肝脏的遗传性疾病：发病机制的分子基础

　　据J Gastroenterol Hepatol [1999，14(Suppl)：A250]载　美国圣路易斯大学医学院的Bacon等介绍了肝脏的3种主要遗传性疾病的分子发病机制研究进展。

　　遗传性血色病(HH)

　　本病的基因是1996年被鉴定出的，现定名为HFE基因。该基因的单一突变引起第282氨基酸位上的半胱氨酸被酪氨酸所取代(C282Y)。这种突变在83％(148/178)的有典型表型HH的病人中是纯合的。也有人鉴定出了另一种突变，引起第63氨基酸位上的组氨酸被天冬氨酸所取代(H63D)。普通人群中15％到20％的个体是H63D杂合的；无论在杂合还是在纯合状态下，有此突变时，与C282Y纯合者相比，不发生同样程度的铁蓄积，这一点已明确。Feder等和后来的研究提示，典型血色病病人的85％～90％是C282Y纯合的。另3％～5％的HH病人是复合杂合，即一个等位基因含C282Y突变，而另一个等位基因含H63D突变。

　　De Sousa等研究显示，β2－微球蛋白(β2M)缺乏的小鼠出现铁负荷增加。这一结果得到了Rothenerg等的证实。他们曾提出假说认为，如果β2M和MHC 1类蛋白之间有相互作用的话，MHC 1类蛋白参与铁的内环境稳定。Santos等经大量研究证实，β2M缺乏的小鼠有血浆铁水平升高、转铁蛋白饱和度增高以及肝脏铁浓度(HIC)增高。并且如在人类所见到的，胃肠道黏膜对铁的转移也增多。正如有人预见到的，HFE中C282Y突变的存在，使β2M和HFE之间的相互作用失活。对HFE缺乏小鼠的研究证实，2～5个月内HIC可增加5倍，并且在外周，特别是在肝脏出现铁的沉积。

　　最近Feder等证实，在用C282Y突变的cDNA稳定地转染的293细胞中，C282Y HFE蛋白质不能与内源性β2M相关联。已有人提示，此关联需要MHC 1类分子的α3结构域的双硫键桥，以促进高效率的细胞内处理及向胞浆膜的转移。C282Y突变引起该双硫键桥的断裂，并且推测这是不能在细胞表面表达的原因。Waheed等用生化和免疫组化技术在转染的COS－7细胞中显示，C282Y突变的蛋白质储留于内质网和中期高尔基体内，不能经历晚期高尔基体处理及向胞浆膜的转移，并且处于加速降解状态。有人推测，细胞内转运受阻及加速转化(分解)以及C282Y不能被呈递到细胞表面等，均是HH中突变蛋白质功能受损的基础。

　　HFE蛋白质在正常人胃肠道上皮细胞中也存在，但在小肠上皮细胞中的细胞与亚细胞表达与胃肠道其他部位(胃、结肠、食管等)的显著不同，呈现细胞内和核周分布，而且限于深隐窝中的细胞。因为铁是主要在小肠绒毛中被吸收的，所以HFE蛋白质在隐窝细胞中的定位提示，隐窝细胞在移行到绒毛上部之前就参与预先决定肠细胞对铁的吸收能力。进一步的研究显示，小肠隐窝细胞中的HFE(蛋白)与β2M和转铁蛋白受体(TFR)相关。看来HFE的C282Y突变的蛋白质产物通过尚不清楚的机制抑制转铁蛋白循环，导致一种十二指肠隐窝细胞“相对”的铁缺乏。这便转而引起近来描述的两价金属铁转移物质—1(DMT－1，亦称DCT－1或Nramp-2)的产生，这种物质负责小肠细胞中铁的运输。已有人在无HFE的小鼠和人类血色病病例的小肠活检标本中肯定了DMT－1的上调。这对HH中铁吸收增加的病理生理机制提供了支持的证据。必须进行进一步的研究以阐明受突变了的HFE修饰的TFR在细胞内的运动情况。

　　α－1抗胰蛋白酶缺乏症

　　α－1抗胰蛋白酶(A1AT)结构上的变异是按照用琼脂糖电泳等电聚集(电泳)法定义的蛋白酶抑制剂(Pi)表型系统来分类的。Pi分类系统是按照A1AT在这些凝胶系统中移行的位置，根据等电点由低到高按字母顺序来指定变异物的。最常见的变异物移行到中等的等电点，已被人为地规定其为M。最常见的严重缺乏A1AT的个体，A1AT移行到最高等电点的等位变异物被指定为Z。已经报告的等位变异物有75种。在纯合的Pi ZZ A1AT缺乏症(大约影响1600至1800个个体中的1个)中有一个单一氨基酸的取代(谷342—赖)。这种氨基酸的取代异常折叠的A1AT分子在肝细胞内质网里的选择性蓄积。有人认为这种蓄积与其后的肝损伤有关。然而，只有大约20％的Pi ZZ个体继续发生显著的肝病。这可能是由于发生疾病的个体中发生了第二种异常，引起突变的A1AT蛋白质细胞内的降解有改变。

　　Wilson病

　　Wilson病(WD)是铜的代谢超出正常需要而在肝脏和脑中蓄积的一种遗传性疾病。在WD中引起铜蓄积的缺陷是铜向胆汁排泄的减少。WD的基因是于1993年被发现并被定名为ATP7B。该基因被发现于第13号染色体，且其氨基酸组成的预测表明其蛋白质与进化过程中高度保守的其他三磷酸腺苷(ATP)—依赖的金属离子转运物质相似。ATP7B主要位于转高尔基复合体并参与铜向溶酶体结合的空泡以及胆小管转运；除此，铜被转移到结合于铜蓝蛋白的分泌性蛋白质的生物合成途径。不幸的是，与疾病相关的突变的数量很大，而且有该基因的多态性。至今已鉴定出的突变，大部分是点突变，引起氨基酸的替代；然而，已有人报告缺失、插入、错义和捻接部突变。最常见的点突变引起1069氨基酸位上的组氨酸变为谷氨酸(组1069—谷，H1069Q)并在欧洲人后裔中WD病人的近30％。在澳大利亚的一个人群中的WD病人中，此突变的频率高达65％。WD基因的鉴定使人们能够做到对本病的分子遗传学诊断。然而，因为该基因的众多疾病相关的突变，以及最常见的突变只见于多数人群的大约30％，直接分析是否存在疾病特异性突变是非常困难的。

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