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DNA中的酒瘾“开关”

http://qnck.cyol.com 作者 John I.Nurnberger,Jr.Laura Jean Bierut 编译 赵瑾 2007-05-26 06:35 中青报订阅

    有时酗酒并非“酒鬼”的本意,在很大程度上,是酗酒基因的“功劳”。在人体内,多个酗酒基因影响着无数生理过程,进而改变人们对待酒精的态度:有些人嗜酒如命,也有些人滴酒不沾……最重要的是,由于酗酒基因的存在,酗酒恶习很可能遗传给下一代!

  世上有了酒,就有了贪杯的人。酗酒似乎还有着家族遗传特征。在普通人眼里,这种遗传性不过是“近墨者黑”。但在科学家眼里,这却是一种暗示:是不是存在一种“酗酒基因”,才使得酗酒恶习世代相传?

  正如其他疾病一样,遗传绝不是一个人养成酗酒恶习的惟一根源。然而,基因却对习惯的养成举足轻重。

  为何有人喝酒会脸红

  科学家发现,一种基因变异让很多亚洲人不胜酒力,而在欧洲人体内就没有这种变异。但是,影响人们饮酒习惯的基因肯定不止一个,如何找到它们?由于基因会影响生理过程,科学家把注意力转移到了人体内的生理过程上。

  在中国、日本等东亚国家,很多人只要一喝含酒精的饮料,就会满脸通红。几十年前,科学家就开始研究这一现象。科学家抽取了这些人的血液进行化验,结果显示,在这些人的血液中,乙醛含量都较高。酒精进入人体后会被分解,乙醛正是分解产物之一,它会引起皮肤发热、心悸、体虚等症状,让人感觉不舒服。

  直到20世纪80年代,科学家才将这种反应与一种分解酒精的酶——乙醛脱氢酶联系起来,最终追寻到了编码这种酶的基因——ALDH1。乙醛脱氢酶能分解乙醛,但在受试者的ALDH1基因中,遗传密码出现了细微的变化,最后合成出的酶活性极低。因此,当这些人喝酒之后,乙醛就会在身体中累积,而高浓度的乙醛对身体是有害的。

  在亚洲人群中,ALDH1基因发生变异是一种普遍现象,44%的日本人、53%的越南人、27%的韩国人,30%的中国人(其中有45%是汉族人)的体内都有这种变异,但在欧洲人的后裔中,这种变异却很罕见。正如我们所料,在ALDH1基因发生了变异的人群中,酒精代谢缓慢,很难养成酗酒的坏习惯(他们酗酒的几率,只有普通人的1/6左右)。这是基因变异让我们免受酗酒之苦的一个例子。

  科学家还研究了其他一些在酒精分解过程中发挥作用的酶,比如乙醇脱氢酶(ADH),酒精转化为乙醛的第一步反应,就是由这个酶来完成。它是一个基因家族(由某一个祖先基因不断复制或发生某种改变,而遗传下来的一组基因)的产物,家族中的每一个基因都能从不同方面影响乙醇脱氢酶的性质。

  其中,对酒精代谢最重要的基因是ADH1和ADH4。最近,一项以美国的欧洲后裔为对象的试验证明:带有ADH4基因突变体的欧洲后裔,尤其容易养成酗酒习惯。

  “酒鬼”脑电波与常人不同

  酗酒具有非常复杂的遗传性,很可能有多个基因参与了这一过程。要“拼凑”出酗酒恶习形成的整个过程,就必须研究基因与环境之间的相互作用。

  在寻找“酒瘾基因”需要研究内在表型。内在表型是一种物理性状,无法用肉眼观察到,但实验仪器可以检测到。内在表型比外部症状更易揭示疾病生理机制。

  大脑的电活动模式就是一种内在表型。在病人头皮上连接电极,研究人员就可以利用脑电图技术,监测大脑的电活动,观察神经的放电模式。而计算机软件可分析这些数据。

  在脑电图中,我们可以看到,当某种刺激引起神经活动时,大脑中的总体波形和峰值因人而异,所以可将脑电图看成一种神经指纹图谱。研究发现,这样的电生理模式具有高度遗传性,酗酒者和正常人之间有着显著差异。在酗酒者的大脑中,兴奋作用远超过并压制着抑制作用(去抑制作用)。在酗酒者的子女中,也能观察到这种去抑制作用,这说明酗酒者的后代也很可能会酗酒,同时也意味着电生理模式是遗传性酗酒的标志之一。

  这些实验证据让科学家意识到,寻找与酗酒相关的基因可行且具有实际意义。在美国国家酒精滥用及酗酒研究所的支持下,酗酒遗传学合作研究项目(COGA)于1989年启动了。目前,美国有8个研究中心,几千名“酒精爱好者”及家人同意参与这项研究。

  在COGA启动初期,美国各地的研究人员开始寻找深受酗酒影响的家庭。在此前对双胞胎、领养的孩子以及某些家族进行研究时,科学家发现酗酒习惯的遗传因素至少占了50%以上。

  约1200位受试者提供了DNA样本,COGA的科学家可检查每个人的染色体,找出不同的分子特征。这些分子特征被当作标记:只要一看到它们,科学家就知道染色体上的某个区域具有重要研究价值。如果一些标记经常出现在“酗酒家庭”中,那个染色体区域就很可能与酗酒习惯存在某种联系。

  遗传不能决定命运

  酒精依赖性的形成有多种不同途径,分别对应不同的生理基础。

  研究小组最近发现,有一种基因(hTAS2R16)所编码的受体蛋白,与味觉感受有关,与COGA受试者的酗酒行为也有明显联系。这种基因的变异,会导致个体对多种苦味物质的敏感度下降。虽然这种变异在美国白人中不常见,却出现在大约45%的美国黑人体内,从而成为这个族群显著的酗酒风险因子。

  初步结果显示,如果青少年身上携带有ADH基因的突变体,也许在很小的时候,他们就会开始喝酒。随着时间流逝,他们越来越离不开酒精。携带CHRM2基因突变体的人的情况就有所不同,他们在青少年阶段容易表现出抑郁症的早期症状,而非酗酒问题。GABRA2基因一旦发生突变,青少年就会变成一个问题少年:找警察的麻烦、和同学打架,甚至被学校开除,但他们一般不会提早喝酒。另一方面,在年轻人中,GABA受体基因的突变体,确实与酒精依赖有关。

  然而,遗传不能决定命运。对于一些基因变异的携带者来说,基因也许会与恶劣的成长环境(例如被虐待或忽视)相互作用,最终导致酗酒问题,但也有一些携带者却不会出现问题。

  如果酗酒风险一半是由遗传决定的,那另一半则肯定来自于其他因素。不会有人在没有作出任何错误决定的情况下,就变成一个酒鬼;只是在相同的环境中,有一些人会比其他人更易受酒精影响。目前,科学家们正在研究这种现象的根源。

  (::美国《科学美国人》杂志独家中文版授权《环球科学》杂志)

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