COMTval158met基因多態性對維吾爾族與漢族婦科手術患者芬太尼術后鎮痛效應的影響

阿里木江·司馬義，徐維娟，徐桂萍，唐冬梅

(1新疆醫科大學研究生學院，烏魯木齊830000;2新疆維吾爾自治區人民醫院)

兒茶酚胺氧位甲基轉移酶(COMT)是體內兒茶酚胺的主要代謝酶，可調節兒茶酚胺和腦啡肽的水平，與人體的疼痛調節機制密切相關［1］。COMT基因常見的功能性突變位點位于 472A/G，即COMTvall58met基因多態性。這種突變(A/A)導致COMT酶熱穩定性降低，生理條件下使其活性降低3～4 倍［2］，疼痛敏感性增強［3，4］。芬太尼是術后患者靜脈自控鎮痛(PCIA)的首選藥物，但存在明顯的民族差異。2014年3～7月，我們通過比較新疆維吾爾族與漢族在COMTval158met基因多態性分布上的差異來評價芬太尼術后PCIA的用量及療效，為芬太尼更加合理、有效地應用提供依據。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 納入標準:①患者在新疆維吾爾自治區生活的3代皆為維吾爾族或漢族且無血緣關系;②全身麻醉下行擇期開腹婦科手術，并同意接受芬太尼術后PCIA泵;③年齡20～65歲，ASAⅠ～Ⅱ級。選擇維吾爾族自治區人民醫院收治符合標準的婦科手術患者80例，維吾爾族40例(U組)、漢族40例(H組)，行子宮肌瘤剔除術52例、子宮全切手術18例、卵巢病損切除術10例。本研究經本院醫學倫理委員會批準，并與患者或家屬簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 COMTval158met基因多態性檢測方法 在麻醉誘導前15 min采集患者外周靜脈血2 mL，置于含800 μL EDTAK2抗凝管中，-80℃保存。用DNA提取試劑盒提取人全血DNA，采用聚合酶鏈反應—限制性片段長度多態性(PCR-RFLP)技術檢測。COMTval158met基因上游引物為5＇-ACTGTGGCTACTCAGCTGTG-3＇，下游引物為 5＇-CCTTTTTCCAGGTCTGACAA-3＇，由上海生工生物工程股份有限公司合成。PCR 反應體系:10×buffer 1.5 μL，dNTP 混合物 0.3 μL，DNA 模板 0.5 μL，上、下游引物各 0.2 μL，Taq DNA 聚合酶 0.1 μL，MgCl21.2 μL，加蒸餾水至15 μL。PCR反應條件:95℃預變性5 min，95 ℃變性30 s，68 ℃退火45 s，72 ℃延伸60 s，40個循環后72℃延伸6 min，4℃保存。采用限制性內切酶NIaⅢ酶切PCR產物，取酶切產物5 μL，以GeneFinder核酸染料染色，于3%瓊脂糖凝膠上電泳30 min，電壓150 V，分子量標準為50 bp DNA Ladder。取PCR擴增產物進行測序及鑒別分型。PCR擴增產物被切成1個片段(179 bp)為野生型純合子(GG)，2個片段(140、39 bp)為突變型純合子(AA)，3個片段(140、39、179 bp)為突變型雜合子(GA)。

1.2.2 麻醉與鎮痛方法 兩組均采用全身麻醉，麻醉誘導、維持及抗肌松用藥均相同，氣管導管拔除后行VAS。當VAS＞4分則間斷5 min靜注芬太尼20 μg，直至VAS≤4分時接PCIA泵。PCIA泵配方為芬太尼15 μg/kg、托烷司瓊10 mg加生理鹽水稀釋至100 mL，背景輸注速率2 mL/h，自控給液量0.5 mL，鎖定時間15 min。當VAS≤4分、無明顯惡心嘔吐且神智清楚時，送回病房，由醫護人員指導患者及其家屬正確使用PCIA泵。記錄術后芬太尼用量，術后 6、24、48 h 患者安靜狀態下的 MAP、SpO2、VAS、Ramsay鎮靜評分及不良反應。

1.2.3 統計學方法 采用SPSS19.0統計軟件。計量資料以±s表示，用單因素方差分析及配對t檢驗。計數資料比較采用χ2檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組基線資料比較 本研究最終共71例完成試驗，U組37例、H組34例。兩組基線資料比較，見表1。

表1 兩組基線資料比較(±s)

表1 兩組基線資料比較(±s)

注:兩組各指標比較，P均＞0.05。

組別 n 年齡(歲) 體質量(kg) 身高(cm) 切口長度(cm) 手術時間(min) 麻醉時間(min)U組37 42± 7 63±11 161±6 7.3±0.8 93±16 111±17 H組34 43±10 63± 9 160±5 7.6±0.7 87±15 104±14

2.2 兩組COMTval158met基因型及等位基因頻率分布 見表2。

表2 兩組COMTal158met基因型及等位基因頻率比較［例(%)］

2.3 兩組術后各時點 SpO2、Ramsay鎮靜評分和VAS比較 見表3。

2.4 兩組PCIA 48 h芬太尼總用量比較 U組芬太尼總用量(831±164)g，H 組為(754±124)g，P ＜0.05。U組GG型患者芬太尼總用量(883±159)g、GA型+AA 型(689±103)g，P＜0.05;H 組 GG 型患者芬太尼總用量(810±131)g、GA型 +AA型(702±92)g，P＜0.05;兩組同基因型患者芬太尼總用量比較，P 均 ＞0.05。

表3 兩組術后各時點SpO2、Ramsay鎮靜評分和 VAS 比較(±s)

表3 兩組術后各時點SpO2、Ramsay鎮靜評分和 VAS 比較(±s)

注:兩組術后各指標同時點比較，P均＞0.05。

組別 n SpO2(%)Ramsay鎮靜評分(分)VAS(分)U組37 6 h 96.5 ±1.9 3.2 ±1.2 3.8 ±0.8 24 h 98.0 ±1.2 2.2 ±0.5 2.4 ±0.8 48 h 98.4 ±1.3 2.0 ±0.2 1.9 ±0.6 H組 34 6 h 95.8 ±2.1 3.2 ±0.8 3.8 ±0.7 24 h 97.4 ±1.6 2.1 ±0.5 2.7 ±0.9 48 h 97.7 ±1.7 2.0 ±0.2 2.0 ±0.6

3 討論

多項研究顯示，COMT基因分布存在地域和種族差異。Palmatier等［5］發現，在歐洲、高加索及北美人群中COMT GPA多態分布無差異，G、A等位基因在人群中的分布均在50%左右，基因型以GA型為主;而在中國和日本人中G等位基因占主要地位(70%左右)，基因型以GG型為主，AA型僅約占6%。與邵明等［6］研究結果一致。本研究結果顯示，維吾爾族和漢族COMTval158met基因型和等位基因分布存在明顯的差異，可能與民族的遺傳背景、生活環境、飲食習慣、文化差異等多種因素有關。

在神經傳導中，去甲腎上腺素在中樞神經元中主要起抑制作用，通過誘導免疫細胞釋放阿片樣物質，并同時激動α2受體，降低細胞因子的表達，從而產生鎮痛作用［7］。本研究結果顯示，兩組COMTval 158met突變型(GA型+AA型)芬太尼總用量低于野生型(P均＜0.05)，提示該基因多態性是引起芬太尼藥效學個體差異的遺傳因素之一。有研究報道，COMTval158met基因突變會造成COMT活性下降，增加的兒茶酚類物質通過活化的β2、β3腎上腺素能受體［8］減少神經元內腦啡肽含量［9］，代償性引起阿片受體向上調節，從而對阿片類藥物的敏感性增加、用量減少［10～12］。Reyes-Gibby 等［11］研究了COMTval158met基因多態性對癌癥患者嗎啡需求量的影響，發現具有G/G基因型的個體嗎啡用量最大，GA基因型次之，AA基因型最小。Berthele等［14］研究證實，在AA純合子和GA雜合子個體的大腦內嗎啡受體結合位點的數目高于GG純合子的個體，而嗎啡受體是芬太尼產生鎮痛作用的主要靶點，可以認為COMTval158met的突變會影響個體對芬太尼劑量的需求，支持本研究結果。我們推測，漢族組患者COMTval158met基因突變率較維吾爾族高，一定程度上導致漢族個體疼痛敏感性增加，代償性上調阿片受體，從而對阿片類藥物敏感性增加，術后PCIA芬太尼需要量減少。因此，針對不同民族應注意藥物療效的個體間差異，以提高藥物使用效率。由于本研究樣本量偏小，對結果的穩定性還有待加大樣本量加以證實。

［1］Searle R，Hopkins PM.Pharmacogenomic variability and anaesthesia［J］.Br J Anaesth，2009，103(1):14-25.

［2］Chen J，Lipska BK，Halim N，et al.Functional analysis of genetic variation in catechol-O-methyhransferase(COMT):effects on mRNA，protein，and enzyme activity in postmortem human brain［J］.Am J Hum Genet，2004，75(5):807-821.

［3］Bayerer B，Stamer U，Hoeft A，et al.Genomic variations and transcriptional regulation of the human mu-opioid receptor gene［J］.Eur J Pain，2007，11(4):421-427.

［4］Zubieta JK，Mary MH，Yolanda RS，et al.COMT val(158)met genotype affects mu-opioid neurotransmitter responses to a pain stressor［J］.Science，2003，299(5610):1240-1243.

［5］Palmatier MA，Kang AM，Kidd KK.Global variation in the frequeneies of functionally different catechol-O-methyltransferase alleles［J］.Biol Psychiatry，1999，46(4):557-567.

［6］邵明，劉焯霖，陶恩祥，等.中國漢族人兒茶酚胺氧位甲基轉移的分布情況［J］.中華醫學遺傳學雜志，2000，17(3):215-216.

［7］Andersen S，Skorpen F.Variation in the COMT gene:implications for pain Perception and pain treatment［J］.Pharmacogenomics，2009，10(4):669-684.

［8］Nackley AG，Tan KS，Fecho K，et al.Catechol-O-methyltransferase inhibition increases pain sensitivity through activation of both beta2-and beta3-adrenergic receptors［J］.Pain，2007，128(3):199-208.

［9］Andersen S，Skorpen F.Variation in the COMT gene:implications for pain perception and pain treatment［J］.Pharmacogenomics，2009，10(4):669-684.

［10］Rakvfig TT，Klepstad P，Baar C，et al.The Val158Met polymorphism of the human Catechol-O-methyltransferase(COMT)gene may influence morphine requirements in cancer pain patients［J］.Pain，2005，116(1-2):73-78.

［11］Reyes-Gibby CC，Shete S，Rakvfig T，et al.Exploring joint effects of genes and the clinical efficacy of morphine for cancer pain:OPRMl and COMT gene［J］.Pain，2007，130(1-2):25-30.

［12］Rakvfig TT，Ross JR，Sato H，et al.Genetic variation in the Catechol-O-methyltransferase(COMT)gene and morphine requirements in cancer patients with pain［J］.Mol Pain，2008，(4):64.

［13］Berthele A，Platzer S，Jochim B，et al.COMT Val 108/158Met genotype affects the mu-opioid receptor system in the human brain:evidence from ligand-binding，G-protein activation and preproenkephalin mRNA expression［J］.Neuroimag，2005，28(1):185-193.