ABCB11基因在膽石病中的作用及其研究進展①

呂震，俞淵，唐乾利，王宇

（1.廣西中醫(yī)藥大學，廣西 南寧 530001；2.廣西中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院，廣西 南寧 530023；3.右江民族醫(yī)學院，廣西 百色 533000）

膽石病是外科的常見病，是肝系組織內(nèi)出現(xiàn)泥沙樣甚至類似石頭樣的物質(zhì)，致使膽道梗阻、感染而出現(xiàn)一系列的臨床表現(xiàn)和體征的病變，給病人帶來極大的痛苦［1］。在西方國家白人中，膽石病的發(fā)病率為10%～15%，而發(fā)展中國家膽石病的發(fā)病率可高達60%～70%［2］，我國膽石病平均發(fā)病率為10%［3］。ATP結(jié)合盒亞B族成員11（ATP binding cassette，sub－familly B member 11，ABCB11）基因表達參與膽小管側(cè)膜膽汁酸的分泌，也是膽汁淤積及膽石病的重要影響因素，對研究膽石病的發(fā)生機制有重要的意義。本文主要描述近年來關(guān)于ABCB11 基因及其蛋白的研究報道，為今后臨床治療在用藥作用靶點上提供相關(guān)理論支持。

1 ABCB11基因的一般特征

ABCB11基因位于人類第二條染色體長臂上2q24－31，其表達的蛋白稱為ABCB11蛋白，也稱膽汁鹽輸出泵BSEP（bile salt export pump）［4］。早在1995年，Childs發(fā)現(xiàn)了ABCB11基因是SPGP（sister P－glycoprotein）的一員，同時獲得了大鼠及小鼠的BSEP全長cDNA［5］，隨后，人類ABCB11 基因序列也被發(fā)現(xiàn)，且人類BSEP基因與小鼠BSEP 基因證實具有同源性。ABCB11基因歸屬ATP 結(jié)合盒（ATP－binding cassette，ABC）轉(zhuǎn)運蛋白家族，主要在肝臟組織中細胞編碼表達，其兩個跨膜結(jié)構(gòu)域（TMD）和兩個核苷酸結(jié)構(gòu)域（NBD）可構(gòu)成經(jīng)典的ABC 轉(zhuǎn)運蛋白。但是不同的ABC轉(zhuǎn)運蛋白的結(jié)構(gòu)域因基因的不同而不同，其核苷酸序列可達30%～50%相同率［6］。

ABCB11是肝內(nèi)特殊糖蛋白，肝膽管細胞通過消耗ATP，將肝細胞中的膽鹽分泌到毛細膽管形成膽汁，在這一過程中BSEP 發(fā)揮著至關(guān)重要的作用［4，7－8］。ABCB11基因的編碼表達高度受到法尼醇X 受體（farnesoid X receptor，F(xiàn)XR）和類視黃醇X 受體α－異二聚體（RXR）調(diào)節(jié)，F(xiàn)XR 是膽汁酸調(diào)節(jié)的重要轉(zhuǎn)錄因子，膽汁酸的合成及轉(zhuǎn)運均受其調(diào)控。BSEP被招募到肝細胞內(nèi)囊泡頂膜與具有cAMP 和調(diào)控PI3K 信號依賴的通路結(jié)合，從而降低細胞內(nèi)滲透壓導致肝細胞腫脹及膽汁酸的分泌［9］。BSEP 主要參與輸送單價膽鹽，包括初級膽鹽的膽酸（CA）和鵝脫氧膽酸（CDCA），次級膽汁酸鹽脫氧膽酸（DCA）及熊去氧膽酸（UDCA）等［10］。

2 ABCB11基因與膽汁改變

2.1 ABCB11基因表達異常形成膽汁淤積 BSEP基因的改變會直接影響其蛋白表達和功能，并與多種淤膽型肝膽疾病有聯(lián)系。人類基因組測序發(fā)現(xiàn)ABCB11基因的表達異常引起的家族性肝內(nèi)膽汁淤積，其通常發(fā)生在嬰兒期，我們稱之為進行性家族性肝內(nèi)膽汁淤積癥Ⅱ型（PFIC2），這是一種常染色體隱形遺傳疾病。這一發(fā)現(xiàn)證實了BSEP被確定為膽汁鹽依賴膽汁流動的決定因素，ABCB11的額外突變和多態(tài)性被發(fā)現(xiàn)后，也證實了ABCB11基因顯著改變會導致BSEP的功能改變進而導致肝臟疾病，這一系列從輕微到嚴重的病變逐步形成了膽汁淤積稱為BSEP缺陷綜合征［11－12］。國內(nèi)相關(guān)學者也提出以低谷氨酸轉(zhuǎn)肽酶（GGT）為特征的PFIC2 各型臨床病變與肝細胞ABCB11 和ATP8B1的基因改變相關(guān)［13］。與PFIC2 相類似的一個病變叫良性復發(fā)性肝內(nèi)膽汁淤積（BRIC2），此病變的病情稍穩(wěn)定，也是常染色體隱形遺傳病變，可發(fā)生在任何年齡段，主要臨床表現(xiàn)是黃疸和瘙癢反復發(fā)作，病程可持續(xù)數(shù)周，可自行緩解，但病情嚴重后可發(fā)展為PFIC2［11］。同時有學者也提出以低谷氨酸轉(zhuǎn)肽酶（GGT）為特征的PFIC2各型臨床病變與肝細胞ABCB11和ATP8B1的基因改變相關(guān)［13］。據(jù)報道，臨床上還有其他類型的膽汁淤積癥，比如妊娠期內(nèi)膽汁淤積癥與ABCB11基因表達的改變也密切相關(guān)，提示妊娠期這一獲得性生理因素可能會抑制BSEP的功能而造成膽汁淤積［14］。

2.2 膽汁淤積改變是形成膽石的重要因素 眾所周知膽汁的淤積后使得膽鹽不能及時進入腸肛循環(huán)，膽汁膽鹽濃度下降，影響微粒膠的形成，有利于膽固醇的成核、析出，從而導致膽固醇結(jié)晶形成結(jié)石。實驗證明膽汁分泌是在肝細胞和膽管細胞完成的，而膽固醇結(jié)石及膽色素結(jié)石患者的膽汁含有的膽汁酸量明顯低于正常人［15］。早有學者利用肝細胞在體外培養(yǎng)的方法，觀察大鼠肝膽管結(jié)石模型膽汁的分泌情況，發(fā)現(xiàn)大鼠膽汁中的膽汁酸含量有所下降，且出現(xiàn)了較高濃度的膽紅素（UCB），這提示膽汁鹽輸出泵的改變引起膽汁淤積帶來膽汁酸比例變化，這種比例改變原膽汁具有形成膽結(jié)石的趨勢。Satoko等［16］研究發(fā)現(xiàn)ABCB11基因在膽汁酸的形成和膽汁酸的代謝中扮演著至關(guān)重要的角色，且其受到FXR 基因的調(diào)控，一旦FXR 的改變也會造成膽汁淤積及膽汁酸的變化，其中膽鹽比例的改變會降低膽固醇的溶解而導致膽固醇析出沉淀，這就是膽囊結(jié)石形成的重要危險因素?？梢钥闯鯝BCB11基因的改變而引起肝內(nèi)膽管膽汁淤積勢必會膽汁酸成分的變化，因此為膽囊結(jié)石形成有利條件。

3 ABCB11基因改變也是膽石形成的直接因素

早在1995 年就有報道小鼠的致石基因－Lith 1定位在小鼠2 號染色體上，其遺傳標記D2mit44 的LOD（Log odds score）值是4.6，該基因片段與膽石病有關(guān)聯(lián)的候選基因有可能包括BSEP 基因。BESP 基因改變使得肝臟分泌膽汁酸和膽鹽減少，與此同時，膽汁酸內(nèi)的膽固醇含量會增高7倍，這種改變使得膽汁膽固醇飽和度提高并易到達成石狀態(tài)。Anne等［17］發(fā)現(xiàn)膽汁鹽輸出泵基因ABCB11基因映射到Lith1位點上，并且在實驗過程中讓小鼠BSEP 過表達后發(fā)現(xiàn)小鼠膽固醇吸收增加及膽汁中膽固醇結(jié)晶增多，導致膽囊膽固醇結(jié)石的概率大大增加，這項研究強烈支持ABCB11是致石基因。ABCB11蛋白主要作用就是參與分泌膽汁，但小鼠高表達后促進食源性肥胖和高膽固醇血癥的形成，因為增加了疏水性膽汁酸的腸內(nèi)膽固醇吸收并增加腸內(nèi)脂肪的吸收，因此在這ABCB11基因超表達一系列的表達過程中為膽囊膽固醇結(jié)石加速形成創(chuàng)造了基礎(chǔ)［17－19］。科學家在給C57L 小鼠喂高膽固醇飲食和研究肝細胞小管膜上的BSEP 與PKCα和HAX－1的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)膽固醇結(jié)石的形成與BSEP的表達下調(diào)有關(guān)，BSEP 和HAX－1 的相互作用也有所增強［20］。最近一項臨床統(tǒng)計研究中發(fā)現(xiàn)在未超過18 周歲的膽石癥患者超過半數(shù)都提供了有ABCB11基因異常［21］。國內(nèi)學者也提出膽色素結(jié)石與肝細胞膽小管上的ABCB11和ABCC2基因有一定的相關(guān)性，肝細胞膽小管側(cè)膜的轉(zhuǎn)運蛋白改變后影響膽汁分泌功能，促進膽汁膽色素易成石性［22］。

但是也有學者在研究小鼠ABCB11基因過表達時發(fā)現(xiàn)，過度的ABCB11基因表達顯著地促進了膽汁膽鹽和循環(huán)膽汁流量的增加，而膽固醇和磷脂的分泌及膽囊大小和收縮性與對照組基本相似，認為ABCB11基因?qū)δ懝檀冀Y(jié)石可能沒有太大影響［23］，對于這項研究成果尚未有過驗證。

4 ABCB11基因與膽石病的治療

4.1 西醫(yī)治療 膽汁酸轉(zhuǎn)運蛋白在膽汁的腸肛循環(huán)、膽汁排泄、腸道親脂性營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和膽固醇的溶解排泄都發(fā)揮著重要作用，而其遺傳或后天的缺陷都會帶來生理功能障礙而形成膽汁淤積和膽結(jié)石，因此藥物作用ABCB11轉(zhuǎn)運蛋白和監(jiān)管核受體為臨床治療膽石病開創(chuàng)新思路［24］。目前膽石病用藥最多、療效最確切的主要是熊去氧膽酸（USAD），它是親水性膽汁鹽，毒性較小，口服后可促進膽汁排泄，改善肝功能，但是對ABCB11 基因蛋白缺陷引起的膽石癥效果有限［25］。另外有報道稱膽汁轉(zhuǎn)流術(shù)對ABCB11 基因突變的E297G 或者D428G 的患者治療效果較好［26］，膽汁轉(zhuǎn)流術(shù)是干擾減少腸肝循環(huán)數(shù)，降低膽鹽的重吸收以降低體內(nèi)有毒膽鹽的蓄積。Warner等［27］研究發(fā)現(xiàn)BSEP抑制劑似乎是親脂性且要在一定的分子量范圍，通常認為高分子疏水化合物是理想的BSEP 抑制物，當分子量大于309且含更多的堿性化合物和更多的氫鍵共體化合物對BSEP 的抑制作用越明顯，這一發(fā)現(xiàn)為我們以后臨床治療BSEP過表達引起的膽石病提供新的思路。

4.2 中醫(yī)藥治療 中醫(yī)藥是中國醫(yī)學的瑰寶，能達到“簡、便、效、廉”的理想效果。中醫(yī)藥在膽石癥的治療也積累了豐富的經(jīng)驗，但中藥對致石基因ABCB11基因蛋白的調(diào)控機制的研究尚未明確，報道也較少，其作用機制尚未得到公認，國內(nèi)只有少數(shù)學者研究。唐乾利教授在運用大黃靈仙膠囊治療兔膽石癥的實驗過程中發(fā)現(xiàn)，大黃靈仙膠囊顯著下調(diào)致石基因CYP7A1和ABCB11 表達，總結(jié)出大黃靈仙膠囊能穩(wěn)定肝細胞ABCB11的表達，改善兔肝膽固醇和膽汁代謝，有效地保護肝功能從而防治結(jié)石形成［28－31］。王暉等［32］在治療60例膽結(jié)石患者中體會到中西醫(yī)結(jié)合防治膽石病的效果更加顯著。

5 小結(jié)

膽石的形成和發(fā)展是個極為復雜的問題，其發(fā)展機制還尚未完全明確，其關(guān)聯(lián)的致石基因ABCB11也有所爭議，到目前為止膽固醇結(jié)石基因雖然取得了小許成就，但是還未能確定哪些基因在膽石的行程中起到?jīng)Q定性的作用，基因的多態(tài)性研究將會成為膽石病中該基因調(diào)控機制及其臨床治療研究的突破口。在西藥對膽石致石基因ABCB11 治療效果較局限的情況下，中藥治療有著獨特的優(yōu)勢，但中醫(yī)藥在治療膽石病的經(jīng)驗雖然非常豐富，且有強調(diào)調(diào)養(yǎng)、扶正祛邪、增強體質(zhì)、不良反應少等優(yōu)勢，在膽石治療方面能保護肝細胞、有效增加膽汁流量，改變膽汁成分，逐漸消除致石因素等特點，但是其治療的具體機制及作用的BSEP基因靶點還尚未明確，在廣大學者對中醫(yī)藥的分子領(lǐng)域深入研究下，明確相關(guān)中藥對該基因蛋白的作用機理，將會對膽石癥的防治產(chǎn)生深遠意義。

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