海洛因依赖的候选基因研究进展

       杨梅    郝伟

 

[摘要] 药物依赖和滥用是目前世界严重的公共问题之一，禁毒与戒毒已成为全球关注的社会热点，而海洛因依赖人群是我国吸毒者的最主要人群。遗传流行病学研究表明遗传因素在海洛因依赖上起很大作用，并且发现了一些与海洛因成瘾可能有关的候选基因，本文将这些候选基因的研究进展进综述。湖南省第二人民医院戒毒科杨梅

[关键词]：海洛因依赖   基因多态

 

在我国，海洛因依赖人群是吸毒者的最主要人群，海洛因依赖问题已逐渐成为社会学和医学的共同问题之一，加重了社会负担。海洛因依赖是种不顾后果的强制性寻觅和使用海洛因的行为,它不仅与心理因素和社会环境因素相关,还是种机制复杂的中枢神经功能失调。遗传流行病学研究表明遗传因素在海洛因依赖上起很大作用。近年来精神疾病基因学领域的发展发现了与海洛因成瘾可能有关的候选基因，现将这些基因进行分述。但各家报导结果不一，这些候选基因的作用尚待进一步验证。

一、与单胺类递质系统有关的候选基因

1.单胺类递质代谢酶基因

（1）儿茶酚氧位甲基转移酶(COMT)基因

COMT是儿茶酚胺的主要代谢酶，也是中枢神经系统单胺类递质的主要降解酶。因此COMT基因也成为可能与成瘾相关的候选基因。COMT活性与其热不稳定性密切相关，COMT的158位缬氨酸被蛋氨酸（Val-158-Met）取代,便可引起COMT热不稳定性改变，从而导致COMT活性改变。Val-COMT和Met-COMT等位基因(G472A SNP)分别与酶的高、低活性有关，前者使酶活性增高3~4倍，Val/Val基因型的酶具有高活性，Val/Met基因型的酶具有中度活性，而Met/Met基因型的酶活性低。

Horowitz等对38个海洛因依赖的核心家系的研究发现，海洛因依赖者COMT基因Val158Met多态性的高活性等位基因val显著增加,而基因型val/val的频率也有增加的趋势[1]。Oosterhuis 等在2008年报道COMT基因的该多态性可能与西班牙女性的阿片类物质成瘾有关[2]。国内李建华等对云南汉族人群COMT基因Val158Met多态性和多巴胺DR2基因Taq1A多态性与海洛因依赖的关系进行研究，发现COMT基因Val158Met多态性与吸毒史，吸毒感受，稽延性戒断症状相关并且与海洛因依赖者合并酒精滥用相关但未发现该多态性与海洛因依赖的易感性相关。

曹莉萍等的病例对照研究显示COMT基因的另一个多态性：-287A/G多态性与海洛因依赖的易感性有关，而Val158Met多态性和900 Ins C/Del C多态性未见与海洛因依赖相关。

（2）单胺氧化酶A(MAO-A)基因

   MAO是体内胺类递质代谢的关键酶，包括MAO-A和MAO-B。MAO-A与多巴胺、5-羟色胺及去甲肾上腺素有较高的亲和性。一项对意大利人群的研究显示MAO-A基因启动子区VNTR多态性与男性海洛因依赖患者的冲动行为或反社会人格相关，低活性的3次重复序列倾向于反社会暴力行为和攻击性。分析MAO-A基因可能与某些共病亚型有关[3]。

（3）多巴胺β-羟化酶(DBH)基因

DBH催化多巴胺羟化生成去甲肾上腺素（NE），是NE和肾上腺素合成的重要酶。谢小虎等对10例海洛因依赖者和其正常同胞对照者的第9, 10, 11, 19, 20, 21和22号染色体进行以短串联重复序列(STR)为遗传标记的基因组扫描分析，结果显示D9S286, D9S167, D9S164, D10S208, D10S196, D10S18 , D10S1693, D20S195和D22S423位点附近可能存在海洛因依赖的易感基因，多巴胺β-羟化酶基因可以作为候选基因。他们后来的研究显示多巴胺β羟化酶基因-1021C/T 多态性总体上与海洛因依赖无关，但与吸毒的个别表型有关，并显示T等位基因与海洛因较高的日应用量相关。

（4）色氨酸羟化酶1（TPH1）基因和色氨酸羟化酶2（TPH2）基因

TPH是催化5-羟色胺合成的限速酶。最近Nielsen , Barral 通过病例对照报道在西班牙人群中TPH1的rs1799913多态性与TPH2的rs7963720 多态性相互影响，并作用于海洛因成瘾。而且发现，TPH1的rs1799913多态性也与TPH2的rs4290270多态性相互影响并作用于海洛因成瘾。而在非裔美国人，TPH2基因的一个特定的单体型明显与海洛因成瘾相关[4]。

2.多巴胺(DA)递质系统的候选基因

（1）多巴胺D2受体（DRD2）基因

针对中德两地人群的研究显示，DRD2基因的一个单倍型片段（自TaqIB即SNP3的5＇，端至TaqIA即SNP10，距离基因3＇端10kb,包含8个SNP, 长度25.8 kb）中，携带TaqIB1 等位基因的单倍型A与中国人海洛因依赖的易感性有关。另外，发现接近SNP6 (intron 6， ins/del G)的再重组“热点”区的两个子单倍型可能是德国人海洛因依赖发生的保护性因素。因此认为，DRD2基因可能是中国人海洛因依赖的易感基因，而在德国人，则与海洛因依赖不易感相关[5]。又有一项西班牙人群的病例对照研究显示，DRD2受体基因TaqI A多态性的基因型与海洛因依赖相关，而其单个等位基因则仅与男性患者有关[6]。

 国内的研究报道线索诱发海洛因渴求程度与DRD2基因TaqI A多态性有关[7]。而邵徐振波等对海洛因成瘾与DRD2基因关系的大样本（1000例）研究显示,除启动子-141CIns/Del在成瘾和正常对照组分布有差异外,ser311cys、TaqI并无显著差异。曹莉萍等也发现DRD2基因-141CIns/Del多态性与海洛因依赖的易感性相关。相反，邵春红等人则未发现DRD2-141C Ins/Del多态性与海洛因依赖有关。

（2）多巴胺D4受体（DRD4）基因

Kotler曾报道以色列人DRD4外显子III的可变串联重复序列长度多态性(VNTR)7次重复序列可能与海洛因依赖易感相关，而Franke, Nöthen等对德国人群的病例对照和家族关联研究则未发现DRD4外显子III VNTR多态性与海洛因依赖有关。匈牙利的Szilagyi 等发现DRD4基因启动子区的-521 C/T SNP(单核苷酸多态性)与海洛因依赖有关，并且发现DRD4基因的-521 C/T SNP在作用于海洛因易患性上，可能存在着与5-HTTLPR多态性（5-HT转运体基因启动子区重复序列长度多态性）的相互作用。但未发现DRD4的其他多态性与海洛因依赖相关[8]。

我国的赵敏等在2001的报道为未发现多巴胺D4受体基因和5-HT2C受体(5-HTR2C)基因与海洛因依赖的相关性，曹丽萍等人的研究也显示海洛因依赖与DRD4 VNTR多态性缺乏关联。而绍春红等人在2006年则报道DRD4 VNTR多态性与线索诱发海洛因渴求程度有关。

（3）多巴胺D5受体（DRD5）基因

虽然DRD5基因被列为候选基因，但有关DRD5基因多态性与海洛因依赖关系的研究文献目前甚少，本文仅检索及一篇文献，且为阴性结果[7]。

（4） 多巴胺转运体(DAT)基因(SLC6A3)

意大利的一项研究显示多巴胺转运体基因(SLC6A3)多态性与海洛因依赖患者的反社会行为有关，其外显子15靠近3′端的VNTR多态性的9次重复序列可能促使海洛因依赖患者有反社会行为倾向[9]。我国针对SLC6A3多态性与海洛因依赖的病例对照研究为阴性结果。

3.去甲肾上腺素(NE)递质系统的候选基因

目前仅见将去甲肾上腺素转运体基因SLC6A2（16q12.2）列为候选基因[10]，其作用缺乏验证，本文未检索及相关文献。

4. 5-羟色胺(5-HT)递质系统的候选基因

（1）5-HT2A受体（5-HTR2A）基因

5-HTR2A基因-1438G/A多态性：最近西班牙的一项关联研究显示，5-HTR2A的-1438A等位基因与海洛因依赖易感性有关，并发现在对海洛因依赖的易患性上，该多态性可能与5-HTTLPR多态性发生协同作用[11]。国内也有研究也显示5-HTR2A基因-1438G/A多态性与海洛因成瘾有关。

5-HTR2A基因T102C多态性：国内的报道为5-HTR2A基因T102C多态性与海洛因依赖无关，未检索及国外相关报道。

（2）5-HT2C受体(5-HTR2C)基因

仅见国内报道未见该基因多态性与海洛因依赖有关，其作用尚待进一步验证。

（3）5-HT1B受体(5-HTR1B)基因

2006年Proudnikov , LaForge 等报道HTR1B基因1180A/G多态性的等位基因G在美国高加索人中是海洛因依赖的保护性因子。国内赵敏等的病例对照研究显示海洛因依赖组5-HTR1B基因G681C位点G/G基因型频率显著高于对照组，可能是海洛因依赖的危险因子。

（4）5-HT转运体（5-HTT）基因

虽然早在1999年曾有人报道，5-HTT启动子区重复序列长度多态性（5-HTTLPR）及D3DR基因多态性与海洛因成瘾无关[12]，但2004年意大利的Gerra, Garofano 报道了西欧人、高加索人的男性海洛因依赖者的低活性5-HTTLPR基因型SS（短长度）频率较正常对照组为高，推测S等位基因与海洛因依赖易感性有关，并通过对各组样本攻击性的评分及比较，认为S等位基因对海洛因依赖易感性的作用，在具有攻击性和冲动性的个体中尤其明显[13]。

国内李建华等于2006年报道5-HTTLPR与海洛因依赖并不相关，也与海洛因依赖共患其他精神障碍无关，但与海洛因依赖患者的焦虑程度可能相关。

二、与阿片（OP）递质系统有关的候选基因

Kreek和Bart等将OPRM1（µ-阿片受体基因，6q24-q25）、OPRK1（ -阿片受体基因，8q11.2）、OPRD1（ -阿片受体基因，1p34.3-p36.1）、PDYN（前强啡肽原基因，20p12.2-pter）、PENK（前脑啡肽原基因，8q23-q24）均列为可能的成瘾易感基因[10]。目前研究结果如下：

1.µ-阿片受体基因(OPRM1)

针对OPRM1基因多态性的单倍型研究显示了其多态性与阿片类物质成瘾有关，但Crowley等对美国人（包括非裔美国人和欧裔美国人）进行包含T-1793A, -1699insT, 和A-1320G三个SNP的单倍型研究，未发现其与成瘾的相关性。

有关对OPRM1基因的118A /G多态性与阿片类物质成瘾的关系研究较多，结论不一。在最初的该多态性与阿片类物质成瘾的报道中显示，西班牙非物质依赖人群的118G等位基因频率较高，推测OPRM1基因多态性可能是物质依赖的保护性基因，但该结果在美国高加索人和非裔美国人中并未出现。Tan 等发现印度裔新加坡人的阿片类物质依赖者中118A等位基因频率较高，但针对中国人和马来人进行同样研究并未出现相似状况。与此相反，在另外的两项研究中，发现中国人群和瑞典人群的118G等位基因与阿片类物质成瘾明显相关，而且有人发现，同时携带118G、某一内含子内的SNP IVS2 和SNP 31A的海洛因依赖患者有更高的海洛因日摄入量，而IVS2 + 31A 本身也可能与海洛因的高日用量有关。2007年李建华等人又报道海洛因依赖者的118G等位基因的频率明显高于对照组。区分性别后可见男性海洛因依赖患者的118G等位基因频率、携带118G等位基因的个体数均较高。

Gelernter等的多中心、跨人种大样本研究证实OPRM1 118A/G基因多态性存在显著人种差异,但未见成瘾相关的阳性结果。Franke 等在德国人群中进行了海洛因依赖和酒依赖的病例对照和家系传递不平衡研究，未发现OPRM1基因A118G多态性与物质依赖的相关性，且显示A118G与各内表型（包括共病及严重程度）无关，我国张明圆等在2004年也有类似阴性报道。Crowley等针对美国人群的研究也未发现A118G SNP与阿片类物质成瘾有关。

OPRM1基因的其它多态性位点见报道的有IVS2 C1031G 多态性。Szeto等在2001年报道了IVS2 C1031G多态性等位基因与中国汉族人海洛因成瘾有关，但随后Tan等对亚洲人群包括中国人的研究并未得到相似结果。

2. κ-阿片受体基因(OPRK1)

鲜见文献，Yuferov , Fussell 等于2004年研究发现OPRK1基因存在12个SNPs,其中在该基因的外显子2处的G36T多态性显示与阿片类物质依赖有关。

3. -阿片受体基因(OPRD1)

Mayer等对德国人群的研究显示OPRD1基因T 921C多态性与海洛因依赖相关联，但未能得到重复验证。Xu , Liu 等对450名中国海洛因滥用者的研究未能发现OPRD1 T921C 与海洛因滥用的关联。

4.阿片肽基因

关于阿片肽基因，Comings , Blake 等早在1999年就报道了前脑啡肽基因（PENK）3" 端双核苷酸（CA）n重复序列多态性与海洛因依赖有关[52]。最近，瑞典的Nikoshkov, Drakenberg 又测试了PENK的该多态性和强啡肽原（PDYN）基因多态性与海洛因滥用的关系，发现海洛因滥用与PENK（CA）n重复序列多态性显著关联，其在伏隔核内的表达又可能受到COMT基因多态性的调节。而另一个阿片肽基因PDYN基因却与海洛因滥用无关，其表达也不受COMT基因多态性的调节。

三、与r-氨基丁酸(GABA)递质系统有关的候选基因

见病例研究报道的仅检索及GABAA受体基因。台湾的Loh , Tang 等对170例汉族海洛因依赖者的GABAA受体基因的亚单位GABRB2, GABRA6, GABRA1和GABRG2进行研究，发现位于GABRG2亚单位的rs211014多态性与海洛因依赖有关[14]。2002年Li , Liu 等对GABA(A)gamma2受体、DRD2、DRD3、5-HTR2A、,和5-HTT基因与海洛因滥用的关系的研究显示GABA(A)gamma2受体、5-HTR2A, 5-HTT, DRD3基因并非是海洛因依赖的易感因素，仅见DRD2-141C Ins/Del多态性与海洛因使用方式有关。

四、与其他系统有关的候选基因

节律蛋白3基因：Zou , Liao 等最近报道节律蛋白3基因的54-核苷酸重复序列多态性在中国汉族人群与海洛因依赖有关，发现其4次重复序列可能是海洛因依赖的易感基因。

ATP结合家族, 亚家族B(MDR/TAP), 成员1（ABCB1）基因：Coller , Barratt 等在2006年研究澳大利亚海洛因依赖者ABCB1基因的第61、 1199、1236、2677和3435位多态性并报道虽然ABCB1基因的这些多态性与海洛因依赖与否无关，但其多态性影响着接受美沙酮替代治疗的海洛因依赖患者所需的美沙酮日治疗剂量。单倍型为AGCTT的个体所需美沙酮日治疗剂量明显较低。

脑诱导神经营养因子（BDNF）基因：台湾的Cheng, Hong进行病例对照研究显示脑诱导BDNF基因-Val66Met多态性与男性物质滥用（包括海洛因依赖和甲基安非他明）有关，滥用与较低的66Met频率相关联，并认为BDNF多态性可能是物质滥用的易感因素之一。而且发现在海洛因依赖组，相对于Met等位基因携带者，Val/Val 基因型的个体发生滥用的时间较晚。

    大麻受体基因(CNR1)：Li, Liu 等研究大麻受体基因(CNR1)的(ATT)n重复多态性与中国人海洛因滥用的关系，认为其与海洛因滥用相关。

细胞色素P450 2D6(CYP2D6)基因：由于与阿片类物质代谢有关，CYP2D6也被列为海洛因依赖相关的候选基因，但尚缺乏验证。

另外，Glatt , Su 等对中国云南汉族同胞对的研究显示位于4q31.21染色体区域143.3cM的D4S1644和位于17q11.2 染色体区域53.4 cM 的D17S1880(myosin 1d)与海洛因依赖的易患性有关。

2008年Nielsen等发现在等位基因频率上，位于 Unigene cluster Hs.147755的多态性位点rs965972和多态性位点rs1986513与海洛因依赖有较强相关性。而在基因型频率上，rs1714984，rs965972 和 rs1867898多态性与海洛因依赖有较强相关性，基因型AG-TT-GG的个体易于成瘾，并且对成瘾人群中27%的个体成瘾起促发作用。基因型GG-CT-GG是成瘾的保护性基因因素，该基因型的个体不易成瘾，而缺乏该基因型对成瘾人群中83%的个体成瘾起促发作用。同时，证据表明，有5个基因对海洛因成瘾起作用，它们分别编码μ-阿片受体（OPRM1）、代谢型谷氨酸受体6亚型（mGluR6）、代谢型谷氨酸受体8亚型（mGluR8）、核受体第4亚家族，A组，2号（NR4A2）和生物钟基因隐花色素-1（cryptochrome 1）[15]。

以上，本文对可能与海洛因依赖相关的候选基因进行了整理，并回顾了近年来在海洛因易感性方面基因多态性的研究进展。但迄今为止，关于海洛因依赖的基因学研究结论欠一致，尚需进一步的探索与验证。

 

参考文献

1 Horowitz R, Kolter M, Shufman E, et al. Confirmation of an excess of the high enzyme activity COMT val allele in heroin addicts in a family based haplotype relati-ve risk study. Am J Med Genet. 2000; 96: 599-560.

2 Oosterhuis BE, Laforge KS, Proudnikov D, et al. Catechol-O-methyltransferase (COMT) gene variants: Possible association of the Val158Met variant with opiate addiction in hispanic women. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet. 2008 Feb 12; [Epub ahead of print].

3 Gerra G, Garofano L, Bosari S, et al. Analysis of monoamine oxidase A (MAO-A) promoter polymorphism in male heroin-dependent subjects: behavioural and personality correlates. J Neural Transm. 2004; 111(5):611-21.

4 Nielsen DA, Barral S, Proudnikov D, et al. TPH2 and TPH1: Association of Variants and Interactions with Heroin Addiction. Behav Genet. 2008; 38(2): 133-150.

5 Xu K, Lichtermann D, Lipsky RH, et al.. Association of specific haplotypes of D2 dopamine receptor gene with vulnerability to heroin dependence in 2 distinct populations. Arch Gen Psychiatry. 2004; 61(6): 597-606.

6 Perez de los Cobos J, Baiget M, Trujols J, et al. Allelic and genotypic associations of DRD2 TaqI A polymorphism with heroin dependence in Spanish subjects: a case control study. Behav Brain Funct. 2007; 3: 25.

7 Li Y, Shao C, Zhang D, et al. The effect of dopamine D2, D5 receptor and transporter (SLC6A3) polymorphisms on the cue-elicited heroin craving in Chinese. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet. 2006; 141(3): 269-273.

8 Szilagyi A, Boór K, Székely A, et al. Combined effect of promoter polymorphisms in the dopamine D4 receptor and the serotonin transporter genes in heroin dependence. Neuropsychopharmacol Hung. 2005; 7(1): 28-33.

9 Gerra G, Garofano L, Pellegrini C, et al. Allelic association of a dopamine transporter gene polymorphism with antisocial behaviour in heroin-dependent patients. Addict Biol. 2005; 10(3):275-81.

10 Kreek MJ, Bart G, Lilly C, et al. Pharmacogenetics and human molecular genetics of opiate and cocaine addictions and their treatments. Pharmacol Rev. 2005; 57(1): 1-26.

11 Sáiz PA, García-Portilla MP, Arango C, et al. Association between heroin dependence and 5-HT2A receptor gene polymorphisms. Eur Addict Res. 2008; 14(1): 47-52.

12 Kotler M, Cohen H, Kremer I, et al. No association between the serotonin transporter promoter region (5-HTTLPR) and the dopamine D3 receptor (BalI D3DR) polymorphisms and heroin addiction. Mol Psychiatry. 1999; 4(4): 313-314.

13 Gerra G, Garofano L, Santoro G, et al. Association between low-activity serotonin transporter genotype and heroin dependence: behavioral and personality correlates. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet. 2004; 126(1): 37-42.

14 Loh EW, Tang NL, Lee DT, et al. Association analysis of GABA receptor subunit genes on 5q33 with heroin dependence in a Chinese male population. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet. 2007; 44(4): 439- 443.

15 Nielsen DA, Ji F, Yuferov V, et al. Genotype patterns that contribute to increased risk for or protection from developing heroin addiction. Mol Psychiatry. 2008 Jan 15; [Epub ahead of print].