汗孔角化癥的致病基因研究進展

孫瑞鳳 陳慧 連石 朱威

100053北京，首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院皮膚性病科

汗孔角化癥的致病基因研究進展

孫瑞鳳 陳慧 連石 朱威

100053北京，首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院皮膚性病科

汗孔角化癥（porokeratosis，PK）是一種慢性進行性角化不全性皮膚病，臨床以邊緣堤狀疣狀隆起、中央輕度萎縮為特點，組織學(xué)以角質(zhì)樣板層為特點。病因不明，大多數(shù)學(xué)者認為是一種外顯不全并具有遺傳異質(zhì)性的常染色體顯性遺傳性皮膚病，但是研究表明，紫外線照射、免疫抑制、創(chuàng)傷、感染（如人乳頭瘤病毒、丙肝病毒）等均可能誘發(fā)或加重PK。依據(jù)臨床表現(xiàn)，分為經(jīng)典斑塊型（PK of Mibelli）、播散性淺表性（disseminated superficial PK）、播散性淺表性光化性（disseminated superficial actinic PK）、掌跖點狀（PK punctate palmaris et plantaris）、掌跖點狀合并播散性（palmaris et plantaris disseminate PK）、疣狀（ptychotropica PK）、線狀（Linear PK）、發(fā)疹性瘙癢性丘疹型（eruptive pruritic papular porokeratosis）等，其中播散性淺表性光化性PK最常見［1］。一般無自覺癥狀，但發(fā)疹性瘙癢性丘疹型PK伴有明顯瘙癢。本病皮損持續(xù)存在且緩慢進展，偶有惡變，發(fā)生率為7.5%～11%，除了掌跖點狀PK外，其他亞型均被報道可發(fā)生惡變，鱗狀細胞癌是最常見惡變腫瘤［2］。近年來，甲羥戊酸激酶（mevalonatekinase，MVK）、磷 酸 甲 羥 戊 酸 激 酶（phosphomevalonate kinase，PMVK）、5焦磷酸甲羥戊酸脫羧酶（mevalonate decarboxylase，MVD）、異戊二烯焦磷酸異構(gòu)酶（farnesyl diphosphate synthase、FDPS）、彈弓蛋白磷酸絲切酶（slingshot protein phosphatase，SSH1）、肌動蛋白相關(guān)蛋白復(fù)合物3（actin related protein complex 3，ARPC3）、鱗狀細胞癌抗原（squamous cell carcinoma antigen recognized by T cells 3，SART3）和溶質(zhì)運載蛋白家族17中第9成員（solute carrier family 17，member 9，SLC17A9）基因突變均被報道與PK的發(fā)病有關(guān)。本文綜述PK致病基因的最新研究進展，總結(jié)每一種致病基因發(fā)現(xiàn)過程、功能學(xué)實驗以及可能的發(fā)病機制，為進一步病因?qū)W和發(fā)病機制研究提供思路。

一、MVK基因、PMVK基因、MVD基因、FDPS基因與PK

MVK基因位于12q24.11，含有11個外顯子，約23 576 bp；PMVK基因位于1q21.3，含有5個外顯子，約12 277 bp；MVD基因位于16q24.2，含有10個外顯子，約11 210 bp；FDPS基因位于1q22，含有11個外顯子，約11 753 bp。MVK、PMVK、MVD和FDPS均參與機體甲羥戊酸途徑，基本過程為兩分子的乙酰輔酶A（CoA）在轉(zhuǎn)移酶作用下形成乙酰乙酰CoA，然后在3?羥基?3甲基戊二酰輔酶A（3?hydroxy?3?methylglutaryl coenzyme A，HMG?CoA）合成酶作用下形成HMG?CoA，HMG?CoA可被HMG?CoA還原酶還原成甲羥戊酸（mevalonic acid，MVA），MVA經(jīng)過MVK和PMVK磷酸化、MVD脫羧形成異戊烯焦磷酸（isopentenylpyrophosphate，IPP），IPP經(jīng)過FDPS生成二甲烯丙基焦磷酸（dimethylallylpyrophosphate，DMAPP），IPP和DMAPP是異戊二烯的活化單位，最終促進類固醇和類萜等甾醇合成，以及法尼基焦磷酸（farnesyl pyrophosphate，F(xiàn)PP）和尨牛兒基焦磷酸（geranylgeranyl pyrophosphate，GGPP）等非甾醇合成類，F(xiàn)PP和GGPP參與蛋白質(zhì)翻譯后的脂化修飾過程，增加蛋白質(zhì)C端的疏水性，使其能定位在細胞膜上，例如小G蛋白，小G蛋白在細胞生長、分化、周期、存活和遷移中起到重要作用。

2012年，Zhang等［3］采用全基因組外顯子組測序，在1個播散性淺表性光化性PK家系中發(fā)現(xiàn)MVK基因突變，見表1，并對57個播散性淺表性光化性PK家系和25個散發(fā)播散性淺表性光化性PK患者采用Sanger測序檢測MVK基因，發(fā)現(xiàn)33%播散性淺表性光化性PK家系和16%的散發(fā)播散性淺表性光化性PK患者存在MVK基因突變，見表1，提出MVK可能是播散性淺表性光化性PK的致病基因。功能學(xué)實驗發(fā)現(xiàn)，MVK基因突變導(dǎo)致顆粒層和棘層中角質(zhì)形成細胞的角蛋白1和內(nèi)披蛋白表達減少，角質(zhì)形成細胞對紫外線的抵抗力下降。2013年，朱騰飛等［4］研究發(fā)現(xiàn)，MVK基因突變導(dǎo)致編碼蛋白表達量減少，穩(wěn)定性下降，半衰期縮短和結(jié)構(gòu)異常，推測MVK基因突變導(dǎo)致MVA磷酸化異常，其下游產(chǎn)物減少，如FPP和GGPP，引起小G蛋白脂化不足，導(dǎo)致細胞生長和分化異常。2016年，Liu等［5］研究發(fā)現(xiàn)，MVK基因突變導(dǎo)致編碼蛋白的三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）結(jié)合結(jié)構(gòu)域錯誤折疊，并且推測ATP結(jié)合結(jié)構(gòu)域錯誤折疊導(dǎo)致MVK活性下降，ATP不能與MVK結(jié)合，MVA磷酸化異常，最終導(dǎo)致細胞生長和分化異常。有研究報道，MVK基因突變存在于播散性淺表性光化性PK、疣狀PK，包括無義突變、錯義突變、起始密碼子突變、缺失突變、剪切位點突變，主要由第10號外顯子的錯義突變引起［5?12］，見表1。

2015年，Zhang等［13］采用平行測序和外顯子拷貝數(shù)變異分析，在61個PK家系和73個散發(fā)PK患者中檢測甲羥戊酸途徑相關(guān)基因，發(fā)現(xiàn)98%PK家系和73%散發(fā)PK患者，至少可檢測到MVK、PMVK、MVD或FDPS這4個基因中的1個發(fā)生突變（表1），它們均可能是PK的致病基因，MVK基因突變可見于播散性淺表性光化性PK、播散性淺表性PK、經(jīng)典斑塊型PK和線狀PK，PMVK基因突變可見于經(jīng)典斑塊型PK和線狀PK，MVD基因突變可見于播散性淺表性光化性PK、播散性淺表性PK和線狀PK，F(xiàn)DPS基因突變可見于播散性淺表性光化性PK和播散性淺表性PK，部分播散性淺表性光化性PK、播散性淺表性PK、線狀PK未檢測到這4個基因中任何1個發(fā)生突變，推測MVK、PMVK、MVD或FDPS基因突變導(dǎo)致甲羥戊酸途徑異常，最終導(dǎo)致細胞增殖分化異常；部分患者未檢測到MVK、PMVK、MVD或FDPS基因突變，推測可能存在其他基因突變或者檢測技術(shù)受限。2016年，Wang等［14］采用外顯子測序，在2個播散性淺表性PK家系中發(fā)現(xiàn)PMVK基因突變。功能學(xué)實驗發(fā)現(xiàn)，PMVK基因突變導(dǎo)致其編碼蛋白在細胞質(zhì)呈點狀分布，表達量減少，溶解度下降，推測PMVK基因突變導(dǎo)致機體的甲羥戊酸途徑異常，膽固醇和類異戊二烯合成減少，引起角質(zhì)形成細胞的壞死和分化異常；甲羥戊酸途徑在PK發(fā)病中具有重要作用。

表1 文獻報道與汗孔角化癥有關(guān)的甲羥戊酸激酶基因（NM_000431.2）突變

二、SSH1基因、ARPC3基因與PK

SSH1基因位于12q24.11，含有15個外顯子，約74 894 bp，為肌動蛋白解聚因子/絲切蛋白分子家族的磷酸酶，使絲切蛋白去磷酸化從而激活絲切蛋白，纖維型肌動蛋白解聚，調(diào)節(jié)快速肌動蛋白纖維聚合/解聚，促進細胞遷移和運動。同時SSH1可以結(jié)合纖維型肌動蛋白，調(diào)節(jié)纖維型肌動蛋白動力和細胞形態(tài)發(fā)生。ARPC3位于12q24.11，含有7個外顯子，約15 521 bp，與纖維型肌動蛋白發(fā)生交聯(lián)形成新分枝，參與細胞板狀偽足突出形成，促進細胞板狀偽足中肌動蛋白聚集、裝配，從而推動表皮細胞從基底層向表皮層移動。SSH1和ARPC3均在裝配和分解肌動蛋白纖維中起重要作用，參與表皮細胞形態(tài)構(gòu)成和遷移。

2004年，Zhang等［15］采用全基因組連鎖分析，在3個播散性淺表性光化性PK家系和5個散發(fā)播散性淺表性光化性PK患者中發(fā)現(xiàn)SSH1基因錯義突變和移碼突變（c.188G＞A，p. Ser63Asn；c.fDec03：56_57del，p.Ser19CysfsX24；c.fDec03：85_88del，p.Pro27ProfsX54），提出SSH1可能是播散性淺表性光化性PK的致病基因，推測SSH1基因突變可引起肌動蛋白聚合異常，肌動蛋白微絲在細胞內(nèi)聚集，角質(zhì)形成細胞形態(tài)異常，細胞增殖和分化的速度異常；角質(zhì)形成細胞內(nèi)骨架代謝紊亂與播散性淺表性光化性PK發(fā)病相關(guān)。同年，Zhang等［16］采用全基因組連鎖分析，在1個播散性淺表性光化性PK家系中發(fā)現(xiàn)SSH1基因錯義突變（c.188G＞A，p.Ser63Asn）和ARPC3基因啟動子雜合突變（dbSNP3759383： G＞A）緊密連鎖，推測SSH1和ARPC3功能上的相互聯(lián)系導(dǎo)致了播散性淺表性光化性PK的發(fā)生。但是多項研究未發(fā)現(xiàn)SSH1和ARPC3基因突變，提出SSH1和ARPC3可能不是PK的致病基因［10，17?19］。

三、SART3基因與PK

SART3基因位于12q23.3，含有18個外顯子，約39 176 bp，是一種RNA結(jié)合蛋白，位于正常增殖細胞和惡性增殖細胞的細胞核中，參與mRNA的剪接過程，可能參與角質(zhì)形成細胞的增殖與分化。

2005年，Zhang等［20］采用全基因組連鎖分析，在1個播散性淺表性光化性PK家系中發(fā)現(xiàn)SART3基因錯義突變（c.1771G＞A，p.Val591Met），提出SART3可能是播散性淺表性光化性PK的致病基因，推測SART3基因突變可能導(dǎo)致角質(zhì)形成細胞增殖和分化異常。但是多項研究未發(fā)現(xiàn)SART3基因突變，提出SART3可能不是PK的致病基因［5，10，17，19］。

四、SLC17A9基因與PK

SLC17A9基因位于20q13.33，含有13個外顯子，約15 951 bp，主要調(diào)控囊泡形成過程中ATP的轉(zhuǎn)入、儲存以及轉(zhuǎn)出。外來因素刺激通過不同的通路引起離子濃度的變化，從而啟動由SLC17A9調(diào)控的ATP轉(zhuǎn)運。ATP轉(zhuǎn)運伴隨細胞內(nèi)Ca2+濃度變化，對于維持表皮分化至關(guān)重要。Ca2+濃度增加促進分化，抑制增殖，Ca2+濃度減少抑制分化，促進增殖［21］。

2014年，Cui等［22］采用全基因組外顯子測序，在MVK、SSH1、SART3基因檢測陰性的7個播散性淺表性光化性PK家系和19個散發(fā)播散性淺表性光化性PK患者中發(fā)現(xiàn)SLC17A9基因錯義突變（c.932G＞A，p.Arg311Gln；c.25C＞T，p.Arg9Cys），提出SLC17A9可能是播散性淺表性光化性PK的致病基因，推測SLC17A9基因突變導(dǎo)致囊泡核酸類轉(zhuǎn)運體與ATP結(jié)合和轉(zhuǎn)運異常，進一步引起依賴ATP轉(zhuǎn)運的Ca2+濃度變化，最終導(dǎo)致角質(zhì)形成細胞的增殖和分化異常。但Wang等［13?14］研究未發(fā)現(xiàn)SLC17A9基因突變。

五、結(jié)語

PK的臨床分型尚未明確，致病基因也未明確，且臨床分型與致病基因之間并無明確對應(yīng)關(guān)系。多數(shù)學(xué)者認為，SSH1、ARPC3、SART3不是PK的致病基因，MVK是PK的致病基因，但是MVK在PK發(fā)病中的分子學(xué)機制仍需進一步研究。目前關(guān)于PMVK、MVD、FDPS和SLC17A9與PK發(fā)病的研究較少，PMVK、MVD、FDPS和SLC17A9是否為PK的致病基因，仍需進一步研究。同時，在部分PK家系和散發(fā)PK患者中未檢出突變基因，同一致病基因與多種表型相關(guān)，需進一步研究。

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連石，Email：drlianshi@sina.com

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2016?05?03）

（本文編輯：顏艷）