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2021403家族性高胆固醇血症(familial hypercholestero-lemia ,FH )是一种常染体(共)显性遗传病,其临床特征主要表现为低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol ,LDL-C )水平升高、皮肤和(或)腱黄瘤。研究表明,FH 易合并早发冠状动脉疾病[1]。目前,我国FH 诊断率及率均不高,且缺乏关于中国人FH 的流行病学相关研究。江苏省营养研究数据显示,人中FH 患病率为0.28%(标化后为
0.18%)[2]
。孙荻等[3]研究发现,初发心肌梗死患者中
FH 检出率为3.68%,早发心肌梗死患者中FH 检出率为7.28%。随着基因测序技术的发展,有研究认为低密度脂蛋白受体(low density lipoprotein receptor ,LDLR )、载脂蛋白-B (apolipoprotein-B ,ApoB )、前蛋白转化酶枯草溶菌素9(proprotein convertase subtil-isin/kexin type 9,PCSK9)、LDLR 衔接蛋白1(low density lipoprotein receptor adaptor protein 1,LDL-RAP1)等基因可能与FH 发病有关[4]。本文就FH 相关基因研究进展作一综述。1LDLR 基因
LDLR 基因是FH 的最主要致病基因。LDLR 基因位于人19号染体短臂,由839个氨基酸组成,
包含18个外显子和17个内含子,在胆固醇代谢调节中起重要作用[5]。近年来,关于LDLR 基因突变的报道越来越多。相关研究证实,我国FH 患者LDLR 基因突变类型有143种(包括134种位点突变和9
种基因重组)[6]
,这些变异类型包括无义、错义、同
义、启动子和剪切区域、短序列插入和缺失、大片段DNA 重组等[7]。
Wang 等[8]对156例高脂血症患者行门诊筛查,确诊FH 5例,患病率约3.2%;进一步作重测序芯片分析与Sanger 测序验证,结果显示FH 的基因突变包含纯合子FH (HoFH )1例、杂合子FH (HeFH )1例和复合杂合子3例;共鉴定出LDLR 基因中的8个突变,其中c.357delG 是一个新突变;生物信息学分析证实,c.357delG 是一种致病性突变,该突变使LDLR 的结合和内在活性分别降低了35%和49%,严重损害LDLR 的功能,进而导致高胆固醇血症。Shu 等[9]随访一个4代罹患FH 的家庭发现,在LDLR 基因的第13外显子上有一个新的插入和缺失突变(c.1885_1889delinsGATCATCAACC ),该突变与家族中的高胆固醇血症表型分开;进一步分析这一插入和缺失突变的功能,突变体LDLR 被保留在内质网中,无法通过高尔基体糖基化,无法移动至细胞膜上,使细胞膜LDLR 减少,血液中LDL-C 升高[10]。Praseetha 等[11]在细胞结构层面探讨导致FH 的3个
LDLR 基因突变的致病机制,发现这3个基因突变结构与极低密度脂蛋白受体(very low density lipoprotein receptor ,VLDLR )中的致病基因突变结构相同。与VLDLR 突变体相似,LDLR 突变体D482H 、
DOI :10.12124/j.issn.2095-3933.2021.3.2021-4334作者单位:312000绍兴第二医院医共体总院(绍兴文理学院
附属第二医院)心内科(艾兰木、刘辉);绍兴市柯桥区中医医院心
内科(陈丽娜)
通信作者:陈丽娜,E-mail :家族性高胆固醇血症相关基因
研究进展
艾兰木刘辉陈丽娜
[摘要]
家族性高胆固醇血症(FH )是一种常染体(共)显性遗传病。相关研究认为低密度脂蛋白受体(LDLR )、载脂蛋白
-B (ApoB )、前蛋白转化酶枯草溶菌素9(PCSK9)、LDLR 衔接蛋白1(LDLRAP1)等基因可能与FH 发病有关,本文就FH 相关基因研究进展作一综述。
[关键词]家族性高胆固醇血症
低密度脂蛋白受体
载脂蛋白-B
前蛋白转化酶枯草溶菌素9
低密度脂蛋白受体衔
接蛋白1
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C667F定位于内质网,但经N-糖基化谱证实D445E并不影响受体向质膜转运。另外,该突变体与内质网质量控制成分有关,且其稳定性被蛋白酶体抑制剂增强。
FH策略包括性生活方式改善、药物、脂蛋白血浆置换、肝脏移植等。药物一般在FH诊断后便应立即启动。FH患者对降脂药物的反应差异很大。Paulo等[12]研究LDLR突变类型与降脂药物反应之间的相关性发现,LDLR无效突变的患者具有以下特征:(1)基线LDL-C水平更高;(2)降脂药物后的LDL-C水平更高;(3)LDL-C 达标率更低;(4)心血管疾病发生率更高。因此,具有无效突变的FH患者即使早诊断并立即开始降脂,其心血管事件发生率依然很高。
2ApoB基因
载脂蛋白是血浆脂蛋白中的蛋白质部分,是能够结合运输血脂到机体组织进行代谢和利用的蛋白质。载脂蛋白分为A、B、C、D、E五类,ApoB是一类在相对分子质量、免疫性和代谢上均具有多态性的蛋白质,如ApoB基因缺陷可导致低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)与受体结合和转运异常,机体LDL清除能力下降,最终导致高胆固醇血症或冠心病发生[13]。ApoB基因的许多限制性片段长度具有多态性,其遗传特性及多态性多数通过限制性片段长度多态性方式进行表达,多数基因的多态性与其非编码区的序列变化相关[14]。
目前常规的FH基因诊断仅包括2个小的ApoB片段。中国最常见的ApoB基因突变是ApoB-100基因突变为R3500W,该突变导致编码的精氨酸突变为氨酸,可明显降低LDL与受体结合能力。Alves等[15]对65例LDLR、PCSK9或ApoB外显子26和29没有突变的高胆固醇血症患者的ApoB基因进行完整测序,总共
鉴定出10个推定突变。p.Arg1164Thr(第22外显子)和p.Gln4494del(第29外显子)在淋巴细胞和HepG2细胞中的内在化降低了40%,与ApoB3527非常相似。该研究强调需按常规方案研究整个ApoB,以提高心血管风险评估与识别的能力。近年来,Alves等[16]在非常规方案研究的ApoB片段中到了5种新的功能性突变。该研究在4例FH患者中发现了ApoB-100基因外显子19和26中的p.(Pro994Leu)、p.(Thr3826Met)变
异体,并对这些变异体进行体外分析,结果显示外显子26突变p.(Thr3826Met)导致LDL的结合能力和内化率降低,而外显子19的改变体现中性作用。张佳虹等[17]对一个FH家系进行全基因组外显子测序,发现该家系ApoB基因的SNP位点rs676210、rs679899、c.10094A>T和c.9937C>G均可能与血脂升高有关,但这些位点均不与疾病表型共分离。
近年来针对ApoB基因突变研发的降脂新药Mipomersen是一种反义寡核苷酸,可阻断ApoB的产生,从而导致极低密度脂蛋白(very low density lipoprotein,VLDL)、LDL水平降低[18]。目前,Mipom-ersen被美国食品药品监督管理局批准仅用于纯合子FH,其常见不良反应有注射部位反应、流感样症状和肝脏毒性等。Reeskamp等[19]通过一项随机、安慰剂对照研究来探讨Mipomersen在杂合子FH患者中的疗效和安全性,结果显示Mipomersen可有效降低杂合子FH患者(ApoB基因突变)脂蛋白水平,但200mg/次、1次/周的给药方案导致21.2%的患者因出现注射部位反应、流感样症状等最终停药。
3PCSK9基因
PCSK9基因是第3个被发现与FH有关的基因。PCSK9编码的蛋白质直接与细胞表面的LDLR 相互作用,两者一起通过网格蛋白小窝内化进入细胞,在溶酶体中进行降解,从而降低肝细胞表面LDLR水平,减少肝脏对LDL-C的清除来调节血脂代谢[20]。
目前报道的PCSK9突变类型有350个,分为失功能性突变和功能获得性突变。当前研究认为,只有功能获得性突变才能导致FH。在进行基因学诊断的FH患者中,PCSK9功能获得性突变很少见(<1%)。Huijgen等[21]通过遗传级联筛选和体外功能分析评估几种新的PCSK9变异体在FH患者队列中的功能影响,在1055例FH患者中有20例鉴定出7种新的PCSK9变异体,其中在5例患者中发现了G516V变异体(c.1547G>T),并且通过级联筛选确定了15例其他携带者。与27例非携带者相比,15例携带者的LDL-C水平更高,这证明了G516V变异体的致病性。张营等[22]分析了中国汉族人PCSK9基因5’非翻译区基因多态性,结果显示中国汉族人中PCSIO基因5’非翻译区存在rs45448095,荧光报告基因实验显示在多个细胞系
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中(293T/L02)rs45448095-T较rs45448095-C表达显著下调;对照组人中携带rs45448095-T基因多态性者LDL水平更低,且rs45448095不影响冠心病的发病风险。
4LDLRAP1基因
<1%的LDLRAP1基因变异会导致FH常染体隐性遗传[23]。LDLRAP1基因编码的蛋白通常与LDLR蛋白结合,参与LDL的内化、LDLR的循环利用或降解过程。目前LDLRAP1基因变异相关报道较少。Fahad等[24]报道1例女性FH患者的LDLR基因[c.1255T>G,p.(Y419D)]和LDLRAP1基因[c. 604_605delTCinsA,p.(S202Tfs*2)]存在双重变异。该先证者LDLR变异体是纯合的,LDLRAP1变异体是杂合的,其3个孩子属于LDLR/LDLRAP1基因变异的双重杂合子。先证者的FH病情程度更严重,而3个孩子没有任何临床表现。LDLRAP1基因的移码变异体导致截短的肽段可能会影响LDLR/LDL复合物的细胞内在化。
5小结
FH是严重的遗传代谢性疾病,患者及其近亲属具有极高的心血管事件风险且有早发的特点。近年来随着分子生物学技术的发展,FH的致病基因如LDLR、ApoB、PCSK9、LDLRAP1等相继被发现。FH基因研究为降脂“新药”研究带来了曙光。PCSK9抑制药通过抑制PCSK9与LDLR结合,阻断LDLR 的降解,从而发挥降低LDL-C水平的作用,目前已在临床实验中展现出较好的降脂效果和性价比。随着FH基因研究的不断深入,这些研究结果将有益于FH的规范诊治,减少心血管事件的发生。
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(收稿日期:2021-02-20)
(本文编辑:马雯娜)
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