 芳香族氨基酸脱羧酶AADC 儿茶酚氧位甲基转移酶 COMT 单胺氧化酶 MAO 3,4-双羟苯乙酸 DOPAC 高香草酸 HVA,乙醇对多巴胺系统有明显的兴奋作用。给予多巴胺受体激动剂，可以导致动物伏隔核和黑质多巴胺水平下降，自发饮酒行为减少；给予多巴胺受体拮抗剂，可导致边缘系统及皮层多巴胺水平上升和自发饮酒行为增加。 TH基因: T-229A; Val468Met; Val81Met;(TCAT)n多态性。 没有发现关联。 MAO基因：MAOA基因启动子30bp-VNTR 35 repeats, 3次重复的酶活性降低，反社会人格伴酒中毒者明显频率高。 COMT基因： COMT 基因第4外显子存在一个GA点突变, Val Met （108，158）Val-COMT酶活性高。Val/Val基因型的酶活性高, Val/Met中, 而Met/Met 低。 酒精成瘾患者A等位基因频率明显高于对照组, 低活性的易患酒精依赖。 中国汉族低活性的突变型纯合子A/A只占5%, 杂合子G/A占43%，高活性的基因型频率明显高于西方人种。,GABA基因：-氨基丁酸递质系统是中枢神经系统的主要抑制性神经递质。乙醇能激活该受体，产生焦虑作用和大脑功能障碍。氨基丁酸受体基因单核苷酸多态性：受体蛋白质有一个单氨基酸变异形态，大大削弱神经系统对酒精的耐受力（一小杯酒可快速进入酒醉状态）。 DRD1： EcoRI多态性，不影响遗传易感性 DRD2：DRD2 TaqI A等位基因的不同与酒依赖的形成有关。 DRD2 - A2 = typical D2 binding DRD2 - A1 = D2 receptor density, binding unknown mechanism DRD3:目前认为缺乏多巴胺3 受体基因(DRD3) 会使酒依赖的躯体依赖加重。野生型鼠和D3 剔除型鼠做对照研究,都使用酒精含量为7 %的食物,结果发现D3 剔除型鼠出现了更为严重的戒断反应。不过,Gorwood 等认为,编码D3 受体的基因在酒依赖的遗传危险因素中不起主要作用。 DRD4： D4 受体基因可变数目串联重复序列(DRD4 VNTR) DRD4 - Short ( 7 repeats) = receptor sensitivity ( cAMP) 表现出更明显的渴求,2. OPRM1,OPRM1 encodes the m opioid receptor OPRM1. Activity at the m receptor is associated with euphoria and other rewarding aspects of an array of addictive drugs, including alcohol. A118G突变使受体与内啡肽的亲和性提高3倍 G779A突变则降低了其亲和性 C17T、C1031G、G31A突变 A1l8G等位基因是物质依赖中的一个普通的风险基因, 并不是特定于某种成瘾物质。G等位基因与酒精依赖有阳性关联关系。,Bond et al. (1998); Herz (1997); Gianoulkis (2001),（四）毒瘾基因通路,毒品上瘾因素遗传基因占60%，剩下40%跟环境因素有关。通过分析过去30年中同行发表的1000多份有关毒瘾与基因和染色体区域联系的医疗出版物，研究人员也列出与吸毒成瘾相关的1500个基因的清单。在路径图中，其中一些基因比其他基因出现更频繁，科学家们已经将清单缩小至396个。研究人员就四类上瘾物质（可卡因、鸦片、酒精以及尼古丁）进行了研究，并构建出导致毒品上瘾的五种路线图，或称“分子路径”。,中枢神经系统与药物依赖,参与身体依赖的脑区有蓝斑，中脑导水管周围灰质，内侧丘脑、下丘脑、杏仁、黑质、苍白球等。 药物精神依赖性形成的主要解剖基础是腹侧被盖区（VTA），投射到伏隔核（NAc）等中脑-边缘-皮层通路，又称中脑边缘多巴胺奖赏系统。,不同依赖性药物作用的受体信号转导机制,（五）miRNA 与酒精依赖,Pietrzykowski et al., Posttranscriptional regulation of BK channel splice variant stability by miR-9 underlies neuroadaptation to alcohol. Neuron, 2008, 59:274-287. microRNA（miRNA）成为生命科学研究热点，长度约为2023个核苷酸的非编码小RNA，通过与靶mRNA的互补配对而在转录后水平上对基因的表达进行负调控，导致mRNA的降解或翻译抑制。 接触酒精后，视上核（SON）和纹状体miR9大量增加，且miR9会阻断带有一个特殊的结合miR9位点的BK（large-conductance calcium- and voltage-activated potassium channel）基因的表达，被阻断的细胞表现出高酒精敏感性。 “放过”不带有miR9结合位点的BK基因，没有被阻断的则敏感性低很多，并且伴随着耐受性的增加。,（六）饮酒行为GWAS研究,Methods,Table 2. Subjects,# h2=0.393(P=1.81E-26) in 6006 individuals from1131 pedigrees,Table 1. Phenotypes,Methods: Statistics,LD analyses with Haploview (/mpg/haploview/); Allelic and haplotypic association tests implemented in HelixTree (Golden Helix, Bozeman, MT, USA). Sliding window haplotype association tests (5-SNPs) with the haplotype trend regression (HTR) (Zaykin et al., 2002) Multiple testing : We adopted the GWA significance threshold 4.210-7.,Table 4. Significant genes with alcohol drinking,Sex and Alcohol Dependence Genes Sex: ANKRD7, SOX5? Y-chromosome and Alcoholism (Cladistic association analysis of Y chromosome effects on alcohol dependence and related personality traits. PNAS 1999;96:4204) Phenotype-Alcohol Drinking Drinking is necessary for alcohol dependence h2 39% DIGS-Q5: Did you ever drink regularly-that is, at least once a week? Many surrogate phenotypes (Dick et al., 2006b): (1) a broader definition of alcohol dependence; (2) withdrawal; (3) history of alcohol-induced blackouts; (4) level of response to alcohol; (5) age of onset of regular drinking; (6) age at first drunkenness. Maximum number of drinks; Number of grams of alcohol consumed per day Similar research: Genomic regions linked to maximum alcohol consumption in the Framingham Heart Study (Bergen et al., 2003). Data from GAW13 for cardiovascular disease Risk Genes,ANKRD7,ANKRD7,Many SNPs significantly (P:10-610-7) Genotype and Haplotype 5-SNPs. Gene Ontology (GO: GO:0008584), male gonad development Evidence: Isolation of three testis-specific genes (TSA303, TSA806, TSA903) by a differential mRNA display method.(Ozaki K,1996) Illumina SNPs, ttth1, ttth2 (7q32) electrophysiological endophenotype (Diane, 2005 BMC Genet 6:S117). hTAS2R16(7q31): AD (Anthony, AJHG 2006,78:103) . Search Transcript Factor: / JASPAR data base.,Known candidate genes,三、酒精依赖治疗与预防,无有效解酒药。 纳洛酮、纳曲酮 通过抑制脑啡肽受体，阻断脑啡肽对大脑的抑制作用，促