不同种族及民族疼痛敏感性差异在遗传学方面的
疼痛,与呼吸、脉搏、血压、体温并称世界五大生命体征。科学研究发现,严重的疼痛会对患者的身体造成损害,甚至破坏患者尊严,并影响其决策能力。已有研究证实了疼痛存在个体差异性,可表现为种族、民族间的差异[2-5]。造成种族、民族间疼痛敏感性和镇痛效果广泛差异的因素主要包括药物学基因遗传多态性的差异[5][7];其次是社会环境等因素的差异。2012年美国提出了鼓励关注疼痛治疗的差异性、促进消除疼痛治疗方面的差异国家议题。议题介绍了美国为消除由于种族、文化等因素造成的疼痛治疗差异采取的一系列措施:实现种族和民族间数据收集的统一,强调以病人为中心的转归性研究;并鼓励关注疼痛治疗效果的差异性,为患者提供公平性的镇痛机会[1]。
1 种族、民族间存在疼痛的差异性
种族是指有共同的祖先、相同的生理特征(如肤色、发质),不同的主张、意识、宗教和仪式,起源于同一地理区域的人群,由于他们在迁徙过程中因自然环境的不同,其在自然形态和遗传基因上发生了变化。民族是在历史发展中形成的群体,他们有着共同语言、地域、经济生活方式以及共同的文化心理素质。在健康背景下研究种族和民族疼痛差异可能有助于了解社会文化经验与生物健康之间的关联。
目前已有多篇报道发现,疼痛敏感性和镇痛药的作用效果存在较明显的种族、民族间的差异。柯雪茹[2]研究证明,维吾尔族患者的压力耐痛阈低于哈萨克族和汉族患者。Kim[3]等人发表的一篇关于种族和民族实验性疼痛敏感性差异的系统性综述指出:与非西班牙裔白人相比,非裔美国人具有较低的疼痛承受能力和较高的疼痛等级;丹麦人的压力痛阈高于中国人;比利时人比日本人有更高的压力疼痛阈值和耐受性。有学者发现黑人儿童术后恢复室出现疼痛的风险明显多于白人儿童,且黑人儿童在围手术期接受的吗啡总剂量较高[4]。Perry Mallory等人[5]的荟萃分析认为:种族、民族和遗传变异是影响术后疼痛强度差异的主要因素。
2 遗传多态性
基因被定义为遗传的基本单位。单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphisms,SNPs)可以存在于一个基因的一个或两个等位基因中。当个体间基因组序列中的单个核苷酸(A、T、G或C)不同时,在DNA序列中就发生了变异,而相应的氨基酸的序列和生物学功能也发生了改变。SNPs已被应用于基因遗传学研究,以确定特定的遗传变异是否与痛觉或临床特征有关。阿片类镇痛药需求量的个体差异部分被认为是继发于遗传因素。动物研究和对人类双胞胎的研究表明,遗传因素在阿片类药物的个体间差异中占比30%~76%[6]。现将近年来不同民族疼痛差异的遗传学研究进展综述如下。
2.1 药物作用受体基因多态性 阿片受体μ-亚基1(opioid receptorμ-subunit1,OPRM1)基因位于人染色体6q24~q25。A118>G(rs)是第118位的核苷酸由腺苷酸(A)突变成鸟苷酸(G),使μ阿片受体第40位氨基酸由天冬酰胺(Asn)变成天冬氨酸(Asp)。携带G等位基因的基因型如AG及GG有更强的疼痛体验并且需要更多的阿片类药物。
目前关于OPRM1(A118G)基因在种族、民族之间存在差异性已有报道。Hwang IC等[8]的Meta分析研究结果显示:亚洲人群的基因型分布频率为AA(28.7%~61.7%),AG(23.8%~61.7%)和GG(10.8%~22.5%);高加索人群中的发生率则为AA(68.4%~82.3%),AG(16.2%~29.7%)和GG(0%~5.1%)。Mura E等[9]研究发现,A118>G(rs)在白种人群中的发生率是11%~17%,亚洲人的发生率是27%~48%,在非洲裔美国人中为2.2%,而撒哈拉沙漠以南的非洲人群中仅为0.8%。
在中国汉族人群中,OPRM1(A118G)等位基因突变频率最高,突变率达30%以上[12]。在一项关于广州妇女的研究中,张双全等[10]发现OPRM1(A118G)多态性在广州妇女群体中的发生率是39.8%,其中各种基因型的比例GG(16.3%),AA(36.7%)和AG(47.0%)。另外一项新疆医科大学的研究发现,OPRM1(A118G)多态性在维吾尔族的发生率是31.7%,而汉族OPRM1(A118G)多态性的发生率却是27.35%[11]。
2.2 药物代谢酶基因多态性
2.2.1 CYP450 细胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)是一种位于肝细胞内质网和肠黏膜表面催化酶,是参与细胞生物化学反应的重要酶系。CYP450酶系中与阿片类物质代谢相关的基因多为细胞色素P450-家族3-亚族A成员4 (Cytochrome P450 Family3 SubfamilyA Member4,CPY3A4)、细胞色素P450-家族2-亚族D-成员6 (Cytochrome P450 Family2 SubfamilyD Member6,CYP2D6)。
2.2.1.1 CYP3A4 CYP3A4基因位于人类染色体7q22.1上,CYP3A4*1G(c.1026+12G>A)是具有功能意义的突变,它降低了酶的活性使疼痛敏感性增高。CYP3A4*1G多态性在种族间存在差异性已有报道。CYP3A4*1G突变在中国汉族人群中发生频率为22.1%~37.0%[12],有报道表明日本人群CYP3A4*1G等位基因携带约为24.9%[13],但在非洲裔美国人群中,CYP3A4*1G基因座的突变率仅为0.35%~0.67%[14]。Pu J等[12]根据焦磷酸测序结果进行基因分型发现,在中国人中,CYP3A4*1G的突变等位基因频率23.7%,CYP2D6*10为56.7%。