Alkohol bliver fortrinsvist nedbrudt i leveren ved hjælp af alkoholdehydrogenase (ADH). ADH er en klasse af forskellige isoenzymer, som alle kodes fra gener, der er samlet på kromosom 4q. I koblingsstudier har man påvist, at dette område er associeret med problemdrikning og alkoholisme [1]. Funktionel variation i ADH1B og ADH1C kan måske forklare dette fund, eftersom det enzym, som kodes af ADH1B · 2-allellen nedbryder alkohol (dvs. omdanner ethanol til acetaldehyd) 38 gange hurtigere end det enzym, der kodes af ADH1B · 1-allellen. Tilsvarende er aktiviteten 2,5 gange hurtigere for det enzym, som kodes fra ADH1C · 1-allellen end for det enzym, som kodes fra ADH1C · 2-allellen [2]. Dette har givet anledning til betegnelserne hurtige og langsomme omsættere om bærerne af disse genotyper.

Under normal nedbrydning af alkohol er koncentrationen af acetaldehyd lav. Hvis koncentrationen stiger, som f.eks. under behandling med antabus eller hos personer med en inaktiv acetaldehyddehydrogenase (hyppig blandt asiater), opstår der svær kvalme og hudrødmen, hvilket automatisk bevirker afholdenhed fra alkoholindtagelse. Det er muligt, at et lignende, men mindre udtalt respons i forbindelse med indtagelse af alkohol hyppigere opstår hos personer, som er hurtige omsættere, end hos personer, som er langsomme omsættere. I så fald kan langsomme omsættere måske indtage større mængder alkohol uden at opleve de ubehagelige følgevirkninger af acetaldehyden og er derfor mere tilbøjelige til at være storforbrugere af alkohol og blive alkoholikere. Denne hypotese er adresseret i flere case-kontrol-studier fortrinsvist blandt asiater, hvor allelfrekvenserne af ADH1B og ADH1C er blevet sammenlignet hos alkoholikere og ikkealkoholikere [3]. Så vidt vi ved, er dette ikke undersøgt i den generelle befolkning af europæisk afstamning, og det er uvist, om ADH1B- og ADH1C- polymorfierne er associeret med almindelige alkoholdrikkevaner, såsom størrelsen af det typiske forbrug.

I nærværende undersøgelse har vi genotypebestemt 9.080 mænd og kvinder fra den danske befolkning, for at undersøge om ADH1B- og ADH1C- polymorfierne associerer med alkoholdrikkevaner og med risiko for alkoholisme.

Vores studie bygger på Østerbroundersøgelsen, som er nærmere beskrevet i [4]. I undersøgelsen 1991-1994 afgav deltagerne en blodprøve med henblik på DNA-oprensning, og denne undersøgelse udgør derfor forsøgspopulationen for nærværende studie. Deltagere af ikkedansk oprindelse blev ekskluderet ved hjælp af oplysning om fødested fra Det Centrale Personregister (n = 211). I alt udgøres grundlaget for statistisk analyse af 9.080 personer, hvoraf nogle også deltog i undersøgelsen i 1981-1983 (n = 6.615) og i 2001-2003 (n = 4.684). Genotypebestemmelse af ADH1B · 2 (rs1229984) og ADH1C·2 (rs698) blev foretaget ved hjælp af dupleks-polymerasekædereaktion (PCR) efterfulgt af nanogen chipteknologi.

Vi studerede associationer mellem ADH1B- og ADH1C-genotyperne og drikkevaner og alkoholisme. Inden for drikkevaner så vi på ugentligt indtag, dagligt alkoholforbrug, og alkoholstorforbrug (defineret som at drikke > 14 genstande om ugen for kvinder og > 21 genstande om ugen for mænd i henhold til Sundhedsstyrelsens genstandsgrænser). Alko-holisme blev defineret fra en screeningstest, brief Michigan Alcoholism Screening Test (bMAST) [5] og fra Landspatientregistret (International Classification of Diseases (ICD)-8-koder 303.09-303.99 og ICD-10-koder F10.1-F10.4). Positiv bMAST-test blev defineret som test-score > 5.

Alle statistiske modeller indeholdt ADH1B- og ADH1C-genotyperne, alder og uddannelse og blev udført i SAS (version 9.1). ADH1B · 2-heterozygote blev grupperet med ADH1B · 2-homozygote pga. det lille antal i den sidstnævnte kategori (n = 6). Haplotypefrekvenser blev beregnet ved hjælp af Hplus [6]. Koblingsuligevægt blev udtrykt som r2 og D'.

Med henblik på at undersøge sammenhængen mellem genotyperne og det ugentlige alkoholforbrug anvendte vi en korreleret blandet fordelingsmodel (Mixcorr macro) [7]. For at undersøge sammenhængen mellem genotyper og dagligt alkoholforbrug og alkoholstorforbrug anvendte vi logistisk regression med tilfældige effekter inkorporeret for at tage højde for gentagne målinger. Vi anvendte logistisk regression for at studere sammenhængen mellem genotyperne og dikotomiseret bMAST.

Risikoestimater for alkoholisme defineret fra Landspatientregistret blev beregnet ved hjælp af Cox-regression med personalder som underliggende tidsakse. Information om vitalstatus blev indhentet fra Det Centrale Personregister. Opfølgningstiden for hver deltager var tiden fra deltagelse i Østerbroundersøgelsen til dato for indlæggelse for alkoholisme, død af anden årsag, emigration uden for Danmark eller den 1. januar 2004. Ætiologisk fraktion blev beregnet som (Pe · (odds-ratio-1))/(Pe · (odds-ratio-1)+1) [8] hvor Pe angiver forekomsten af den risikoforøgende genotype.

Forekomsten af hhv. ADH1B · 1- og ADH1C · 2-allellerne, der begge koder for langsom alkoholomsætning, var 0,98 og 0,42. Genotyperne var i Hardy-Weinberg-ligevægt (p = 0,8 for ADH1B- genotyper og p = 0,7 for ADH1C-genotyper ved χ 2-test). ADH1B · 2 var associeret med ADH1C · 1 (koefficienter for koblingsuligevægt D' = 0,90 og r2 = 0,012).

For ADH1B fandt vi, at mænd og kvinder, der var homozygote for langsom alkoholomsætning (ADH1B · 1/1), havde et større alkoholforbrug end mænd og kvinder, der var hetero- eller homozygote for hurtig alkoholomsætning (ADH1B · 1/2+2/2). For eksempel drak mænd med ADH1B · 1/1-genotypen gennemsnitligt 9,8 genstande om ugen (95% konfidensinterval (KI): 9,1-11) og mænd med ADH1B · 1/2-genotypen drak gennemsnitligt 7,5 genstande om ugen (95% KI: 6,4-8,7) (Tabel 1). Desuden var odds for at drikke alkohol hver dag og for at være alkoholstorforbruger (defineret som at drikke over Sundhedsstyrelsens genstandsgrænser) øget 2-4 gange hos mænd og kvinder, der var ADH1B- langsomme omsættere, sammenlignet med hos mænd og kvinder der var ADH1B- hurtige omsættere. Vi fandt også, at mænd med den langsomme ADH1B · 1/1-genotype havde en 2-4 gange større risiko for alkoholisme end mænd med hurtig alkoholomsætning (Tabel 1). For kvinder observerede vi ingen statistisk signifikant sammenhæng mellem ADH1B · 1/1 og alkoholisme (Tabel 1).

For ADH1C var odds for at være alkoholstorforbruger 40% højere blandt mænd, der var hetero- eller homozygote for den langsomme ADH1C · 2-allel, end hos mænd, der var homozygote for den hurtige ADH1C · 1-allel (Tabel 1). Tilsvarende resultater blev observeret for kvinder, dog var effektstørrelserne lidt mindre. ADH1C-genotypen var ikke associeret med alkoholisme (Tabel 1).

På grund af koblingsuligevægten mellem ADH1B · 2 og ADH1C · 1 og den relativt store effekt på enzymaktiviteten af ADH1B · 2 kunne resultaterne for ADH1C-genotyperne være påvirket af ADH1B- genotyperne. Vi gentog derfor analyserne for ADH1C på deltagere, som var ADH1B · 1-homozygote (95% af deltagerne). Vi fandt tilsvarende resultater, hvilket tyder på, at effekten af ADH1C- genotypen er uafhængig af ADH1B (data ikke vist).

Vi gentog også analyserne på forskellige genotypekombinationer, hvor de forskellige kombinationer af ADH1B og ADH1C blev ordnet i rækkefølge af forventet total enzymaktivitet, og testede for linear trend i hver af udfaldsmålene for alkoholdrikkevaner og alkoholisme (data ikke vist). For de fleste udfaldsmål var der en statistisk signifikant trendtest i den forventede retning: Deltagere med langsom alkoholomsætning drak mere alkohol, drak oftere og var i højere risiko for alkoholisme end deltagere med hurtig alkoholomsætning.

Mens ADH1B · 2-allellen (hurtig) er sjælden blandt personer af europæisk oprindelse (ca. 2%) er det den hyppigste allel blandt asiater (ca. 72%). Derimod er risikoestimater for alkoholstorforbrug og alkoholisme i forhold til ADH1B · 1/1-genotypen i de to befolkninger af sammenlignelige størrelser (Figur 1). Som et kuriosum har vi beregnet den ætiologiske fraktion for alkoholstorforbrug og alkoholisme i dels vores studie som eksempel på en europæisk population og dels hos asiater (Figur 1). Den ætiologiske fraktion for ADH1B · 1/1-genotypen var hhv. 67% og 62% for alkoholstorforbrug og alkoholisme blandt europæer og hhv. 9% og 24% blandt asiater.

Vores resultater tyder på, at ADH1B- og ADH1C-genotyperne er associeret med alkoholdrikkevaner og alkoholisme. Blandt de 9.080 deltagere i vores undersøgelse observerede vi, at personer med ADH1B-langsom alkoholomsætning drak mere alkohol, oftere drak alkohol hver dag, oftere var alkoholstorforbrugere og var i højere risiko for alkoholisme end personer med ADH1B-hurtig alkoholomsætning. Personer med ADH1C-intermediær og -langsom alkoholomsætning var oftere storforbrugere af alkohol end personer med ADH1C-hurtig alkoholomsætning. Som forventet var størrelsen af effektmålene for ADH1C mindre end for ADH1B, men den høje forekomst af ADH1C · 2 taget i betragtning er det ikke desto mindre et interessant fund. Indflydelsen af ADH1C · 2 på livstidsforbruget af alkohol kan være betydeligt. Vores resultater tyder også på, at forskellen i forekomsten af ADH1B · 2 delvist kan forklare, hvorfor personer af europæiske oprindelse drikker mere alkohol end asiater.

Mekanismen bag vores resultater er sandsynligvis, at forskellen i aktivitet af de enzymer, der kodes fra ADH1B- og ADH1C-variationerne resulterer i intraindividuelle forskellei alkoholomsætningen, og at personer med hurtig alkoholomsætning med et givet alkoholforbrug får højere koncentration af acetaldehyd og dermed flere ubehagelige symptomer end personer med langsom alkoholomsætning.

Vores data tyder altså på, at alkoholdrikkevaner og alkoholisme delvist kan prædikteres fra ADH1B- og ADH1C-genotyperne. Resultater for mænd og kvinder var sammenlignelige, og som forventet var effekterne af ADH1B større end effekterne af ADH1C.

Summary

Genetic variations in alcohol dehydrogenase, drinking habits and alcoholism

Ugeskr Læger 2008;170(35):2672-2675

Alcohol is degraded primarily by alcohol dehydrogenase (ADH), and genetic variation that affects the rate of alcohol degradation is found in ADH1B and ADH1C. By genotyping 9,080 white men and women from the general population, we found that men and women with ADH1B slow versus fast alcohol degradation drank approximately 30% more alcohol per week and had a higher risk of everyday and heavy drinking, and of alcoholism. Individuals with ADH1C slow versus fast alcohol degradation had a higher risk of heavy drinking.

Janne S. Tolstrup, Center for Alkoholforskning, Statens Institut for Folkesundhed, Syddansk Universitet, 1399 København K. E-mail: jst@niph.dk

Antaget:17. januar 2008

Interessekonflikter: Ingen

Taksigelse: Dette studie blev støttet af Forskerskolen for Folkesundhedsvidenskab, Helsefonden, Indenrigs- og Sundhedsministeriet, Hjerteforeningen og Sundhedsstyrelsen.

This article is based on a study first reported in the Pharmacogenomics Journal 2007, okt 9 (Epub ahead of print).

Litteratur

1. Saccone NL, Kwon JM, Corbett J et al. A genome screen of maximum number of drinks as an alcoholism phenotype. Am J Med Genet 2000;96:32-7.
2. Bosron WF, Li TK. Genetic polymorphism of human liver alcohol and aldehyde dehydrogenases, and their relationship to alcohol metabolism and alcoholism. Hepatology 1986;6:502-10.
3. Zintzaras E, Stefanidis I, Santos M et al. Do alcohol-metabolizing enzyme gene polymorphisms increase the risk of alcoholism and alcoholic liver dis-ease? Hepatology 2006;43: 352-61.
4. Schnohr P, Jensen G, Lange P et al. The Copenhagen City Heart Study - Østerbroundersøgelsen. Tables with data from the third examination 1991-94. Eur Heart J (suppl) 2001;3:H1-H83.
5. Pokorny AD, Miller BA, Kaplan HB. The brief MAST: a shortened version of the Michigan Alcoholism Screening Test. Am J Psychiatry 1972;129:342-5.
6. Li SS, Khalid N, Carlson C et al. Estimating haplotype frequencies and standard errors for multiple single nucleotide polymorphisms. Biostatistics 2003; 4:513-22.
7. Tooze JA, Grunwald GK, Jones RH. Analysis of repeated measures data with clumping at zero. Stat Methods Med Res 2002;11:341-55.
8. Walter SD. Calculation of attributable risks from epidemiological data. Int J Epidemiol 1978;7:175-82.