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遺傳性血色病的基因診斷

韓悅, 張欣欣

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院 臨床病毒研究室

鐵是人體不可或缺的重要金屬元素,體內(nèi)主要涉鐵部位包括肝、腸、紅細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、骨髓等。正常情況下,鐵在各組織細(xì)胞之間按需交互流動(dòng),以確保造血等重要生理功能,日出入量穩(wěn)定。貧血或低氧狀態(tài)下,鐵利用度增加,支持造血;如出現(xiàn)無(wú)效造血,則最終導(dǎo)致貧血基礎(chǔ)上鐵過(guò)量。而在感染、炎癥性疾病情況下,機(jī)體阻止鐵不被其他病原體利用,導(dǎo)致炎癥性貧血。全身或局部鐵過(guò)量,包括血漿中的游離鐵、組織、巨噬細(xì)胞鐵沉積,將導(dǎo)致氧化應(yīng)激,對(duì)所在部位造成化學(xué)傷害,長(zhǎng)期以往最終出現(xiàn)以血色病為主的各種鐵過(guò)量疾病及嚴(yán)重并發(fā)癥。血色病可分為遺傳性和繼發(fā)性,后者在血液、肝臟等系統(tǒng)疾病基礎(chǔ)上發(fā)生,包括輸血、外源鐵攝入過(guò)量,各型紅細(xì)胞異常、溶血性疾病,自身免疫性疾病、慢性病毒性肝炎、酒精/非酒精性肝病等。

目前遺傳性血色病的基因診斷還有很多問(wèn)題。首先,亞洲人群致病基因與西方人種完全不同,遺傳方式多樣,某些亞型單純放血治療無(wú)效甚至加重病情。此外,血色病研究進(jìn)展相對(duì)較慢,歐美肝病學(xué)會(huì)發(fā)布的血色病指南近10年未更新;英國(guó)血液病學(xué)學(xué)會(huì)2018年指南也僅針對(duì)西方常見(jiàn)的血色?。?/span>亞太肝病學(xué)會(huì)甚至沒(méi)有單獨(dú)的血色病指南;2015年一項(xiàng)比利時(shí)荷蘭聯(lián)合研究對(duì)歐美國(guó)際指南進(jìn)行逐條比較,發(fā)現(xiàn)指南之間存在顯著差異,指南間達(dá)成共識(shí)只占57%。上述現(xiàn)象均提示遺傳性血色病錯(cuò)綜復(fù)雜,研究難度高,人種遺傳背景、地域差異較大。研究集中于高加索人種,間或少量非裔人群研究,亞洲研究極為缺乏。遺傳性血色病大多數(shù)亞型一旦診斷,治療效果良好,尤其是早期診斷。因此精準(zhǔn)的分子診斷在血色病診療中顯得尤為重要。

綜上,本文將結(jié)合中西方研究結(jié)果及本研究小組數(shù)據(jù),盡可能全面論述血色病各基因分型及診斷,期望供臨床實(shí)踐參考,有助于我國(guó)人群研究。

1已知血色病亞型及相關(guān)基因

鐵主要來(lái)自外源性小腸吸收和內(nèi)源性巨噬細(xì)胞對(duì)衰老紅細(xì)胞的吞噬。鐵水平受運(yùn)鐵素- 鐵調(diào)素軸嚴(yán)苛監(jiān)控,該系統(tǒng)直接作用于小腸細(xì)胞和體內(nèi)儲(chǔ)鐵部位,防止過(guò)多的鐵從腸道細(xì)胞、網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)細(xì)胞進(jìn)入外周血,以確保紅細(xì)胞生成及其他重要生理功能,同時(shí)預(yù)防鐵過(guò)量帶來(lái)的毒性。運(yùn)鐵素和鐵調(diào)素均由肝臟分泌,運(yùn)鐵素是膜蛋白,負(fù)責(zé)將鐵從各儲(chǔ)鐵部位向外周血轉(zhuǎn)運(yùn);鐵調(diào)素是分泌性蛋白,直接抑制運(yùn)鐵素。當(dāng)循環(huán)中鐵水平升高時(shí),鐵調(diào)素分泌相應(yīng)增多,作用于細(xì)胞膜上的運(yùn)鐵素,阻礙內(nèi)源、外源鐵向循環(huán)鐵池中流動(dòng)。該系統(tǒng)中任何分子的異常都會(huì)引發(fā)鐵代謝異常。已知的各型遺傳性血色病致病機(jī)理無(wú)一例外均牽涉到鐵調(diào)素異常,其中研究史最悠久的是經(jīng)典HFE基因突變導(dǎo)致的血色病。

1865年,法國(guó)病理學(xué)家Armand Trousseau報(bào)道了第1例血色病患者,隨后發(fā)現(xiàn)其病因是鐵沉積導(dǎo)致肝臟、皮膚、胰腺、關(guān)節(jié)甚至腦部出現(xiàn)包括肝纖維化、肝癌、糖尿病、關(guān)節(jié)炎等相應(yīng)癥狀。首例血色病發(fā)現(xiàn)100年后,Simon等將致病區(qū)域大致定位到6號(hào)染色體短臂近HLA區(qū)。同年,新英格蘭雜志刊登的一項(xiàng)研究,通過(guò)對(duì)10個(gè)血色病家系、261人長(zhǎng)達(dá)20年的隨訪,明確其常染色體隱性遺傳方式,雜合子功能亦受到不同程度影響。此后,又過(guò)了整整20年,最終確定了主要致病基因,并命名為HFE(HFE在英語(yǔ)中寓意高鐵量)。該基因的2個(gè)主要致病位點(diǎn)純合突變?cè)诟呒铀骰颊咧袡z出率非常高。然而,HFE并不編碼鐵調(diào)素或運(yùn)鐵素。之后的研究發(fā)現(xiàn),HFE無(wú)法解釋所有的遺傳性血色病,繼而發(fā)現(xiàn)了更多的相關(guān)致病基因及相應(yīng)亞型,而在這些已知致病基因中,鐵調(diào)素、運(yùn)鐵素基因突變導(dǎo)致的血色病在高加索人種中較少見(jiàn),以下將對(duì)不同基因?qū)е碌难喰瓦M(jìn)行分節(jié)論述。

1.1HFE遺傳性血色病

    經(jīng)典型,又名血色病1型。

1.1.1臨床表現(xiàn)

早期表現(xiàn)為乏力、關(guān)節(jié)疼痛、腹痛、性功能低下,由于過(guò)多的鐵儲(chǔ)積,后期可致皮膚色素沉著(高加索人種可出現(xiàn)銅色,亞洲人群表現(xiàn)為膚色加深);在胰腺可致胰島萎縮、糖尿病;在肝臟可致小結(jié)節(jié)性肝硬化,進(jìn)一步發(fā)展成肝細(xì)胞癌;在心臟可致心肌病、關(guān)節(jié)炎、生殖功能障礙等。實(shí)驗(yàn)室表現(xiàn)包括血清轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度、鐵蛋白升高。一般男性發(fā)病年齡在40~60歲,女性在絕經(jīng)之后。

1.1.2致病基因及遺傳方式

由HFE基因突變導(dǎo)致,常染色體隱性遺傳。突變影響鐵調(diào)素信號(hào)通路,導(dǎo)致鐵調(diào)素分泌減少,循環(huán)鐵池鐵吸收持續(xù)增加,最終導(dǎo)致鐵過(guò)量。其對(duì)運(yùn)鐵素-鐵調(diào)素軸的具體調(diào)控機(jī)制尚未完全闡明。高加索人種數(shù)據(jù)顯示,確診HFE遺傳性血色病發(fā)病患者通常有該基因純合突變或復(fù)合雜合突變,其中約95%存在純合C282Y突變,其余5%~10%存在H63D突變。北美高加索人群C282Y攜帶率較高,約每330個(gè)人中有1人攜帶致病純合子,約每135個(gè)人中可能有1人攜帶致病復(fù)合雜合子。但存在C282Y不一定伴臨床表現(xiàn),單純H63D無(wú)臨床表現(xiàn),僅部分C282Y和H63D的復(fù)合雜合子患者可出現(xiàn)較嚴(yán)重的臨床表現(xiàn),提示該基因外顯率不全。同樣是純合子,男性比女性的外顯率高5~10倍,可能是膳食、飲酒差異以及周期性失血所導(dǎo)致。HFE基因診斷在高加索人種中非常重要,此型早期診斷,配合放血治療,預(yù)后良好;但一旦發(fā)生肝硬化,即使治療,后期肝癌發(fā)生率仍較高。2019年法國(guó)流行病學(xué)調(diào)查顯示,在開展早期基因診斷、合理規(guī)避煙酒攝入、全民體質(zhì)量增加后,近30年,確診數(shù)不變的情況下,患者臨床癥狀、發(fā)病年齡、鐵代謝指標(biāo)、疾病嚴(yán)重程度得到了逐年改善。法國(guó)經(jīng)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)了早期基因診斷對(duì)于遺傳性血色病的重要性。

1.1.3中國(guó)人種數(shù)據(jù)

HFE突變?cè)趤喼奕巳褐袛y帶率極低。本中心的肝病、鐵代謝異常人群中,HFE C282Y攜帶率為0,H63D也僅檢測(cè)到1例雜合攜帶者,H63D攜帶率在健康人群、病例對(duì)照組無(wú)差異,符合其他中國(guó)人種數(shù)據(jù),歐亞人群顯著的HFE基因突變差異提示自然選擇的作用。對(duì)我國(guó)鐵過(guò)量患者進(jìn)行HFE單基因檢測(cè)效能并不高。因此,亟需了解其他血色病亞型在我國(guó)的情況。以下將介紹非HFE基因突變導(dǎo)致的血色病亞型。

1.2青少年血色病

    又名血色病2型,包括兩種型別,分別由不同基因突變導(dǎo)致。

1.2.1臨床表現(xiàn)

發(fā)病較早,通常在10~20歲發(fā)病,出現(xiàn)包括心肌病、糖尿病以及性腺機(jī)能減退在內(nèi)的并發(fā)癥,根據(jù)報(bào)道顯示其發(fā)病率極低,主要涉及南歐及加拿大的特定區(qū)域。按發(fā)現(xiàn)時(shí)間先后,將血色病2型分為兩型:2A型,1999年發(fā)現(xiàn)1號(hào)染色體q21區(qū)域?yàn)槠渲虏^(qū)域;隨后又發(fā)現(xiàn)了非1q致病的另一型,被稱為2B型血色病,該亞型臨床癥狀更重。

1.2.2致病基因

1.2.2.1  2A型血色病

HFE2基因突變導(dǎo)致。2004年希臘學(xué)者通過(guò)家系重組間隔區(qū)域的比對(duì)研究發(fā)現(xiàn),其蛋白質(zhì)產(chǎn)物為鐵調(diào)素調(diào)節(jié)蛋白(hemojuvelin,HJV)。該病為常染色體隱性遺傳。進(jìn)一步分析希臘、加拿大及法國(guó)家系該基因編碼情況,篩選到患者普遍攜帶G320V氨基酸突變。該基因表達(dá)譜與鐵調(diào)素相似,主要表達(dá)于肝臟、心臟以及骨骼肌。HFE2敲除動(dòng)物模型的表型與患者癥狀相符。HJV蛋白實(shí)際上是骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)協(xié)同受體,能夠增強(qiáng)BMP/SMAD信號(hào)傳導(dǎo)通路,調(diào)節(jié)鐵調(diào)素的表達(dá),G320V突變導(dǎo)致該功能顯著下調(diào)。

1.2.2.2  2B型血色病

2003年,意大利學(xué)者發(fā)現(xiàn)編碼鐵調(diào)素的HAMP基因是臨床癥狀較重,發(fā)病較早,累及肝臟、心臟及內(nèi)分泌系統(tǒng)的血色病2型的致病基因,遺傳方式為常染色體隱性遺傳,鐵調(diào)素是鐵代謝通路中的核心分子。研究顯示HAMP基因敲除小鼠在2月齡時(shí)便出現(xiàn)肝內(nèi)鐵過(guò)載,并逐步出現(xiàn)肝外鐵沉積。

1.2.3中國(guó)人種數(shù)據(jù)

1.2.3.1  2A型

北京小組對(duì)22例患者及部分家屬的研究中,發(fā)現(xiàn)9例攜帶HFE2基因E3D、Q6H,不過(guò)均為雜合,僅1例出現(xiàn)心臟、胰腺疾患。隨后發(fā)現(xiàn)此部分研究對(duì)象均伴有鐵代謝通路上其他基因的突變,提示該部分中國(guó)患者可能涉及雙基因致病。其中,北京研究中存在Q6H的研究對(duì)象都出現(xiàn)了臨床表現(xiàn);而E3D并不一定有臨床表現(xiàn)。國(guó)際ClinVar庫(kù)對(duì)E3D臨床定義為良性突變,Broad Institute的The Exome Aggregation Consortium數(shù)據(jù)顯示該突變族群差異較大,歐美發(fā)生率為0。縱觀現(xiàn)有數(shù)據(jù),對(duì)于E3D的臨床解讀目前還處于不明朗的狀態(tài),但是一旦出現(xiàn)在疑似患者中,建議擴(kuò)大基因分析,該位點(diǎn)可能作為鐵代謝通路基因缺陷的標(biāo)志突變。

北京研究中HFE2基因突變患者僅1例18歲發(fā)病,其余均為中老年發(fā)病。在本中心出現(xiàn)的2例HFE2突變患者,亦均是中年發(fā)病,同樣伴發(fā)鐵代謝通路其他基因缺陷。石家莊研究小組提到的2例患者,發(fā)病年齡及臨床癥狀與歐美描述不一致,其中1例患者除了含有HFE2純合突變,還攜帶轉(zhuǎn)鐵蛋白受體2(TfR2)突變,癥狀累及肝臟、心臟、胰腺,但上述臨床癥狀直到37歲才出現(xiàn);另1例存在純合Y46X終止密碼子突變的患者臨床癥狀僅累及肝臟,13歲開始出現(xiàn)癥狀。提示HJV功能存在補(bǔ)償機(jī)制。綜上,中國(guó)人發(fā)病相對(duì)較晚,不一定出現(xiàn)肝外癥狀。石家莊研究中并未出現(xiàn)E3D、Q6H突變,也側(cè)面反映了地域差異。

1.2.3.2  2B型

國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)以及本研究小組尚未發(fā)現(xiàn)HAMP編碼區(qū)突變陽(yáng)性患者。然而,考慮到該基因在鐵代謝中的核心地位,一旦出現(xiàn)問(wèn)題,直接影響早期胚胎發(fā)育,理論上很難出現(xiàn)成年攜帶者。因此當(dāng)面對(duì)低年齡患者、癥狀較嚴(yán)重,如伴發(fā)心臟、胰腺疾病時(shí)仍然不能排除此型。

1.3TfR2血色病

又稱血色病3型。

1.3.1臨床表現(xiàn)

歐美數(shù)據(jù)顯示,該型發(fā)病年齡跨度大,癥狀較輕。

1.3.2致病基因

TfR2,常染色體隱性遺傳,位于7號(hào)染色體q22區(qū)域,主要表達(dá)于肝細(xì)胞和紅細(xì)胞。人體有兩種TfR,與TfR1不同,TfR2的轉(zhuǎn)運(yùn)能力較弱,主要作用是監(jiān)測(cè)循環(huán)鐵水平以影響鐵調(diào)素表達(dá)。意大利都靈大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)TfR2純合致病突變Y250X。在TfR2純合突變基礎(chǔ)上,若同時(shí)存在HFE的復(fù)合雜合突變,則臨床表現(xiàn)接近較嚴(yán)重的2型血色病。提示TfR2與HFE功能并不重疊,而在動(dòng)物模型中,二者都是BMP/SMAD信號(hào)通路的必要元素。

1.3.3中國(guó)人種數(shù)據(jù)

石家莊小組研究顯示在其分析的8例鐵過(guò)量患者中Ⅰ238M雜合子出現(xiàn)頻率較高,其他突變還包括G430R、A356fs,這些患者攜帶的都是雜合子,均為男性,年齡32~49歲,除了合并HFE2純合基因突變的患者,TfR2雜合突變雖然出現(xiàn)臨床癥狀,涉及肝臟、甲狀腺、心臟等,鐵蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度均顯著上升,但癥狀均較輕。由于該研究使用的是候選基因研究方法,僅對(duì)已知的部分血色病相關(guān)基因進(jìn)行編碼區(qū)測(cè)序,因此不能排除存在其他致病基因的可能性。在本中心的鐵過(guò)量病例中,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)TfR2編碼區(qū)突變,罕見(jiàn)突變均存在于非編碼區(qū)突變,一般與其他血色病致病基因伴隨出現(xiàn),與北京數(shù)據(jù)吻合。北京研究中有3例患者是在運(yùn)鐵素編碼基因SLC40A1突變基礎(chǔ)上出現(xiàn)非編碼區(qū)IVS1473+15或IVS287-30A>G、IVS1768-21G>T組合,出現(xiàn)肝鐵沉積都在60歲以后。

綜合國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù),我國(guó)血色病患者中TfR2編碼區(qū)、非編碼區(qū)突變以雜合為主,并沒(méi)有出現(xiàn)意大利患者的純合突變,但中、意患者的臨床癥狀均較輕。該基因罕見(jiàn)突變有可能是鐵代謝通路異常的基因標(biāo)志物,此假設(shè)需要進(jìn)一步驗(yàn)證。因此,在臨床上,對(duì)中國(guó)男性患者,癥狀相對(duì)較輕,有家族史者,建議進(jìn)行全面基因篩查,以排除TfR2及其他鐵代謝基因突變。

1.4運(yùn)鐵素功能異常所致血色病

又稱血色病4型。運(yùn)鐵素的主要作用是負(fù)責(zé)將鐵從各儲(chǔ)鐵部位,包括腸道細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、肝細(xì)胞、滋養(yǎng)層細(xì)胞,甚至心肌細(xì)胞、甲狀腺細(xì)胞等向血循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn),該作用受鐵調(diào)素抑制。運(yùn)鐵素蛋白編碼基因SLC40A1突變所致的遺傳性血色病與其他亞型不同的是,該型是常染色體顯性遺傳。意大利學(xué)者Pietrangelo在2017年建議將SLC40A1突變所致的鐵代謝異常疾病依其突變性質(zhì)分為兩類:功能獲得型和功能缺失型,該建議得到了學(xué)界廣泛支持。

1.4.1運(yùn)鐵素血色病-功能獲得型

1.4.1.1臨床表現(xiàn)

SLC40A1功能獲得型突變,造成鐵調(diào)素抵抗,被稱為運(yùn)鐵素血色病,導(dǎo)致高轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度,器官實(shí)質(zhì)鐵過(guò)載,巨噬細(xì)胞缺鐵,臨床表現(xiàn)很難與其他亞型區(qū)分,但遺傳方式為常染色體顯性。已知致病突變包括N144H、C326S,由于326位氨基酸與鐵調(diào)素直接作用,因此臨床表現(xiàn)較重,發(fā)病較早,體內(nèi)鐵調(diào)素表達(dá)水平較高。實(shí)驗(yàn)顯示C326S突變小鼠表現(xiàn)與血色病4型相似,均出現(xiàn)轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度和鐵蛋白水平升高以及肝臟鐵過(guò)載。

1.4.1.2中國(guó)人種

數(shù)據(jù)前述北京研究中有4例存在SLC40A1突變,其中3例核磁共振均存在顯著的肝脾鐵沉積,2例為編碼區(qū)雜合突變:Y333H雜合突變患者轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度升高,而V162del雜合突變患者轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度降低,上述患者臨床癥狀包括肝纖維化、糖尿病。進(jìn)一步對(duì)3例存在Y333H雜合突變的先證者進(jìn)行總結(jié):發(fā)病年齡49~66歲,2例男性,1例女性(發(fā)病年齡最晚),疾病累及肝臟、脾臟、胰腺;體外實(shí)驗(yàn)提示Y333H為功能獲得型。與已知遺傳方式不符的是,僅1個(gè)家系符合常染色體顯性,該研究中Y333H患者均存在核磁共振“黑脾”(脾鐵沉積),而該現(xiàn)象在SLC40A1功能缺失型突變中常見(jiàn)。中國(guó)南部研究中,廣州研究小組的1例病例報(bào)道中先證者為69歲女性,表現(xiàn)為色素沉著、乏力、惡心,實(shí)驗(yàn)室檢查鐵蛋白及飽和度顯著升高、肝功能異常、空腹血糖升高;核磁共振肝鐵沉積,未提及脾鐵沉積。家族史中其母親死于不明原因上消化道出血,患者有3個(gè)兒子,其中2個(gè)出現(xiàn)了失代償肝硬化、糖尿病、色素沉著、轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度及鐵蛋白升高,被診斷為遺傳性血色病,分別于18歲和42歲死于上消化道出血,遺傳符合常染色體顯性。SLC40A1測(cè)序發(fā)現(xiàn)先證者存在C326F,前文已述326位點(diǎn)的重要性,雖然突變氨基酸與首例美國(guó)報(bào)道不同,但臨床表現(xiàn)同樣嚴(yán)重。先證者的貧血可能是晚期并發(fā)癥。雖然出現(xiàn)貧血,但其紅細(xì)胞為大細(xì)胞性,與血色病紅細(xì)胞常見(jiàn)特征相符。本中心出現(xiàn)的2例SLC40A1突變患者為青少年發(fā)病,無(wú)貧血。

綜上,如果家族史提示常染色體顯性遺傳,必須排除該疾?。?/span>326位點(diǎn)突變臨床表現(xiàn)較重,而Y333H突變?cè)谖覈?guó)人群中的外顯率不全,是否為功能獲得型仍需要進(jìn)一步的驗(yàn)證。

1.4.2運(yùn)鐵素病-功能缺失型

1.4.2.1臨床表現(xiàn)

該型是由SLC40A1缺失型突變導(dǎo)致,遺傳方式常染色體顯性。最早報(bào)道于2001年,較2型、3型血色病常見(jiàn)。由于鐵向外運(yùn)輸受阻,鐵沉積主要分布在組織巨噬細(xì)胞中,因此該型特征為核磁共振容易出現(xiàn)“黑脾”,血清鐵、轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度低。必須注意的是,此型放血治療效果不佳,不但鐵蛋白下降緩慢,且容易并發(fā)貧血。已知的30余種致病突變,常見(jiàn)的包括A77D,該位點(diǎn)位于鐵外輸關(guān)鍵區(qū)域,鐵調(diào)素水平較高。對(duì)鐵外輸區(qū)域雜合突變鼠的觀察發(fā)現(xiàn),存在Kupffer細(xì)胞鐵過(guò)載、血清鐵蛋白升高及轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度降低現(xiàn)象。該型的臨床特點(diǎn)是在貧血的基礎(chǔ)上,出現(xiàn)鐵過(guò)量相關(guān)癥狀,對(duì)于功能缺失突變?nèi)绾纹鸬斤@性負(fù)調(diào)節(jié),繼而導(dǎo)致常染色體顯性遺傳,尚無(wú)可靠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以解釋。不過(guò),法國(guó)Rennes地區(qū)研究小組對(duì)數(shù)10個(gè)家系的觀察發(fā)現(xiàn)該型臨床外顯率受到突變位點(diǎn)、性別等協(xié)同因素的影響因人而異。

1.4.2.2中國(guó)人種

數(shù)據(jù)僅見(jiàn)1例女性病例報(bào)道,發(fā)病時(shí)48歲,診斷2型糖尿病2年,惡心、嘔吐,核磁共振顯示肝、脾鐵沉積顯著,肝穿刺顯示門管區(qū)纖維化,實(shí)質(zhì)鐵沉積,Kupffer細(xì)胞鐵沉積顯著。SLC40A1測(cè)序發(fā)現(xiàn)IVS3+10剪切位點(diǎn)雜合突變,轉(zhuǎn)錄水平下降。目前無(wú)A77D或其他功能缺失型的SLC40A1中國(guó)報(bào)道。本中心病例中目前亦沒(méi)有發(fā)現(xiàn)此類患者。

1.5無(wú)銅藍(lán)蛋白血癥

1.5.1臨床表現(xiàn)

此型由銅藍(lán)蛋白編碼基因CP功能缺失突變導(dǎo)致,較少見(jiàn),常染色體隱性方式遺傳。銅藍(lán)蛋白主要在巨噬細(xì)胞表面參與鐵代謝活動(dòng),其主要作用是將Fe2+氧化為Fe3+,隨后鐵才能與轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合完成鐵運(yùn)輸。CP有一個(gè)轉(zhuǎn)錄本主要表達(dá)在星形膠質(zhì)細(xì)胞中,表達(dá)蛋白為GPI-ceruloplasmin,該蛋白主要參與腦部的鐵外輸。最早的報(bào)道為1例日本婦女,52歲,臨床表現(xiàn)為瞼痙攣、視網(wǎng)膜退行性變以及糖尿病,由導(dǎo)致CP完全失功的框移突變?cè)斐伞?/span>該型的臨床表現(xiàn)與運(yùn)鐵素病接近,轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度低,易發(fā)生小細(xì)胞貧血,過(guò)量的鐵常沉積于包括肝臟、胰腺、脾臟在內(nèi)的內(nèi)臟器官,但也可以出現(xiàn)在腦部,而腦部鐵沉積是該罕見(jiàn)疾病的標(biāo)志性病征。因此,出現(xiàn)神經(jīng)癥狀為該型特異性,可用于與其他亞型鑒別,因此臨床要注意神經(jīng)系統(tǒng)的檢查。

1.5.2中國(guó)人種

數(shù)據(jù)目前沒(méi)有出現(xiàn)銅藍(lán)蛋白完全缺失與血色病的相關(guān)報(bào)道,該基因突變也沒(méi)有出現(xiàn)在中國(guó)血色病研究中,少數(shù)提到銅藍(lán)蛋白與鐵代謝相關(guān)的文章集中于腦部疾病。筆者的本地?cái)?shù)據(jù)中亦無(wú)CP突變,但存在血色病基因突變合并ATP7B基因突變的患者,此類患者鐵過(guò)量癥狀通常較嚴(yán)重。因此,鐵過(guò)量,轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度低,合并腦部、神經(jīng)癥狀,必須排除CP基因突變。同時(shí),考慮到肝豆?fàn)詈俗冃约膊〉陌l(fā)生率相對(duì)較高,建議同時(shí)進(jìn)行ATP7B基因的檢測(cè)。

1.6無(wú)轉(zhuǎn)鐵蛋白血癥

1.6.1臨床表現(xiàn)

罕見(jiàn),發(fā)病早,常染色體隱性方式遺傳。轉(zhuǎn)鐵蛋白編碼基因TF突變導(dǎo)致,由于高致死率,存活患者一般不會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)鐵蛋白完全缺失,因此該病又名低轉(zhuǎn)鐵蛋白血癥。較低的轉(zhuǎn)鐵蛋白直接影響紅細(xì)胞生成,導(dǎo)致小細(xì)胞低色素貧血,生長(zhǎng)發(fā)育滯后,心、肝、胰等實(shí)質(zhì)細(xì)胞鐵過(guò)載。首例報(bào)道患者為7歲女童,血漿轉(zhuǎn)鐵蛋白水平顯著降低,多臟器鐵沉積,最后充血性心衰致死。大多數(shù)病例都存在復(fù)合雜合錯(cuò)義或無(wú)義突變。由于轉(zhuǎn)鐵蛋白顯著缺乏,因此轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度較高,伴高水平的血清游離鐵。盡管系統(tǒng)已經(jīng)處在鐵超負(fù)荷狀態(tài),但仍無(wú)法滿足紅細(xì)胞對(duì)鐵的需求,鐵吸收持續(xù)增加。因此,補(bǔ)鐵或者輸血等治療不但不能治療此型的小細(xì)胞低色素貧血,反而會(huì)加重癥狀。正確的治療方案應(yīng)該包括補(bǔ)充去鐵轉(zhuǎn)鐵蛋白,同時(shí)配合鐵螯合劑的使用。

1.6.2中國(guó)人種數(shù)據(jù)

僅見(jiàn)1篇個(gè)案報(bào)道,10歲男孩,近親生育,顯著貧血,發(fā)育異常,心衰,鐵蛋白水平為2倍正常值,突變?yōu)殡s合,未行功能驗(yàn)證,家系情況不明,預(yù)后未知。因此當(dāng)臨床見(jiàn)年齡偏小,生長(zhǎng)發(fā)育受影響,貧血起病,心功能不全的鐵負(fù)荷過(guò)量患者,不能排除該型。

1.7血紅素合成通路基因-HMOX1基因

1.7.1臨床表現(xiàn)

1999年日本研究小組首先發(fā)現(xiàn),由血紅素分解酶oxygenase 1的編碼基因HMOX1異常導(dǎo)致,常染色體隱性遺傳。該酶主要表達(dá)于巨噬細(xì)胞,起到循環(huán)利用紅細(xì)胞鐵元素的作用。首例發(fā)現(xiàn)的患者是1例2歲日本兒童,其母親曾有過(guò)2次胚胎停止發(fā)育的妊娠,存活的兄弟姐妹均健康,患者表現(xiàn)為反復(fù)發(fā)熱,全身紅疹,生長(zhǎng)發(fā)育滯后,主要累及內(nèi)皮細(xì)胞,無(wú)脾,腎炎,肝大,小細(xì)胞低色素貧血顯著。血清鐵正常,AST升高明顯,ALT正常。鐵蛋白明顯增高。凝血異常。兒童期夭亡。2011年出現(xiàn)的第2例日本兒童患者癥狀相似,無(wú)脾、溶血性貧血、腎炎,同樣是常染色體隱性遺傳。

1.7.2中國(guó)人種數(shù)據(jù)

目前無(wú)報(bào)道,本中心1例HMOX1雜合突變患者,有輕微小色素貧血,全身有紅疹,轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度略低,鐵代謝正常,側(cè)面支持常染色隱性遺傳方式。建議當(dāng)同時(shí)出現(xiàn)貧血、紅斑、鐵代謝異常、內(nèi)皮受累時(shí),且排除其他病因的情況下,可以考慮該病。

1.8鐵蛋白相關(guān)血色病

鐵蛋白負(fù)責(zé)儲(chǔ)鐵,由L和H亞基組成,共24個(gè)亞基,保護(hù)核心位置的鐵元素,H亞基通過(guò)其亞鐵氧化酶活性將鐵納入核心位置;L亞基負(fù)責(zé)固定鐵。雖然2個(gè)亞基由不同的基因編碼,但調(diào)控蛋白均是鐵調(diào)節(jié)蛋白(iron regulatory protein,IRP),該蛋白結(jié)合到兩種亞基編碼基因上游的鐵響應(yīng)元件(iron-responsive element,IRE),從而控制表達(dá)。FTL編碼鐵蛋白L亞基,F(xiàn)TH1編碼鐵蛋白H亞基。

1.8.1臨床表現(xiàn)

(1)L亞基缺陷:FTL基因突變導(dǎo)致,常染色體顯性遺傳,癥狀包括遺傳性高鐵蛋白血癥,合并發(fā)病年齡較早的雙側(cè)白內(nèi)障,突變位點(diǎn)集中在上游5′UTR非編碼區(qū)或1號(hào)外顯子。此類患者的高鐵蛋白與鐵負(fù)荷過(guò)量無(wú)直接聯(lián)系,因此不能簡(jiǎn)單進(jìn)行去鐵治療。(2)H亞基缺陷:2001年,在日本家系中首次發(fā)現(xiàn)FTH1基因突變導(dǎo)致的鐵沉積中年女性患者,體檢發(fā)現(xiàn)胃癌,核磁共振發(fā)現(xiàn)肝、心、骨髓鐵沉積,鐵蛋白明顯升高,血清鐵和轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度略升高,無(wú)貧血,肝穿刺顯示肝細(xì)胞和Kupffer細(xì)胞鐵沉積明顯,脾切后脾組織鐵染顯示巨噬細(xì)胞中鐵沉積明顯;家系研究顯示呈常染色體顯性遺傳。

1.8.2中國(guó)人種數(shù)據(jù)

無(wú)相關(guān)報(bào)道。本中心患者中未檢測(cè)出L亞基基因缺陷,但檢測(cè)出H亞基基因罕見(jiàn)突變5例,其中1例為高加索人種。需要注意的是,該型的已知致病相關(guān)突變位點(diǎn)集中在編碼區(qū)上游。本中心檢出的目前意義不明的罕見(jiàn)突變均出現(xiàn)在編碼區(qū)上游,因此對(duì)鐵蛋白基因檢測(cè)時(shí),必須高度關(guān)注編碼區(qū)上游。

1.9BMP/SMAD通路基因-BMP6基因

BMP6-SMAD通路是調(diào)控鐵調(diào)素的重要胞內(nèi)信號(hào)通路,鐵通過(guò)該通路上調(diào)鐵調(diào)素基因表達(dá)。近期法國(guó)研究發(fā)現(xiàn)攜帶有影響B(tài)MP6蛋白成熟的基因突變患者,可以表現(xiàn)出癥狀較輕的血色病,遺傳方式可能是常染色體顯性遺傳,L96P雜合突變?cè)诜▏?guó)患者中出現(xiàn)頻率較高,意大利人群中另發(fā)現(xiàn)了攜帶E112Q、R257H雜合突變的患者。然而,澳大利亞學(xué)者對(duì)已知突變進(jìn)行了功能學(xué)實(shí)驗(yàn)后認(rèn)為,BMP6作為血色病致病基因依據(jù)尚不充分。

各國(guó)研究中,該基因突變相關(guān)的鐵過(guò)載臨床表現(xiàn)均較輕,缺乏特征性表現(xiàn)。國(guó)內(nèi)暫無(wú)相關(guān)基因突變致血色病報(bào)道。本中心有1例雜合編碼區(qū)突變患者,但該患者同時(shí)存在其他鐵代謝基因異常,僅以BMP6作為致病基因依據(jù)不足。

2影響外顯率的已知因素

各研究數(shù)據(jù)顯示血色病外顯率不全現(xiàn)象非常普遍。以經(jīng)典HFE舉例,C282Y純合子的高加索人群中,無(wú)臨床癥狀比例在10%~70%不等,其已知的影響因素包括臨床試驗(yàn)診斷方法、調(diào)節(jié)基因等:使用肝穿刺的研究結(jié)果外顯率很高,而使用血清生化學(xué)指標(biāo)的外顯率較低;已知影響HFE外顯率的調(diào)節(jié)基因有:HAMP、BMP2、BMP4、HJV、BMP6、TMPRSS6、CYBRD1、CP、TF、GNPAT、HP等。對(duì)于其他亞型尚無(wú)足夠研究數(shù)據(jù)支撐。

本文只列舉了鐵代謝直接相關(guān)基因,未列舉遺傳性紅細(xì)胞異常繼發(fā)的血色病,而此類疾病的發(fā)病率不低,常見(jiàn)的包括:鐮刀形紅細(xì)胞貧血癥、地中海貧血及各型影響紅細(xì)胞形態(tài)的遺傳疾病、SLC11A2基因?qū)е滦〖?xì)胞低色素性貧血伴鐵超負(fù)荷1型、STEAP3基因?qū)е滦〖?xì)胞低色素性貧血伴鐵超負(fù)荷2型等。在疑難病例中應(yīng)酌情考慮。

3小結(jié)與展望

我國(guó)的血色病致病分子譜與高加索人種存在顯著不同,外顯率、遺傳方式亦存在差異(表1);治療上,各亞型的側(cè)重點(diǎn)不同,有的亞型反而有補(bǔ)鐵的需求。因此,在排除繼發(fā)性(貧血和慢性肝病為原發(fā)?。┭『?,結(jié)合發(fā)病年齡、家族史、鐵沉積部位、疾病嚴(yán)重程度、主要伴發(fā)癥狀等,進(jìn)行基因分層診斷非常必要(圖1)。HFE2、SLC40A1是我國(guó)人群中主要的致病基因,TfR2非編碼區(qū)罕見(jiàn)突變對(duì)疾病嚴(yán)重程度的影響有限,但在北方地區(qū)可能需要考慮對(duì)TfR2編碼區(qū)進(jìn)行檢測(cè)。建議在臨床分型困難的情況下,對(duì)病例及直系家屬進(jìn)行全基因/全外顯子測(cè)序。

圖1主要基因分診導(dǎo)向圖

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