脑源性神经营养因子及其基因多态性Val66Met在海南黎族酒精依赖综合征中的作用
郑小英1, 符少剑1,*, 王文伶2, 李海泉3
1.海南省安宁医院院感科,海南 海口 570206
2.海南省安宁医院防治科,海南 海口 570206
3.海南省安宁医院精神科二科,海南 海口 570206
*通信作者:符少剑,E-mail: 20978233@qq.com

作者简介:郑小英(1976—),女,主管护师,研究方向:院内感染、管理、调研。

摘要

目的 研究海南黎族人群中酒精依赖综合征(alcohol dependence syndrome, ADS)患者和健康志愿者之间血浆脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)及其单核苷酸多态性(signal nucleotide polymorphism, SNP)Val66Met的表达差异。方法 制定纳入和排除标准:纳入黎族ADS患者66例,健康志愿者60例,采集血浆,采用ELISA方法测定两组人群BDNF表达水平,采用威斯康星卡片分类测验和理解基因测试测定两组人群的认知功能。提取两组人群血浆基因组DNA,利用TaqMan®SNP对BDNF Val66Met多态性进行分析。结果 ADS患者血浆中BDNF与对照组志愿者相比差异有统计学意义( Z=9.608, P<0.001);有家族史的ADS患者血浆BDNF水平与没有家族史的ADS患者相比差异有统计学意义( Z=2.771, P=0.024);ADS患者威斯康星卡分类测验(WCST)中的错误数、持续性错误数、正确数、完成分类数、随机错误数与对照组相比差异均有统计学意义( P均<0.001);健康志愿者和ADS患者BDNF Val66Met多态性或者其等位基因比例之间差异均无统计学意义( P均>0.05);抑郁型ADS患者和非抑郁型ADS患者、攻击倾向ADS患者和非攻击倾向ADS患者、自杀倾向ADS患者和非自杀倾向ADS患者之间的BDNF Val66Met多态性或者其等位基因比例之间差异均无统计学意义( P均>0.05)。结论 ADS患者血浆BDNF水平低于健康人群;ADS患者认知功能降低和BDNF水平相关;BDNF Val66Met多态性在各类ADS患者和健康人群中差异无统计学意义。

关键词: 酒精依赖综合征; 脑源性神经营养因子; 单核苷酸多态性; Val66Met
中图分类号:R749.62 文献标志码:A 文章编号:1009-9727(2022)06-560-05
Role of brain-derived neurotrophic factor and its gene polymorphism (Val66Met) in alcohol dependence syndrome of Li Nationality in Hainan
ZHENG Xiao-Ying1, FU Shao-jian1, WANG Wen-Ling2, LI Hai-quan3
1. Department of Allergy, Hainan Anning hospital, Haikou, Hainan 570206, China
2. Department of Prevention and Treatment, Hainan Anning hospital, Haikou, Hainan 570206, China
3. Second Department of Psychiatry, Hainan Anning hospital, Haikou, Hainan 570206, China
Corresponding author: FU Shao-jian, E-mail: 20978233@qq.com
Abstract

Objective To study the differences in the expression of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in plasma between patients with alcohol dependence syndrome (ADS) and healthy volunteers; and the difference of brain-derived neurotrophic factor single nucleotide polymorphism (SNP) Val66Met in ADS patients and healthy people.Methods The inclusion and exclusion criteria were formulated to include 66 ADS patients in Li ethnic group and 60 healthy volunteers. Plasma was collected from the patients. ELISA method was used to determine BDNF expression levels in the two groups. Wisconsin card sorting test and understanding gene test were used to determine the cognition of the two groups. The plasma genomic DNA of the two groups of people was extracted, and TaqMan®SNP was used to analyze the polymorphism of BDNF Val66Met.Results There was significant difference in plasma BDNF between ADS patients and control volunteers ( Z=9.608, P<0.001); There was significant difference in plasma BDNF level between ADS patients with positive family history and ADS patients without family history ( Z=2.771, P=0.024); The comparison of Wisconsin card classification test (WCST) comprehension and memory results between ADS patients and volunteers in the control group showed that there were significant differences in the number of errors, persistent errors, correct errors, completed classification and random errors in the WCST between ADS patients and the control group (all P<0.001); There was no significant difference in BDNF Val66Met polymorphism or its allele ratio between healthy volunteers and ADS patients (all P>0.05);There was no significant difference in BDNF Val66Met polymorphism or allele ratio between depressive ADS patients and non depressive ADS patients, aggressive ADS patients and non aggressive ADS patients, suicidal ADS patients and non suicidal ADS patients (all P>0.05).Conclusions The plasma BDNF level of ADS patients is lower than that of healthy people; the cognitive function decline of ADS patients is significantly related to the level of BDNF; BDNF Val66Met polymorphism is not significantly different between all kinds of ADS patients and healthy people.

Keyword: Alcohol dependence syndrome; brain-derived neurotrophic factor; single nucleotide polymorphism; Val66Met

酒精依赖综合征是一种常见的慢性复发性精神障碍类疾病[1, 2]。长期酗酒会引起慢性酒精中毒, 影响许多调节人行为、压力、奖赏和唤醒等方面的神经通路[3]。这些神经通路的改变并逐渐适应酒精压力, 引起多种神经退行性疾病[4]。ADS是一个广泛的社会和经济性问题, 男性的发病率显著高于女性, 而且随着我国社会经济水平的不断提升, ADS的发病率呈现显著的增加[5]。环境和遗传因素是影响ADS发生和发展的重要因素, 此外, ADS患者还表现出一定的暴力和自杀倾向[6]。ADS已经成为严重的社会性问题, 但是目前尚无特效的治疗药物, 因此需要对其发病机制和易感因素作进一步研究。BDNF是由神经细胞分泌, 并且逆向作用于神经元的一类蛋白, 是神经元在胚胎期成熟发育所必须的[7, 8]。BDNF可以调控神经元的发生、分化、存活、可塑性、认知、学习、记忆等多种神经相关过程[9, 10]。研究发现, BDNF中编码区域的66位氨基酸存在SNP, 也就是66位Val转变为Met(Val66Met), 该SNP和多种神经相关性疾病有关, 包括酒精依赖综合征[11]。BDNF Val66Met多态性频率在不同的种族间具有一定差异[12], 而且Val66Met和ADS之间的关联性还未得到清晰的阐明。

1 对象与方法
1.1 研究对象

2019年1月至2020年1月在我院精神科门诊诊断为ADS的患者共66例, 民族均为黎族, 平均年龄在(46.0± 6.10)岁。纳入标准:①符合美国精神障碍诊断和统计手册第四册(DSM-IV)有关ADS的诊断标准; ②患者年龄介于16至60岁之间; ③黎族男性, 且两系三代内无异族通婚史。排除标准:①患者无其他精神类疾病; ②无其他物质成瘾史; ③患者无中枢神经系统、心血管类疾病。

对照组患者为我院体检中心健康志愿者, 共60例, 平均年龄(45.9± 4.51)岁, 并符合以下标准:①黎族男性, 且两系三代内无异族通婚史; ②年龄介于16至60岁之间; ③对照组志愿者和试验组患者之间在年龄、身高、体重、教育程度、职业性质等因素比对中差异均无统计学意义; ④无物质成瘾性; ⑤无中枢神经系统、心血管类疾病。

1.2 伦理声明

所有纳入患者和志愿者均知情, 并签署知情协议; 研究在我院伦理委员会批准的程序下展开研究; 所有环节均在参与者充分合作和理解下展开。

1.3 方法

受试者于早晨空腹抽取静脉血5 mL, 置于EDTA抗凝的真空采血管中, 混匀, 6 000 r/min离心 10 min(离心半径为10 cm), 分离血浆, 置于-80 ℃保存。ELISA试剂盒(美国RB公司)检测血浆中BDNF水平。

1.4 Val66Met多态性分析采集

纳入患者和志愿者静脉血, 基因组DNA提取试剂盒(南京诺唯赞)。利用ABI Prism 7600测序系统对BDNF Val66Met多态性进行基因型分析, 单个样品上样量为25 μ L(含60~100 ng DNA)。利用Taqman的等位基因特异性聚合酶链式反应进行基因分型的鉴定。引物和探针购买自Applied Biosystems公司用于TaqMan® SNP基因型分析(Assay ID: C_11592758_10)。

1.5 临床资料调查和认知功能评估

对符合标准的患者进行病史问询, 填写酒精依赖性调查表, 详细记录患者临床资料, 采用统一指导语的威斯康星卡分类测验(WCST)和理解基因测试测验评估入组对象的认知功能。

1.6 统计学分析

采用SPSS 20.0软件进行数据资料统计分析, 符合正态分布的资料用x± s表示, 并进行独立样本t检验; 不符合正态分布的资料采用MP25, P75)描述, 并采用两独立样本的秩和检验(Mann-Whitney U-test), 分类计数资料均采用例数(百分比)表示, 组间比较采用χ 2检验或采用Fisher确切概率检验。以P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果
2.1 ADS患者血浆BDNF水平和健康志愿者比较

分析发现ADS患者血浆中BDNF(2 252.80.9± 202.58)与对照组志愿者(3 736.10± 496.41)相比差异有统计学意义(Z=9.608, P< 0.001); 而且有家族史的ADS患者血浆BDNF(3 139.66± 1 168.37)水平与没有家族史的ADS患者(3 856.79± 911.63)相比差异有统计学意义(Z=2.771, P=0.024)。

2.2 ADS患者和对照组志愿者WCST

理解记忆结果比较, 采用秩和检验对ADS患者威斯康星卡分类测验(WCST)中的错误数、持续性错误数、正确数、完成分类数、随机错误数与对照组进行比较, 结果表明差异均有统计学意义(P均< 0.001)。见表1

表 1 ADS患者和志愿者WCST理解记忆结果比较分析 Table 1 Comparative analysis of WCST understanding and memory results of ADS patients and volunteers
2.3 ADS患者和健康志愿者Val66Met多态性分析

采用卡方检验对健康志愿者和ADS患者BDNF Val66Met多态性及其等位基因比例之间进行比较, 差异均无统计学意义(P均> 0.05)。见表2。采用确切概率法对ADS患者是否有抑郁症、是否有攻击倾向、是否有自杀倾向BDNF基因型携带比例和BDNF等位基因比例进行分析, 结果表明差异均无统计学意义(P均> 0.05)。见表3

表2 ADS患者和健康志愿者Val66Met 多态性分析 Table 2 Val66Met polymorphism analysis in ADS patients and healthy volunteers
表3 ADS患者精神问题Val66Met 多态性分析 Table 3 Val66Met polymorphism analysis of mental problems in ADS patients
3 讨论

近年来, 神经生长因子, 包括胰岛素及其类似物、胶质细胞源性神经营养因子(glial cell derived neurotrophic factor, GDNF)、BDNF 被发现在成人嗜酒行为中发挥着非常重要的作用, 这些发现拓展了酒精成瘾行为神经生理机制的研究领域[12, 13], 其主要特征是不惜一切代价的寻觅药物并长期维持这种行为。酒精性依赖和成瘾主要表现为酒精的耐受性增加、强烈的渴求、强迫性的觅酒行为、中断饮酒后的酒精滥用。目前认为在酒精成瘾的过程中, 信号转导分子的适应性改变会引起躯体关联性记忆系统的功能发生改变, 如参与学习记忆的海马区域会强化物质成瘾性的建立过程[14]。酒精依赖会对患者造成生理和心理的双重伤害, 对患者家庭和社会造成严重危害[15]

目前, 对酒精依赖发病的神经机制尚不完全清楚, 流行病学调查发现ADS和遗传、社会环境和文化因素等相关[1]。有研究指出神经营养功能的降低与酒精介导的神经退变及酒精所致的神经发育异常有关, 它的发生或许与BDNF 的表达下降及酒精介导的信号转导通路失活有关, 研究最多的脑区有海马、杏仁核及纹状体[1, 16, 17]。BDNF是大脑内最为丰富的神经营养因子之一[18], 研究证实一次性大量酒精摄入会导致背侧纹状体区的BDNFmRNA的表达增加, 而这种变化在每天持续饮酒的6周后不再发生, 并且连续 6 周的酒精摄入会导致皮层区BDNF表达的下降[19]。目前关于BDNF和酒精依赖的关系未得到清晰的阐明, 而且研究具有较大差异。因此, 本研究通过纳入黎族ADS患者和健康志愿者, 分析发现ADS患者BDNF水平与对照组差异有统计学意义。另外, 有家族史ADS患者的BDNF水平进一步降低, 其可能的原因是和ADS患者的遗传缺陷有关。Huang等[20]学者发现ADS患者和对照组之间的血清BDNF水平之间差异无统计学意义, 其可能的原因是血清中存在血小板的缘故, 血小板是BDNF的一个重要来源。另外有学者研究发现ADS患者血浆BDNF水平与对照组差异有统计学意义, 但是和患者的年龄、体重指数、吸烟史差异均无统计学意义[21]。此外, 本研究发现ADS患者WCST所有相关指标和理解记忆与对照组相比差异均有统计学意义。该结果表明ADS患者存在明显的认知功能障碍。分析原因酒精是一种中枢神经抑制药物, 具有神经细胞毒性, 长期饮用会引起患者神经心理认知功能损害, 患者表现为反应缓慢、记忆力降低、注意力不集中等认知缺陷。

BDNF基因多态性和伴随有家族史的ADS患者之间的相关性可以阐明BDNF系统中存在不确定的基因传递[22]。ADS患者在长期的酒精毒性下会产生一定的精神相关问题, 如抑郁、具有攻击倾向以及具有自杀倾向等[4, 5]。本研究分析发现BDNF Val66Met 多态性在健康患者和ADS患者, 以及表现为抑郁、攻击性以及自杀倾向的ADS患者中差异无统计学意义。虽然ADS患者相比于健康人群表现为较低的BDNF表达水平, 但是其Val66Met多态性在上述人群中差异无统计学意义。

综上所述, 本研究发现ADS患者认知功能降低和BDNF水平相关, 而BDNF Val66Met多态性在各类ADS患者和健康人群中差异均无统计学意义, 以上结果有助于理解酒精依赖发病的神经机制, BDNF或许可以作为治疗脑功能异常的靶位点, 但因本次研究选取样本量相对较少, 且未对患者进行长期随访, 有待进一步加强研究。

利益冲突声明 所有作者声明不存在利益冲突

编辑:陈景丽 谢永慧

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