ABCB4基因的相關(guān)疾病研究進(jìn)展*

張建霞，劉志峰

（南京醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院 消化科，江蘇 南京 210008）

ABCB4基因定位于染色體7q21.1，由28 個(gè)外顯子組成，總長(zhǎng)約74 kb。其中27 個(gè)序列可編碼蛋白，其啟動(dòng)子包含1 個(gè)在正常細(xì)胞內(nèi)未甲基化的CpG 島[1]。共有12 個(gè)轉(zhuǎn)錄本編碼多藥耐藥蛋白3（MDR3）。MDR3 蛋白由12 個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域和2 個(gè)核苷酸結(jié)合域組成。核苷酸結(jié)合域?yàn)榈孜锬鏉舛忍荻瓤缒まD(zhuǎn)運(yùn)提供能量，而跨膜結(jié)構(gòu)域則提供特異性結(jié)合位點(diǎn)[2]。該蛋白主要在肝細(xì)胞毛細(xì)膽管膜上高表達(dá)，將磷脂酰膽堿家族的磷脂從小管膜脂質(zhì)雙分子層的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)至外側(cè)，與膽汁鹽形成混合膠束。當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)體出現(xiàn)數(shù)量減少或功能障礙時(shí)，混合膠束形成受阻，游離的非膠束膽汁鹽累積導(dǎo)致膽汁淤積，對(duì)膽管細(xì)胞和肝細(xì)胞膜造成損傷。此外，由于膽固醇的溶解度受膽汁酸和磷脂濃度影響，所以磷脂酰膽堿轉(zhuǎn)出率下降也易導(dǎo)致肝內(nèi)外膽固醇結(jié)晶及膽結(jié)石形成。

1 ABCB4基因研究現(xiàn)狀

目前，ABCB4基因研究最多的轉(zhuǎn)錄本為NM_018849，其表達(dá)可由多種機(jī)制調(diào)控，其中公認(rèn)的是膽汁酸通過(guò)激活中樞膽汁酸傳感器法尼酯X 受體增加ABCB4表達(dá)[3]。也有研究表明貝特類(lèi)藥物可通過(guò)過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體α 上調(diào)ABCB4的表達(dá)[4]。近年來(lái)研究者已證明磷脂酰膽堿是肝受體同源物1 的內(nèi)源性配體，并在動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)肝受體同源物1 對(duì)膽汁磷脂酰膽堿的分泌有影響[5]。

根據(jù)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的運(yùn)輸、活性及穩(wěn)定性，DELAUNAY 等[6]提出ABCB4基因變異可進(jìn)行以下功能分類(lèi)：①導(dǎo)致蛋白合成缺陷的突變，如無(wú)義突變和移碼突變；②誘導(dǎo)蛋白成熟缺陷的錯(cuò)義突變；③對(duì)蛋白成熟影響微弱但影響蛋白活性的突變；④影響蛋白穩(wěn)定性的突變；⑤在本文中尚未檢測(cè)到效應(yīng)的突變。

2 相關(guān)疾病譜

近年來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)ABCB4 缺陷癥的相關(guān)疾病譜包括但不僅限于進(jìn)行性家族性肝內(nèi)膽汁淤積癥3型（progressive familial intrahepatic cholestasis type 3,PFIC3）、低磷脂相關(guān)膽石癥綜合征（low phospholipidassociated cholelithiasis syndrome,LPAC）、妊娠肝內(nèi)膽汁淤積癥（Intrahepatic cholestasis of pregnancy,ICP），其他如成人膽汁纖維化或肝硬化、藥物性肝損傷(drug-induced liver injury,DILI)、短暫性新生兒膽汁淤積癥（transient neonatal cholestasis,TNC），甚至原發(fā)性肝膽惡性腫瘤均與ABCB4基因突變相關(guān)。更有甚者，一些ABCB4 缺陷癥患者在生長(zhǎng)、發(fā)育過(guò)程中會(huì)經(jīng)歷表型重疊。

2.1 PFIC3

PFIC3 是由ABCB4雙等位基因突變引起的常染色體隱性遺傳性膽汁淤積癥，從嬰幼兒晚期至青春期均可發(fā)病。大多數(shù)病例的首發(fā)癥狀包括黃疸、瘙癢、肝脾腫大等，在青少年期可逐漸演變?yōu)楦斡不踔粮嗡ソ?，并出現(xiàn)因脂溶性維生素代謝障礙而引起的并發(fā)癥如反復(fù)鼻出血、骨軟化等。典型實(shí)驗(yàn)室檢查可見(jiàn)高結(jié)合膽紅素血癥伴丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶升高、血小板減少，與其他PFIC 不同的是PFIC3 血清谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶、膽固醇水平高于正常水平，膽汁酸水平正?；蛴休p度升高，對(duì)膽汁酸成分進(jìn)行分析可見(jiàn)磷脂顯著下降。肝組織病理切片可見(jiàn)門(mén)靜脈炎癥浸潤(rùn)、周?chē)鷮?dǎo)管增生并伴有不同程度的肝纖維化、肝巨細(xì)胞，偶見(jiàn)膽管內(nèi)膽固醇結(jié)晶和纖維閉塞性病變[7]。在導(dǎo)致蛋白截短的突變患者和少數(shù)錯(cuò)義突變患者中可觀察到MDR3 小管染色完全缺失[8]。其肝臟損傷機(jī)制可能與磷脂缺乏相關(guān)，磷脂缺乏減弱膽汁酸的去污作用，膽管細(xì)胞和肝細(xì)胞直接暴露于膽鹽中而受到損傷，同時(shí)促進(jìn)膽固醇結(jié)晶的生成，阻塞膽小管，這一機(jī)制符合組織病理學(xué)所見(jiàn)的膽管內(nèi)膽固醇結(jié)晶現(xiàn)象[9]。

2.2 LPAC

LPAC 表現(xiàn)為一類(lèi)單基因突變引起的ABCB4 缺陷癥，其特征為患者發(fā)病年齡＜40 歲，存在肝內(nèi)淤血或小結(jié)石，其一級(jí)親屬中有膽結(jié)石病史。輕度膽汁淤積、膽道疼痛、胰腺炎或膽管炎可在膽囊切除術(shù)后復(fù)發(fā)，或由妊娠、口服雌激素再次誘發(fā)[10]。超聲檢查表現(xiàn)為典型沿膽管樹(shù)的肝內(nèi)高回聲病灶，膽管造影可見(jiàn)肝內(nèi)膽管中單個(gè)或多個(gè)梭形擴(kuò)張[11]。膽汁分析示膽固醇結(jié)晶伴磷脂水平下降。其發(fā)病機(jī)制可能為磷脂分泌減少導(dǎo)致膽汁中膽固醇與磷脂比例失調(diào)、膽固醇飽和指數(shù)升高但溶解度低，增加膽固醇結(jié)晶生成。

2.3 ICP

ICP 通常出現(xiàn)在既往無(wú)肝病病史的孕婦妊娠晚期，表現(xiàn)為膽汁淤積和劇烈瘙癢，分娩后癥狀迅速消退。實(shí)驗(yàn)室檢查可見(jiàn)血清膽汁酸水平升高，尤其是膽酸，伴丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶和堿性磷酸酶水平升高[12]。結(jié)合分娩后ICP 膽汁淤積癥狀快速消退、多胎妊娠中ICP 發(fā)生率高等證據(jù)，雌性激素及其代謝產(chǎn)物被認(rèn)為在ICP 的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用。研究認(rèn)為，ABCB4的鼠同源基因MDR2可能參與了ICP 的起病[13]。

2.4 成人膽汁纖維化或肝硬化

在患有膽管纖維化或肝硬化的青少年和成人以及不明原因的無(wú)黃疸慢性膽汁淤積的成年患者中發(fā)現(xiàn)了ABCB4基因缺陷，其大多數(shù)為雜合錯(cuò)義突變和無(wú)義突變。肝臟病理顯示門(mén)脈纖維化、小管反應(yīng)和巨噬細(xì)胞炎癥[9,14-15]。

2.5 DILI

DILI 是一種獲得性肝病，表現(xiàn)為廣泛的急慢性臨床病理?yè)p害，可分為肝細(xì)胞型、膽汁淤積型和（或）混合型。有臨床研究表明，ABCB4 缺陷是發(fā)生DILI 的遺傳易感因素，如口服避孕藥、精神藥物、選擇性化療藥物、他汀類(lèi)藥物和抗生素均可能誘發(fā)[16]。

2.6 TNC

TNC 是由多種因素綜合導(dǎo)致的結(jié)果，膽汁分泌功能發(fā)育不成熟和圍生期肝臟缺血、缺氧是其重要的致病因素。TNC 發(fā)病可能由雜合ABCB4基因缺陷導(dǎo)致肝小管ATP 依賴(lài)的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)出現(xiàn)障礙，膽汁分泌暫時(shí)失代償引起[17]。

2.7 ABCB4缺陷相關(guān)腫瘤

研究表明肝膽惡性腫瘤與ABCB4基因變異相關(guān)[18]。人類(lèi)ABCB4基因缺陷的情況下致癌的潛在病理生理機(jī)制尚未闡明。然而，在MDR2基因敲除的小鼠模型中，炎癥驅(qū)動(dòng)致癌假說(shuō)有助于闡明腫瘤發(fā)生、發(fā)展的復(fù)雜過(guò)程[19]。在MDR2基因缺陷小鼠中，膽汁鹽可誘導(dǎo)小鼠出現(xiàn)肝臟炎癥和肝細(xì)胞發(fā)育不良，且在16 個(gè)月內(nèi)幾乎發(fā)生肝癌病變。類(lèi)似地，在人類(lèi)中無(wú)活性的MDR3 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白易引發(fā)膽汁鹽介導(dǎo)肝膽損傷，可伴有壞死性炎癥反應(yīng)、膽汁淤積和肝臟纖維化，細(xì)胞正常增殖周期出現(xiàn)紊亂，最終導(dǎo)致腫瘤。

3 治療

ABCB4 缺陷癥的治療可分為內(nèi)科治療和外科治療。內(nèi)科治療主要是通過(guò)藥物作用以改善臨床癥狀。第一類(lèi)為熊去氧膽酸（ursodeoxycholic acid,UDCA），其可降低膽汁鹽池的疏水性，積極改善臨床癥狀及血清學(xué)指標(biāo)，是ABCB4 缺陷癥的首選治療藥物，在錯(cuò)義突變患者中的療效較蛋白截短患者更為有效[20]。第二類(lèi)藥物為能夠克服無(wú)義突變引起翻譯停滯的藥物如氨基糖苷類(lèi)藥物，或?qū)㈠e(cuò)誤折疊的突變蛋白重新定位到小管膜上的分子伴侶藥物，如4-苯基丁酸等。GORDO-GILART 等[21]研究表明4-苯基丁酸、姜黃素對(duì)ABCB4基因的G228R、A934T 突變型有療效。此外，使用頂端鈉依賴(lài)性膽汁轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白抑制劑抑制膽汁酸攝取可能是減少膽汁鹽池的另一種方法[22]，但腹瀉常為其不良反應(yīng)，聯(lián)合法尼酯X 受體激動(dòng)劑使用療效更佳[23]。

非移植外科手術(shù)治療主要通過(guò)減少肝腸循環(huán)來(lái)改善患者癥狀，其主要術(shù)式包括膽汁外分流術(shù)和部分膽汁內(nèi)分流術(shù)，但上述術(shù)式僅能緩解癥狀、延緩病程進(jìn)展[24]。對(duì)于進(jìn)展為終末期肝病的患者而言，肝移植成為了最后一道防線[25-26]。雖然目前為止有關(guān)ABCB4 缺陷癥肝移植后的并發(fā)癥尚未有報(bào)道，但是由于缺乏足夠的供體器官、手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)高及終生免疫抑制需要等問(wèn)題，開(kāi)發(fā)新的治療方案勢(shì)在必行。

當(dāng)前，基因治療似乎是潛在的治療方法之一。腺相關(guān)病毒（adeno-associated virus,AAV）載體驅(qū)動(dòng)的隱性單基因加成療法已被采用，PASI 等[27]基于AAV 基因療法治療血友病患者的長(zhǎng)期隨訪發(fā)現(xiàn)，患者凝血因子Ⅷ活性得到恢復(fù)、出血發(fā)生率亦明顯下降。理論上這種治療方法對(duì)糾正ABCB4引起的遺傳性肝病有效，但是由于人體肝細(xì)胞重復(fù)增殖導(dǎo)致AAV 載體基因組丟失，體內(nèi)非整合基因療法無(wú)法提供終身矯正，因此對(duì)于應(yīng)用于ABCB4 缺陷癥，AAV 基因療法仍有許多局限[28]。WEI 等[29]發(fā)現(xiàn)了一種合成mRNA 療法，其課題組制備并篩選了編碼人ABCB4的化學(xué)和基因修飾的mRNA 變體，將變體包裹在脂質(zhì)納米顆粒內(nèi)注射在小鼠PFIC3 模型中，結(jié)果顯示使用hABCB4 mRNA 治療后，小鼠的MDR3 蛋白重新表達(dá)，并恢復(fù)磷脂轉(zhuǎn)運(yùn)功能，此外反復(fù)注射也有效改善了膽汁淤積小鼠的表型，這一重大發(fā)現(xiàn)為PFIC3 基因治療提供了強(qiáng)有力的臨床前證據(jù)。

4 預(yù)后

根據(jù)基因型致病性程度的不同，ABCB4 缺陷癥的預(yù)后也存在差異。JACQUEMIN 等[9]報(bào)道的31 例ABCB4 缺陷癥在后續(xù)隨訪中發(fā)現(xiàn)41%患者對(duì)UDCA 治療表現(xiàn)為完全反應(yīng)型，20%為部分反應(yīng)型，而37%為無(wú)反應(yīng)型。最終58%患者在平均年齡7.5 歲時(shí)接受了肝臟移植。

COLOMBO 等[30]對(duì)28 例自診斷ABCB4 缺陷癥起即予UDCA 口服治療的患兒進(jìn)行6～349 個(gè)月不等的隨訪發(fā)現(xiàn)，1 例患兒在5 歲時(shí)死亡，存活的患兒中37%肝臟生化指標(biāo)恢復(fù)正常，48%患兒黃疸消退但存在持續(xù)生化指標(biāo)異常及不可阻擋的肝纖維化進(jìn)展，55.5%發(fā)展為肝硬化，18.5%接受了肝移植。

5 總結(jié)

本研究團(tuán)隊(duì)在臨床工作中遇到PFIC3 患兒2例，其中1 例為14 歲女性，1 例為10 歲男性，兩患兒均以嘔血為主訴入院，影像學(xué)提示存在門(mén)靜脈高壓征象，胃鏡下可見(jiàn)食管胃底靜脈曲張，予止血、護(hù)胃、UDCA 退黃治療，完善基因檢測(cè)提示兩患兒存在ABCB4基因復(fù)合雜合突變，其中女性患兒可能存在截短蛋白的突變，已于確診后不久行肝臟移植手術(shù)；男性患兒為錯(cuò)義突變，現(xiàn)仍在隨訪中。而關(guān)于兩患兒的預(yù)后與已有文獻(xiàn)結(jié)果是否一致，仍在進(jìn)一步研究分析中。

ABCB4 缺陷癥的臨床癥狀多樣，在同一患者不同時(shí)期甚至可出現(xiàn)癥狀的延續(xù)及疊加，如未接受肝臟移植的PFIC3 女性患者可能在妊娠期間出現(xiàn)嚴(yán)重ICP。當(dāng)患者血清學(xué)檢查出現(xiàn)高谷氨酰轉(zhuǎn)移酶且膽汁分析見(jiàn)低磷脂酰膽堿時(shí)，需警惕此病，基因檢測(cè)是診斷的金標(biāo)準(zhǔn)。目前相關(guān)小鼠及多能干細(xì)胞研究模型漸成熟，新的基因療法正穩(wěn)步開(kāi)發(fā)中，若能成功用于臨床，這將為飽受基因突變折磨的患者提供更多可選擇的治療方案。