Fabry病生物標(biāo)志物研究進(jìn)展

歐陽彥 綜述 陳 楠 審校

Fabry病是一種遺傳性代謝疾病，按臨床表現(xiàn)分為三型，即經(jīng)典型、腎臟型及心臟型(以遲發(fā)的腎臟病變或心臟病變?yōu)橹?。既往文獻(xiàn)報(bào)道該病罕見，發(fā)病率 1/476 000～1/117 000［1，2］。隨著近年來診斷手段的提高及篩查的推廣，越來越多的流行病學(xué)數(shù)據(jù)顯示該病實(shí)際患病率可能遠(yuǎn)高于已有報(bào)道，如Spada等［3］報(bào)道的新生兒篩查顯示患病率約為1/3 100，Hwu等［4］篩查了近172 000例新生兒發(fā)現(xiàn)，男性Fabry病患病率接近1/1 250。本文在總結(jié)現(xiàn)有診斷方法的基礎(chǔ)上，關(guān)注目前生物標(biāo)志物作為篩查性診斷方法的研究進(jìn)展，以便早期診斷、癥前診斷，從而早期干預(yù)。

診斷方法

1898年，Andeson［5］和Fabry［6］分別報(bào)道了Fabry病的特征性皮膚表現(xiàn)(血管角質(zhì)瘤等)，臨床醫(yī)師以此確立診斷。但因其臨床表現(xiàn)的多樣性和非特異性，使診斷平均延誤15年左右［7］。隨著對Fabry病認(rèn)識的深入，1963 年，Sweeley等［8］提出在溶酶體內(nèi)神經(jīng)鞘脂類物質(zhì)沉積導(dǎo)致的微血管病變是其早期病理表現(xiàn)，從而開始了病理診斷方法的探索?；颊吣I臟、皮膚、心肌等組織中可見特征性神經(jīng)酰胺三己糖苷(Gb3)小體(髓鞘樣結(jié)構(gòu)的致密嗜鋨板層小體，其致密層有明暗帶相間的超微結(jié)構(gòu)特征體)，可用來明確診斷，但因其有創(chuàng)性不易推廣。1967年，Brady等［9］首先提出Fabry病患者血中α半乳糖苷酶 A(α-Gal A)活性降低;1973 年，Desnick等［1］首創(chuàng)測定α-Gal A活性的診斷方法，送檢樣本有皮膚成纖維細(xì)胞、外周血粒細(xì)胞、血漿等。由于男性半合子患者酶活性不足正常人的10%，故酶法被視為男性患者確診的“金標(biāo)準(zhǔn)”。隨后，Chamoles等［2］在其基礎(chǔ)上創(chuàng)立干紙片法，制成3 mm大小的圓形干紙片(含血樣約3.6μl)，此法因其簡便快速所以易于推廣篩查。目前，我國已開展干紙片法對高危人群的篩查［10］。2005 年，Linthorst等［11］提出 1/3 女性雜合子患者中，因GLA基因上的特殊突變(如發(fā)生N215S突變)，其α-Gal A活性測定常在正常范圍，該法可能造成漏診。Bishop等［12］和 Kornreich等［13］先后在1986年和1989年公布GLA基因的編碼DNA和染色體DNA序列(基因庫X14448)后，鋪平了基因診斷的道路。目前，可應(yīng)用PCR技術(shù)、PCR熒光單鏈構(gòu)象多態(tài)性分析和變性高效液相色譜法進(jìn)行突變位點(diǎn)篩查，可用于女性雜合子患者的診斷。迄今已發(fā)現(xiàn)500多種GLA基因突變(大部分為錯(cuò)義突變，少數(shù)為無義突變和插入突變等)，但其存在檢測耗時(shí)較長及對檢測技術(shù)要求較高的缺陷。

所以，目前最迫切需求尋找無創(chuàng)、可靠、易測的生物標(biāo)志物來快速診斷并評估Fabry病患者的病情。

生物診斷標(biāo)志物

生物標(biāo)志物作為一種可分析物，能提示某特殊疾病存在與臨床表現(xiàn)相關(guān)的生物過程。它是在體液(如血漿或尿液)中可測得的物質(zhì)，包括單一代謝產(chǎn)物、復(fù)雜蛋白質(zhì)和聚核苷酸等。其潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值在于提高疾病診斷率、監(jiān)測疾病進(jìn)展、評估及調(diào)整治療。繼成功發(fā)現(xiàn)Gaucher病特異生物標(biāo)志物殼丙糖酶后，學(xué)者們開始聚焦于尋找Fabry病相應(yīng)的生物標(biāo)志物。既往有報(bào)道男性Fabry病患者血漿殼丙糖酶升高，但女性雜合子患者無顯著升高［14］。

血漿Gb3由Fabry病的發(fā)病機(jī)制可知，Gb3是一種中性糖脂，由三己糖苷與N-酰基鞘氨醇共價(jià)結(jié)合而成，已有報(bào)道證明Gb3是Fabry病患者病變組織中的主要沉積物，2002年Mills等［15］和Boscaro等［16］先后報(bào)道通過串聯(lián)質(zhì)譜定量分析血漿Gb3的方法。2007年，Vedder等［17］提出檢測血漿 Gb3可作為Fabry病的一項(xiàng)生化診斷指標(biāo)，其缺點(diǎn)是費(fèi)時(shí)，且正常范圍內(nèi)女性血漿Gb3濃度普遍低于男性。

尿液Gb31969年，Philippart等［18］在正常人尿沉渣中發(fā)現(xiàn)少量三己糖(基)神經(jīng)酰胺和二己糖(基)神經(jīng)酰胺，并證實(shí)在Fabry病患者尿沉渣中濃度顯著增加。2005年，Kitagawa等［19］改進(jìn)了 Mill等的方法，用串聯(lián)質(zhì)譜法證實(shí)經(jīng)典型及腎臟型患者的尿液中Gb3總濃度明顯高于正常對照組，即尿液Gb3測定對這兩型的敏感度較高。同年，F(xiàn)auler等［20］也通過高通量質(zhì)譜檢測證實(shí)，女性Fabry病患者尿液Gb3濃度超過正常值數(shù)倍，且男性Fabry病患者升高更明顯。2011年，Paschke等［21］證實(shí)尿液Gb3總量和Gb3亞型可用于診斷女性Fabry病患者。上述研究均提示尿液Gb3是診斷女性雜合子患者相對有效的方法，可靠性優(yōu)于酶法。

但有報(bào)道部分心臟型患者和(或)GLA基因特殊突變類型(如Asn215Ser)患者尿液Gb3濃度不高，且用其監(jiān)測Fabry病病情進(jìn)展的價(jià)值仍待商榷。已有多項(xiàng)研究顯示血、尿Gb3不能較好地反映Fabry病的臨床表現(xiàn)和預(yù)后［17，23，24］。如Vedder等［17］的一項(xiàng)隊(duì)列研究顯示，F(xiàn)abry病患者血漿或尿液Gb3升高的水平與疾病的整體嚴(yán)重程度或Fabry病相關(guān)的特征性臨床癥狀不相關(guān)，表明尿液Gb3能用于疾病診斷，但不是反映Fabry病進(jìn)展的敏感指標(biāo)。

雖然已明確Gb3積累是Fabry病出現(xiàn)臨床癥狀的必備條件，但研究發(fā)現(xiàn)除了Gb3還有其他致病因素。早在1990年，Popli等［22］發(fā)現(xiàn)一例半合子Fabry病患者胎盤Gb3濃度顯著升高。2007年，Vedder等［23］指出在脂質(zhì)沉積數(shù)年后才初發(fā)臨床并發(fā)癥。Gb3的早期堆積和臨床癥狀遲發(fā)的分離的現(xiàn)象同樣見于破壞GLA基因后的小鼠。這些現(xiàn)象均表明Gb3積聚不會立即致病。Barbey等［24］研究發(fā)現(xiàn)，有癥狀的Fabry病患者血漿中存在一種不明確物質(zhì)，能刺激血管平滑肌細(xì)胞和心肌細(xì)胞在體外增生。這種物質(zhì)可能是誘發(fā)Fabry病患者左心室肥厚及血管內(nèi)膜中層增厚的因素。

血、尿球形三脂酰基鞘鞍醇(lyso-Gb3) 上述令人費(fèi)解的發(fā)現(xiàn)促使研究者復(fù)查Fabry病患者的Gb3及其代謝產(chǎn)物。2008年，Aerts等［25］在研究中首次發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)abry病患者血漿lyso-Gb3濃度顯著增加。lyso-Gb3是脫乙?；腉b3，是一種含有極性糖基的陽離子親水脂化合物，相對親水性，易溶于水。研究結(jié)果表明Lyso-Gb3在血漿中的濃度超過Gb3不止一個(gè)量級。在有癥狀的女性Fabry病患者，當(dāng)Gb3濃度在正常范圍高值時(shí)，lyso-Gb3水平已明顯增加。因此，血漿lyso-Gb3可作為一個(gè)Fabry病的診斷工具，尤其是女性患者。

研究發(fā)現(xiàn)血漿lyso-Gb3濃度和Fabry病臨床表現(xiàn)之間具有一定聯(lián)系，長時(shí)間暴露在高濃度lyso-Gb3下會對機(jī)體產(chǎn)生不利影響。有臨床癥狀的Fabry病患者血漿中的lyso-Gb3能夠促進(jìn)Gb3在培養(yǎng)的細(xì)胞中積蓄，但其確切機(jī)制尚不清楚。Aerts等［25］發(fā)現(xiàn)lyso-Gb3能誘導(dǎo)平滑肌細(xì)胞在體外增生，可能與Fabry病的血管內(nèi)膜中層增厚和心肌肥厚有關(guān)。2010 年，Sanchez-Ni?o等［26］提出 lyso-Gb3 可促進(jìn)轉(zhuǎn)化生長因子β1(TGF-β1)釋放和巨噬細(xì)胞抑制因子受體(CD74)表達(dá)，從而導(dǎo)致Fabry病的腎小球病變。這些發(fā)現(xiàn)表明，lyso-Gb3在Fabry病的發(fā)病機(jī)制中有著致病作用。同年，Rombach等［27］研究認(rèn)為lyso-Gb3是男性Fabry病患者腦血管白質(zhì)病變進(jìn)展的一個(gè)獨(dú)立危險(xiǎn)因素，并發(fā)現(xiàn)女性患者血漿lyso-Gb3濃度與疾病嚴(yán)重程度有關(guān)?？紤]到lyso-Gb3可作為Fabry病的生物標(biāo)志物，人們現(xiàn)致力于通過監(jiān)測lyso-Gb3來觀察酶替代療法(ERT)的療效，Togawa等［28］研究證實(shí) Fabry病患者血漿lyso-Gb3濃度較基線值明顯升高，且ERT治療后其濃度較血Gb3下降的更明顯。

lyso-Gb3的發(fā)現(xiàn)是Fabry病研究的一個(gè)驚喜。水溶性鞘糖脂可以自由出入細(xì)胞，并全身分布。血漿lyso-Gb3增加可作為女性雜合子患者的輔助診斷工具。而Auray-Blais等［29］報(bào)道尿lyso-Gb3或許也是一個(gè)潛在的生物標(biāo)志物，但目前尚未見進(jìn)一步相關(guān)報(bào)道。

1磷酸鞘氨醇(S1P)S1P是由鞘脂類骨架主鏈鞘氨醇衍生而來的神經(jīng)鞘脂類化合物，是細(xì)胞膜鞘磷脂代謝的中間產(chǎn)物，血小板激活時(shí)也可釋放產(chǎn)生。1973年，Stoffel等［30］對其合成和分解的酶學(xué)過程進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，S1P參與調(diào)節(jié)許多重要細(xì)胞進(jìn)程，是一個(gè)重要的脂類信號分子。已有文獻(xiàn)證明其作為細(xì)胞外配體與其相應(yīng)受體(S1PRs，一類與多種G蛋白相耦聯(lián)的受體)結(jié)合，調(diào)節(jié)細(xì)胞增生、分化、凋亡和遷移等。Pyne等［31］及 Spiegel等［32］先后提出 S1P作為細(xì)胞內(nèi)第二信使來調(diào)節(jié)鈣離子動態(tài)平衡，而血管、心肌組織中存在對S1P敏感的S1P受體(S1P1、S1P3、S1P5)，已有體外研究證實(shí)S1P通過大量信號傳導(dǎo)途徑促進(jìn)血管平滑肌增生，故被認(rèn)為是與心血管重塑相關(guān)的一個(gè)活躍的促發(fā)育生物學(xué)因素。而心臟型Fabry病患者心臟損害以左心室肥厚多見，故研究者們逐漸關(guān)注其對Fabry病的診斷特異性。2010年，Brakch等［33］提出在Fabry病患者中男性患者血漿S1P水平較健康對照組顯著升高。此外，在Fabry病患者發(fā)現(xiàn)血漿S1P與左室射血分?jǐn)?shù)具有很強(qiáng)的相關(guān)性，且與頸動脈內(nèi)膜中層厚度(IMT)升高有關(guān)。因此S1P將為Fabry病的生物學(xué)標(biāo)志物診斷提供新方向。

尿調(diào)節(jié)素測定 尿調(diào)節(jié)素(UMOD)又稱Tamm-Horsfall蛋白(THP)是一種尿黏蛋白，其編碼基因位于16號染色體短臂p11-p13，具有腎小管上皮保護(hù)和免疫調(diào)節(jié)功能。2002年，Branton等［34］報(bào)道Fabry病患者UMOD排泄減少，通過對受累腎臟的免疫組化分析發(fā)現(xiàn)，UMOD異常局限在髓袢升支粗段及遠(yuǎn)曲小管，且UMOD表達(dá)與Gb3儲積程度成反比。2008 年，Vylet'al等［35］提出，UMOD 可能作為 Fabry病患者腎臟病變的生物標(biāo)記物。

小結(jié):近年來國內(nèi)對Fabry病診斷認(rèn)識不斷提高，但仍與國際先進(jìn)水平存在很大差距，導(dǎo)致發(fā)病率被明顯低估，且漏診和誤診病例多。因此，我們在完善現(xiàn)有診斷體系的同時(shí)，應(yīng)啟動新生兒及高危人群篩查，開展早期診斷、癥前診斷，從而達(dá)到早期治療及干預(yù)的目的。

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