川崎病合并冠狀動(dòng)脈瘤血管結(jié)構(gòu)相關(guān)基因的研究進(jìn)展

戚慧茹 林瑤 石琳

川崎?。↘D）最早由日本Tomisaku Kawasaki醫(yī)生1967年首次報(bào)道，是急性自限性血管炎癥性疾病。目前，KD已經(jīng)被視為全世界兒童最普遍的獲得性心血管疾病病因之一，冠狀動(dòng)脈瘤（CAA）是KD最嚴(yán)重的并發(fā)癥，嚴(yán)重影響患兒的生活質(zhì)量和遠(yuǎn)期預(yù)后[1]。CAA是各種原因?qū)е鹿跔顒?dòng)脈局灶性增大超過臨近正常節(jié)段直徑1.5倍的罕見心血管疾病，冠狀動(dòng)脈管壁的破壞、薄弱以及膨出是CAA發(fā)生的病理學(xué)基礎(chǔ)[2-3]。丙種球蛋白與阿司匹林聯(lián)合使用可以一定程度上減少CAA的發(fā)生，但其具體的發(fā)病機(jī)制和治療機(jī)制仍不清楚[4]。大量研究證實(shí)免疫系統(tǒng)失衡是KD的重要病理機(jī)制，異?；罨拿庖呒?xì)胞和增多的炎癥因子構(gòu)成了KD的炎癥微環(huán)境，可能在一定程度上誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷和血管壁彈性結(jié)構(gòu)的破壞[5-7]。而不同遺傳背景的KD患兒發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)和治療反應(yīng)性各異，提示遺傳因素在KD合并CAA的發(fā)生、進(jìn)展中發(fā)揮重要作用。隨著測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，越來越多的基因被證明與KD合并CAA的發(fā)生相關(guān)，而血管結(jié)構(gòu)相關(guān)基因可以通過調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮、血管基質(zhì)以及信號(hào)通路等參與其中。

1 Ⅲ型纖維連接蛋白域蛋白1基因

Ⅲ型纖維連接蛋白域蛋白1（FNDC1）基因位于人類染色體6p25.3，編碼保守的纖維連接蛋白Ⅲ型結(jié)構(gòu)域[8]。Kim等[9]對(duì)韓國26例KD合并CAA和124例KD不合并CAA患者進(jìn)行全外顯子測(cè)序和關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)FNDC1基因多態(tài)性和CAA的發(fā)生顯著相關(guān)。Lin等[10]對(duì)我國華南地區(qū)擴(kuò)大樣本的KD合并CAA和KD不合并CAA患者進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)FNDC1基因（rs3003174）顯著增加男性和＜60月齡的KD患者合并CAA的風(fēng)險(xiǎn)。由此可見，F(xiàn)NDC1基因與KD合并CAA的發(fā)生緊密相關(guān)，可能作為KD合并CAA早期識(shí)別和干預(yù)的重要靶點(diǎn)。

FNDC1基因參與編碼的纖維連接蛋白作為重要的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，是血管壁的重要結(jié)構(gòu)蛋白，對(duì)血管壁的彈性和可塑性具有重要作用。FNDC1也被稱為G蛋白信號(hào)激活劑8，參與血管內(nèi)皮生長因子介導(dǎo)的血管生成[8]。因此，F(xiàn)NDC1基因作為重要的血管結(jié)構(gòu)基因，與KD合并CAA的發(fā)生緊密相關(guān)。此外，F(xiàn)NDC1也參與多條炎癥相關(guān)通路的激活，在KD的急性炎癥反應(yīng)中起重要作用。缺氧時(shí)，F(xiàn)NDC1基因在血管平滑肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞以及心肌細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，發(fā)生炎癥時(shí)，F(xiàn)NDC1作為G蛋白信號(hào)通路的重要成員參與誘導(dǎo)心肌細(xì)胞的凋亡[11]。FNDC1能激活鳥嘌呤核苷酸交換因子，參與淋巴細(xì)胞的趨化和肌動(dòng)蛋白的多聚化[12]。因此，F(xiàn)NDC1可能作為重要的信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白參與KD患兒體內(nèi)淋巴細(xì)胞的異常趨化。FNDC1基因多態(tài)性或者突變可能導(dǎo)致血管內(nèi)皮受損、血管壁基質(zhì)異常甚至基質(zhì)細(xì)胞異常凋亡，直接促進(jìn)KD合并CAA的發(fā)生，同時(shí)也可能影響KD患兒體內(nèi)的免疫狀態(tài)，參與相關(guān)炎癥通路的激活。

2 基質(zhì)金屬蛋白酶基因

基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）基因編碼鋅依賴性內(nèi)肽酶，可由多種細(xì)胞分泌。MMP家族包括MMP-1、2、3、8、9、12等多個(gè)成員，定位于多條染色體上[13]。張園海等[14]發(fā)現(xiàn)MMP-9基因啟動(dòng)子區(qū)的多態(tài)性與冠狀動(dòng)脈損傷有關(guān)，且有多項(xiàng)研究證實(shí)MMP-9的表達(dá)水平與KD患兒冠狀動(dòng)脈損害的嚴(yán)重程度相關(guān)，提示MMP-9可能通過破壞血管壁結(jié)構(gòu)參與冠狀動(dòng)脈損害過程。Kim等[9]對(duì)韓國地區(qū)相關(guān)樣本進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)MMP-8基因多態(tài)性與CAA的發(fā)生顯著相關(guān)。有報(bào)道指出MMP-8在難治性KD患者中高表達(dá)，提示MMP-8可能作為潛在生物標(biāo)志物識(shí)別高危的KD合并CAA患者[15]。Shimizu等[16]對(duì)111例KD合并CAA和371例KD不合并CAA患者進(jìn)行MMP-1、3、7、12、13基因分型，并將關(guān)聯(lián)性分析結(jié)果在200例KD患者獨(dú)立隊(duì)列中進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)MMP-3（rs3025058）和MMP-12（rs2276109）與CAA的發(fā)生顯著相關(guān)。Ikede等[17]對(duì)92例KD合并冠狀動(dòng)脈損傷和44例KD不合并冠狀動(dòng)脈損傷的患兒進(jìn)行基因多態(tài)性分析，發(fā)現(xiàn)MMP-13基因多態(tài)性與KD患兒合并冠狀動(dòng)脈損傷顯著相關(guān)。MMP-3、12有彈性蛋白酶活性，而MMP-13有膠原溶解活性，參與血管壁結(jié)構(gòu)的破壞以及管壁的炎癥反應(yīng)，在CAA的發(fā)生中起關(guān)鍵作用。MMP基因可能作為KD合并CAA高?；颊咴缙诤Y查和早期預(yù)防的關(guān)鍵靶點(diǎn)。

MMP家族中部分成員具有彈性蛋白溶解能力，參與破壞血管壁結(jié)構(gòu)和功能[13]。MMP與KD、白塞病等多種動(dòng)脈瘤疾病的發(fā)生緊密相關(guān)。其中MMP-9是MMP家族中與動(dòng)脈損傷關(guān)聯(lián)最為密切的成員，在KD動(dòng)物模型中，MMP-9能夠促進(jìn)血管壁彈性蛋白的降解和沉積，而阻斷MMP-9則能夠減輕冠狀動(dòng)脈管壁的炎癥損傷[18]。在KD異常活化的炎癥微環(huán)境作用下，炎癥細(xì)胞遷移至血管損傷部位并產(chǎn)生MMP。其中MMP-9能夠被中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶以及纖溶酶原激活物激活，促進(jìn)血管外基質(zhì)的降解，破壞血管壁[19]。有研究發(fā)現(xiàn)MMP-9在KD合并CAA患兒體內(nèi)顯著上調(diào)，提示其直接參與KD患兒發(fā)病和冠狀動(dòng)脈損害[20]。其他MMP家族成員也具有蛋白酶活性，其基因多態(tài)性可能以相似的機(jī)制參與KD合并CAA的發(fā)生。組織金屬蛋白酶抑制劑（TIMP）作為MMP的抑制劑，也被發(fā)現(xiàn)在KD合并CAA患兒外周血中顯著上調(diào)，其中TIMP-2啟動(dòng)子區(qū)域基因多態(tài)性與冠狀動(dòng)脈損傷相關(guān)[21]。MMP和TIMP基因失調(diào)可以反映KD患者急性期異常的血管重構(gòu)，同時(shí)也進(jìn)一步提示MMP基因及其產(chǎn)物在KD合并CAA中的作用。

3 血小板內(nèi)皮聚集受體1基因

血小板內(nèi)皮聚集受體1（PEAR1）基因定位于人類染色體1q23.1，編碼高表達(dá)于血小板和內(nèi)皮細(xì)胞的跨膜蛋白[22]。Pi等[23]對(duì)74例KD合并CAA和620例KD不合并CAA患者進(jìn)行PEAR1基因分型，發(fā)現(xiàn)rs12041331位點(diǎn)與KD合并CAA的風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)。但在與健康人群進(jìn)行比較時(shí)發(fā)現(xiàn)，該單核苷酸多態(tài)性（SNP）位點(diǎn)與KD發(fā)生無相關(guān)性。因此，PEAR1基因多態(tài)性可能作為重要的遺傳因素參與KD合并CAA的發(fā)生，但其本身并不參與KD發(fā)病。

PEAR1在血小板聚集以及新生血管生成等方面具有重要功能，廣泛參與血小板和內(nèi)皮細(xì)胞的生理及病理活動(dòng)。PEAR1與血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移和血管新生緊密相關(guān)，可以通過磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）通路影響血管內(nèi)皮細(xì)胞正常功能，從而參與多種心血管疾病的發(fā)生[24]。PEAR1還能在一定程度上影響血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移，進(jìn)而影響冠狀動(dòng)脈管壁的完整性[25]。

4 血管緊張素轉(zhuǎn)換酶和血管緊張素原基因

血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）基因定位于人類染色體17q23，編碼血管緊張素Ⅰ轉(zhuǎn)換酶。血管緊張素原（AGT）基因定位于人類染色體1q42～43，編碼的AGT主要表達(dá)于肝細(xì)胞[26]。Takeuchi等[27]對(duì)20例KD合并CAA和16例KD不合并CAA患兒的ACE基因進(jìn)行多態(tài)性分析，發(fā)現(xiàn)擁有2個(gè)Ⅰ等位基因的KD患兒更易合并CAA。而Liu等[28]對(duì)中國南方地區(qū)760例KD患兒和960例健康兒童AGT基因2個(gè)位點(diǎn)（rs699A＞G和rs5052T＞G）的多態(tài)性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)rs5052T＞G可以增加KD合并CAA的風(fēng)險(xiǎn)。

ACE和AGT基因編碼的血管緊張素Ⅰ轉(zhuǎn)換酶和AGT均是腎素-血管緊張素系統(tǒng)的重要組成部分。其中AGT經(jīng)過腎素催化生成血管緊張素Ⅰ，后者又在ACE的作用下生成血管緊張素Ⅱ，參與對(duì)血壓的調(diào)節(jié)。同時(shí)，血管緊張素Ⅱ還能刺激血管平滑肌細(xì)胞增殖并導(dǎo)致其過度肥大，可能參與KD合并CAA的發(fā)生[29]。有研究顯示AGT基因突變與血管損傷顯著相關(guān)。與持久性高血壓相似，KD也是血管損傷性疾病，而持久性高血壓與CAA的形成相關(guān)[28]。

5 轉(zhuǎn)化生長因子β信號(hào)通路相關(guān)基因

轉(zhuǎn)化生長因子βⅡ型受體（TGFBR2）基因定位于人類染色體3p24.1，編碼轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）的受體。類固醇受體共激活劑-1（SRC-1）基因定位于人類染色體2p23.3，編碼的SRC-1能夠作為人信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子（SMAD）3的轉(zhuǎn)錄共激活因子，同時(shí)促進(jìn)TGF-β介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄。其中TGFBR2、轉(zhuǎn)化生長因子βⅠ型受體（TGFBR1）、TGF-β和其下游SMAD基因編碼的蛋白共同構(gòu)成TGF-β信號(hào)通路[30]。Choi等[31]對(duì)105例KD患兒進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)研究，發(fā)現(xiàn)TGFBR2的1個(gè)SNP位點(diǎn)（rs1495592）與患兒發(fā)生冠狀動(dòng)脈損傷的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。史翠平[32]對(duì)35例KD患兒（其中14例并發(fā)冠狀動(dòng)脈損害）的TGFBR）基因多態(tài)性進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，再次確認(rèn)了rs1495592這一位點(diǎn)可能與KD患兒冠狀動(dòng)脈損傷發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。Chen等[33]對(duì)48例KD合并CAA的患兒進(jìn)行基因多態(tài)性分析，發(fā)現(xiàn)SRC-1基因的4個(gè)SNP位點(diǎn)與患兒CAA的形成相關(guān)。Shimizu等[30]對(duì)歐洲和美國的771例KD患者的轉(zhuǎn)化生長因子β2（TGFB2）、TGFBR2和SMAD3基因進(jìn)行變異分析，發(fā)現(xiàn)這3個(gè)基因均與KD合并CAA顯著相關(guān)。

TGF-β信號(hào)通路參與調(diào)節(jié)細(xì)胞生長和分化[30]，其中TGFBR2與多種動(dòng)脈瘤相關(guān)疾病的發(fā)生緊密相關(guān)，其基因突變會(huì)導(dǎo)致平滑肌細(xì)胞收縮蛋白在平滑肌細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞中表達(dá)下降，造成血管壁功能的缺陷，從而促進(jìn)動(dòng)脈瘤相關(guān)疾病的發(fā)生。如果能夠使突變的TGF-β信號(hào)通路正常傳導(dǎo)，可以在一定程度上改善平滑肌細(xì)胞收縮蛋白的降低，則可阻止動(dòng)脈瘤的發(fā)生[34]。SMAD3基因還參與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的生成，其基因多態(tài)性或基因突變除了直接影響TGF-β信號(hào)通路參與KD合并CAA的發(fā)生以外，也可能間接參與KD患者體內(nèi)異常的免疫活化過程[30]。

6 彈性蛋白基因

彈性蛋白（ELN）基因定位于人類染色體7q11.23，編碼的彈性蛋白是血管壁的重要結(jié)構(gòu)蛋白，維持血管壁的彈性[35]。Nabower等[36]報(bào)道了1例同時(shí)患有KD合并CAA和威廉斯綜合征的患兒。威廉斯綜合征是人類7號(hào)染色體部分基因缺失導(dǎo)致的遺傳病，其中明確的缺失基因有ELN基因。ELN基因異常導(dǎo)致ELN缺失，在KD的冠狀動(dòng)脈血管炎癥微環(huán)境下，更容易發(fā)生CAA。然而，目前尚無對(duì)KD患兒ELN基因多態(tài)性的系統(tǒng)研究，相關(guān)研究僅停留在蛋白水平。Lau等[37]發(fā)現(xiàn)ELN的異常降解易導(dǎo)致典型的KD血管損傷表現(xiàn)。ELN異常降解也是血管瘤的基本組織病理表現(xiàn)，且易導(dǎo)致血管壁薄弱，引起動(dòng)脈瘤性疾病中的血管重構(gòu)。但ELN基因能否成為KD合并CAA的預(yù)警信號(hào)仍待進(jìn)一步研究。

7 小結(jié)

血管結(jié)構(gòu)相關(guān)基因在KD合并CAA的發(fā)病機(jī)制中起到重要作用，目前已發(fā)現(xiàn)多個(gè)相關(guān)基因及其多態(tài)性參與CAA的發(fā)病。血管重構(gòu)是CAA發(fā)生的直接原因，而在KD的炎癥背景下，異?；罨拿庖呒?xì)胞和增多的炎癥因子促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞和血管壁結(jié)構(gòu)功能的失調(diào)。血管結(jié)構(gòu)相關(guān)基因可能通過上下游相關(guān)通路與免疫基因的相互作用，共同參與KD合并CAA的發(fā)病[38]。