复旦学报 医学版 年 月 家族性高胆固醇血症 +&'' # % #' "' &( 是一种以血浆低密脂蛋白胆固醇 '" ' "#' "'202% 升高 外周组织黄色瘤 动脉粥样硬化甚至早发冠心病为特征的遗传性疾病 自 年 7# # 在黎巴嫩发现第 例 ( 患者以来 对其致病基因的研究一直备受学者关注

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1 复旦学报 医学版 家族性高胆固醇血症 -1 致病基因的研究进展 陈 晨 综述 陆志强 审校 复旦大学附属中山医院内分泌科 上海 摘要 家族性高胆固醇血症 +&''##' "' &( 的临床特征为血总胆固醇升高 尤其是低密度脂蛋白胆固醇 '" ' "#' "'202% 升高 沉积于组织 形成皮肤或肌腱黄色瘤 导致动脉粥样硬化甚至早发冠心病 ( 的发病机制为 202 受体 202" 202, 或 - 基因突变引起 202 受体途径功能缺陷 主要为常染色体显性遗传疾患 具有基因剂量效应 部分患者为常染色体隐性遗传 机制为 202 受体衔接蛋白 202" " " 202,)* 失功能型突变 导致 202 内化活性降低 罕见的人类枯草溶菌素转化酶 "" /"' "*7 发生功能型突变也可引起严重的 ( 表型 *7 通过降解 202, 蛋白间接下调 202 受体途径 其失功能突变可致血浆 202 水平下降 因此 *7 是目前降脂药物的研究热点 关键词 家族性高胆固醇血症 ( 载脂蛋白 - 低密度脂蛋白受体 202,202 受体衔接蛋白 202,)* 人类枯草溶菌素转化酶 中图分类号, 文献标志码 -.% * *"! ## ## -1 ($ # 29#%! &$ %!!*$(! %&&''##' "' & ( #"5 / &' " ' " #' "'202% '' # #'" "+ #' "'" "# ' " "# ' &"#" 1# &""+202"- ' & ' "# ('"+ & +""# "! "+202"# 202" "# ( & ' "&'&""#!%!+" )"&' + &+( / '%+%+ "&""202" " " 202,)* # # " + "'5" +"# 202 " 202,,!%+%+ " &"" " " /"' "*7!!" "# ##' "' & &"" ""# " ' ' ( # " $ +*7 &'%!'" "# 202, "#/"'!! "+202, " '%+%+ "&""*7'" ' '&202'' 1#*7"" "! "+ # ' &! +&''##' "' & (' " -' " ' " " 202,202" " " 202,)* "" /"' " *7!"# $%&''#5##!&

2 复旦学报 医学版 年 月 家族性高胆固醇血症 +&'' # % #' "' &( 是一种以血浆低密脂蛋白胆固醇 '" ' "#' "'202% 升高 外周组织黄色瘤 动脉粥样硬化甚至早发冠心病为特征的遗传性疾病 自 年 7# # 在黎巴嫩发现第 例 ( 患者以来 对其致病基因的研究一直备受学者关注 在临床确诊的 ( 患者中 最常见的为低密度脂蛋白受体 202" 202, 基因突变 只有 4 4 为非 + + 基 因突变 杂合 ( 人群的发病率为 纯合 子为 万 心梗存活者中 杂合子频率约为 杂合患者的 202 水平可高达 &!2 比正常值高出 倍 而纯合患者的 202 水平可高达 &!2 本文对 ( 致病基因及机制作一综述 代谢及细胞缺陷 过去人们认为 ( 的病因是胆固醇过度合成 然而 人们在研究人体 202 代谢的过程中却发现 杂合 ( 患者并不存在 202 过度合成或高浓度 202 引起的代谢饱和问题 却存在 202 清除障碍 直到 年 - 和 '" 发现 202 受体从而明确 ( 真正病因 并因此获得 年的诺贝尔医学和生理学奖 ( 患者的皮肤成纤维细胞在血浆培养基中出现胆固醇合成增加及细胞下调功能受损的情况 然而 在培养基中直接加入 202 患者细胞的胆固醇合成并未受影响 而加入高纯度胆固醇 可通过单纯扩散进入细胞 后合成即减少 研究者由此推断 ( 细胞缺乏摄取血浆 202 的高亲和力受体 - 和 '" 详细描述了 202 受体途径 他们利用纯化的 202 受体蛋白和特异性抗 202 受体抗体结合明确了 ( 的突变基因 同时发现第 个导致 202, 功能缺陷的突变位点以及各类 202, 基因突变产生的不同功能影响 202, 为细胞表面糖蛋白 不成熟蛋白通过高尔基体加工 最后转运到细胞表面 与存在于细胞外液的 202 微粒内的 - 特异性结合 在 202 受体衔接蛋白 202" " " 202,)* 和网格蛋白小窝共同参与下 受体复合物内吞入细胞形成早期内涵体 再逐渐转变为晚期内涵体的过程中 受体复合物在酸性环境下发生解离 202 微粒在溶酶体内降解 受体再循环回到细胞表面 通过水解 202 核内的胆固醇酯使,$-* 一种能促使基因表达胆固醇合成酶和 202, 的转录因子 失活 从 而使聚积的游离胆固醇释放 基因突变 202, 由 个氨基酸残基组成 为含有 个功能结构域的成熟单链糖蛋白 在人类中该基因定位于染色体 长度为 / 包含 个外显子 个结构域从 端到 端分别为 配体结合结构域 表皮生长因子前体同源结构域 氧连接糖结构域 跨膜结构域 胞质尾结构域 目前有记载的 202, 突变 多达 余种 4 为单个碱基替换 研究者在编码胞质蛋白位点发现了第 个点突变 这名患者蛋白受体表型正常 但不能发挥正常的内摄作用 这一发现促进了对 * 8202, 网格蛋白介导的内摄序列 的研究 最终发现功能性突变均衡分布于整个 + + 基因 每个氨基酸置换均可产生不良突变效应 包括那些表型正常但功能缺失的序列 理想情况下 + + 突变研究应将突变基因嵌入异种细胞 使其在体外表达 并与正常效应对比 才能确定是否为功能性突变 过早形成终止密码或富半胱氨酸区内半胱氨酸残基置换常常产生 无功能蛋白质 其后果不亚于大型基因重排 而毗邻剪接点发生的碱基置换常常影响剪接 突变也可发生在剪接分支点一直到外显子上游 / 有时 远离外显子的某内含子碱基突变会暴露隐藏的剪接位点 但要证明异常剪接位点是否产生异常剪接的 &, ) 则要通过测定患者 202, &, ) 的逆转录 *, 产物来实现 家族性 ( 配体缺陷 世纪 年代中期! 等发现一些高胆固醇血症患者对 202 清除缓慢 但无杂合 ( 特征 进一步研究证实这些患者有遗传性 202 与 202, 结合缺陷 可能为 - 缺陷或 202 脂质复合物差异影响结合亲和力! 等还发现了 - 第 个突变点 )! ',: 该突变会导致 202 区域的结合缺陷 # 基因定位于染色体 相邻位点突变可造成 202, 的结合结构域的空间构象改变 与 202, 的亲和力显著降低 导致 202% 清除障碍 血浆胆固醇升高 特异性 - )! 单克隆抗体可检测该突变位点 此外 人类单核细胞骨髓瘤白血病 细胞在无血清培养基内生长依赖于 202, 途径产生的胆固醇 故 可用于检测 202, 与 202 的结合情况 欧洲人群中 - 突变较 202, 突变普遍 高胆固醇血症患者的 - 杂合突变率为 4 4 外显率非

3 陈 晨 等 家族性高胆固醇血症 ( 致病基因的研究进展 4 因而 - 突变表型没有 202, 突变严 重 研究显示 )! '- 人群的发病率为 年 研究者发现了第 个突变位点 )!1 这一突变在我国相对多见 第 个突变点为 )!)! 位点被半胱氨酸替代 起初在高胆固醇血症患者中发现 然而随后被证实其发生率在普通人群和高胆固醇血症人群间的差异无统计学意义 截至 年 全世界已经报道 - 基因的 种突变 该病有了其特征性的名 称 家族性配体载脂蛋白 - 缺陷症 常染色体隐性遗传高胆固醇血症 学者首次描述 ( 的遗传学特征时 曾提及少数家庭存在严重的隐性遗传型高胆固醇血症 随后又有一些相似病例的报道出现 现将其称为常染色体隐性遗传型高胆固醇血症 "&' ##' "' & ),( 体外培养 ),( 患者的皮肤成纤维细胞 发现 202, 功能良好 但 ),( 先证者却有纯合 ( 的特征 改用无限增殖的淋巴细胞培养 这类患者的 202, 蛋白产生正常 但存在内化缺陷 因而无法正常吸收 202 同时发现 202,)* 的隐性无效突变位点 即引起 ),( 可导致 临床纯合 ( 表型的高胆固醇血症 $ 等与 9' 等分别通过全基因组扫描及家系连锁分析 将该基因明确定位于染色体 202,)* 蛋白包括保守的磷酸化酪氨酸结合区 可结合蛋白附件和胞质区 202, 使受体和被膜小窝衔接发挥内吞作用 体外培养的皮肤成纤维细胞 202, 不受影响 提示其具有组织特异性 目前大多数 ),( 为 202,)* 突变患者 仅有极少数为复合杂合子患者 其中一种为无效基因突变 该类患者细胞内存在磷酸化酪氨酸结合区关键蛋白的缺如 ),( 多发于撒丁岛 主要等位基因有 个 其中之一是另两 个的重组产物 ),( 表型和 202, 纯合子相似 但同一 ),( 家系不同个体可有不同表型 并且较 202, 突变患者血 1 和 202% 水平稍低 (02% 稍高 无论是否辅以 202 血浆置换治疗 其对降脂药物的反应均较 202, 纯合 ( 患者敏感 因而 ),( 患者中冠心病的发病可相对延迟 目前报道病例的冠心病均发生于 岁之后 而 ( 纯合患者中超过 4 的 个体在 岁之前已发展为冠心病!"4 基因突变 / 基因位于染色体 长 / 含 个外显子 全称为前蛋 白转化酶枯草溶菌素 " " /"' "/ 基因 属于前蛋白转化酶 "" * 家族 由信号肽 前结构域 催化结构域和羧基末端结构域组成 / 基因编码 个氨基酸的糖蛋白 称为神经凋亡调节转化酶 '"!'" " 主要功能为调节 202,*7 前体自我裂解后可与 202, 结合 使 202, 不能完成循环通路返回肝细胞表面 而是在肝细胞溶酶体内降解 / 是一个固醇调节基因 其突变类型可分为两类 即致 202 升高的功能获得性突变和致 202 降低的功能失去性突变 分别导致高胆固醇血症及低胆固醇血症 / 失功能性突变导致肝细胞 202, 增多 血液中 202 摄取 降解增加 进而引起低胆固醇血症 主要突变形式有, 2,,8 ;2)1: $ 和 ; 年 (// 曾报道 4 的美国黑人是杂合型 / 失功能型突变 包括 8 ; 和 ; 失功能性突变可导致 *7 蛋白自我裂解和分泌障碍 使得 202% 降低 44 功能获得性突变可导致 202, 减少 间接下调 202 受体途径 上调 202% 导致高胆固醇血症 主要突变形式有,0 2, 0 8, 3(, 和 $ 研究发现杂合 0 突变患者是临床表型中最严重的突变类型 特点为重症难治性高胆固醇血症 早发冠心病及轻度高三酰甘油血症 致病机制可能是 *7 蛋白结构异常 不能很好地与 202, 结合 导致 202, 降解增强 通过转基因小鼠肝细胞表达人 0 8*7 蛋白 发现小鼠的三酰甘油和 - 分泌均增加 另有研究显示血浆 *7 与三酰甘油水平有关 但在人体中解释这一结果需慎重 因人体 *7 昼夜变化明显 与三酰甘油水平的不一 致性 需要更多研究来明确机制 当前他汀类药物是最常用的降 202% 药物 年 0/ 等发现他汀类药物可上调 *7 &, ) 的表达 研究显示 他汀类药物可增加转录因子固醇调节元件结合蛋白,$-*% 的活动,$-*% 可同时促进 + + 基因及 / 的表达 从而影响了他汀类药物的疗效 有研究显示 贝特类药物可将 *7 水平提高 4 依泽替米贝也会升高 *7 的水平 故 *7 抑制剂的研制已成为目前制已药业的研究热点 主要研究方法

4 复旦学报 医学版 年 月 有 *7 &, ) 敲除 被动免疫 *7 前体酶原抑制剂 改变 *7 与 202, 结合区域结构 主要是 *7 的 末端膜连蛋白 ))) 区域 其他基因 尽管目前突变检测技术发达 但仍有很多临床诊断为 ( 的患者检测不到任何突变位点 由此推测存在其他罕见的突变位点 曾有报道一独立家系中发现隐性突变位点 8*) 负责编码肝脏胆固醇代谢第 步的催化酶 但此后再无相 关报道 有报道 ( 患者中发现,$-*% 和 )* 等调节蛋白的突变 但尚无有力证据证明这 些突变可导致 ( 表型 检测 -1 突变基因的临床意义表型多态性 ( 患者临床表型多变 早期观点认为这是由 202, 残余活性水平不同和特异的 202, 突变基因造成的 如成人纯合 ( 患者仍有残存 202, 功能 症状也较未检测出 202, 活性的患者轻 然而这一观点无法解释携带无效基因的杂合 ( 儿童较 202, 缺失儿童有更高的 202% 水平和更严重的颈动脉内膜增厚程度 此外 具有 -)! ' 相同突变位点的患者临床表型多样化 / 错义突变可引起不同个体完全不同的血浆 202% 水平 降脂治疗效果 ( 患者多使用降脂药物 他汀类药物及依折麦布 控制高胆固醇血症 但在不同患者中的疗效差异很大 过去认为患者 202, 突变类型决定了疗效 其实并非如此 相同突变位点疗效不尽相同 不同突变位点疗效更加不同 例如 无论是单独还是联合运用降脂药物 对 ),( 患者的疗效均比对 202, 杂合 ( 患者显著 0 8 突变家系需要大剂量的降脂药物联合治疗才能达到显著的降胆固醇效果 而性别相同的 ),( 患者中降脂疗效也可显著不同 小结 阐述 ( 患者各种基因缺陷有利于了解 202 受体途径在脂质代谢中的意义以及一些罕见基因的作用 而 / 基因的发现再次揭示了维持低 202% 水平对降低冠心病发病率的重要性 并开拓了一条新的降脂治疗之路 参 考 文 献 *'!,7 * ' * & ##' "' &!" ""& "++ &!&- ( $ ( % 1! 3 0 )31# &'' /++&''##' "' &"# "#' * " )7 &,* #& +!" ++&''##' "' & %$ ( %' $ 柴晓文 家族性高胆固醇血症 中国现代医生 2!# $" )(3#"',) " ' +"# " '! 2' " ' " " +&'' ##' "' & "% / * *" )& ' & - +" 0 ) " &""" +)'% "%#&+"# 202 "!++&''##' "' & * 3 // *" '00 #' "" "'!/# "" +"# ' " ' " 202%"! &"" "#" " &, ) '! " " "# +&'' ##' "' & && ' & #& * '! 2 (( + /!+'" ' " "" + & &" ##' "' & ( " 123! /7() '7 &'' +" ' " -%' " ' " "#/ &'" /! % % $ % 王绿娅 蔺洁 刘舒 家族性高胆固醇血症样表型遗传异质性的分子基础 遗传学报 "! (&") ' 2" ' "!"#+' '& "# " "& "# " /! + ' " ' "+$ " - &'' +" ' " -% '! & & "# +&'' ##' "' & % /',( > ). ' " -% &"" ' " & "/'& "#% ' 1 /.!(),'+ ( ) " + &"" "# ' " -! "# # % #' "' &"# + # & #" &! ' $ *'!,7 * ' * &##' % "' &!" ""& "++ &! &- ( $ ( %1 $ $, &,*- + #&5!" &!" "+! # && /! +"!"#""&'%

5 陈 晨 等 家族性高胆固醇血症 ( 致病基因的研究进展 #&5! ##' "' & " '" +&' * 9' )!) #"5"+ + & + #" ##' "' &+&'' ##' "' &% 1. 3 %# ) 9' 3'7)"&' ##' "' & "' &"" ),( ' '&''!" '+ % * "2 '/ ** )"&' ##' "' & ),(#&5! +&''##' "' & ( # " &% % 李文龙 裴卫东 人类枯草溶菌素转化酶 基因影响胆固醇代谢的研究进展 基础医学与临床 #-. " 3#& 21# " " " ' "%!'" " ), '! "' + "" % % $ % &(' 2,# & 1 $+" + &"""# *7!"# ' " * ' #-' $ ' 1( " *7' 202 ""!" #" &! ' $ ('&0, # 3, '"+ *7 &"" " & ' % " ' " #' "' #'# '"# + & 1# -!'(" " $ " 5 (// " 3#"',)1# *7!, 2 " " "#' '&' '' ' # '"# 7 & % )// 7 # *2".# 0*" " /"' "*7! + " +'! %'"# '"+, -'' 0)1 / )1# '' " +!+"# " % "" *7 " "# 202, 1 % (&)0 # '""+ " #"5" + " %" *7 &"" ""#+&''##' "' & # "+ & 9 ' "#)+ % 5* * " * 7! 5 27 $ ' '5"+*7 "# " ' # % # " )7 " ' + *7 ' & "/'& *, +$ 7,1 " :$+" + "' / 202% %'!! *7 & ' "+ "# "! " + 202% %'!! " +$ *'!,$!' (& #' "' '#%#' 8*) + # # % #' "' & # " ( '*85), "+ "+&"""#!!"'!'" ' & "/! ",$-*%##' "' & /." ' $ 0 ", / )$5 1# " &/+"+,$-*%)*+ &"# " '+ '&' &! +&'' ##' " % ' & " " % 收稿日期 编辑 张秀峰

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