血紅素加氧酶—1基因多態(tài)性對(duì)新生兒高膽紅素血癥的影響

王瑞 方小燕 劉杰波

[摘要] 目的 血紅素加氧酶（heme oxygenase， HO），其HO-1是分解亞鐵血紅素的重要限速酶，HO-1基因5端（GT）n二核苷酸長(zhǎng)度多態(tài)性對(duì)HO-1基因轉(zhuǎn)錄具有調(diào)控作用，對(duì)膽紅素生成有重要作用，也是導(dǎo)致新生兒高膽紅素血癥的重要因素。但在不同人群中，HO-1啟動(dòng)子基因型多態(tài)性對(duì)高膽紅素血癥的影響，結(jié)果卻不盡相同。

[關(guān)鍵詞] 血紅素加氧酶-1；新生兒高膽紅素血癥；（GT）n重復(fù)序列；HO-1基因啟動(dòng)子

[中圖分類號(hào)] R4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-0742（2018）02（a）-0196-03

Effect of Heme Oxygenase-1 Gene Polymorphism on Neonatal Hyperbilirubinemia

WANG Rui， FANG Xiao-yan， LIU Jie-bo

Department of Neonatology， Luohu District Peoples Hospital， Shenzhen， Guangdong Province， 518010 China

[Abstract] Heme oxygenase （HO）， HO-1 is an important rate-limiting enzyme in the decomposition of heme， HO-1 gene 5'-terminal（GT） n dinucleotide length polymorphism has a regulatory role in HO- 1 gene transcription， has an important role in bilirubin production， but also an important factor which leads to neonatal hyperbilirubinemia. However， in different people groups， HO-1 promoter genotype polymorphism on hyperbilirubinemia， the results are not the same.

[Key words] Heme oxygenase-1； Neonatal hyperbilirubinemia； （GT） n repeats； HO-1 gene promoter

新生兒高膽紅素血癥（neonatal hyperbilirubinemia） 是新生兒期一種很常見(jiàn)的疾病，是由于膽紅素產(chǎn)生增加和（或）排泄減少所致。而亞洲人、印第安人的血清非結(jié)合膽紅素的高峰值是白種人和黑種人的2倍，無(wú)論是在發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家，嚴(yán)重的新生兒高膽紅素血癥往往容易導(dǎo)致膽紅素腦病，甚至是核黃疸[1-3]，且這兩種疾病的發(fā)生率在亞洲人種的新生兒中較常見(jiàn)。過(guò)去的多年里，許多學(xué)者都研究過(guò)此類問(wèn)題，證實(shí)基因和環(huán)境的多種因素均可引起血清膽紅素升高。在膽紅素代謝中，Organic anion trans porter 2 （OATP 2）基因可把血中過(guò)多的非結(jié)合膽紅素轉(zhuǎn)入肝細(xì)胞質(zhì)中，由UDP-glucuronosyl-transferase 1A1（UGT1A1）基因?qū)⑦@些非結(jié)合膽紅素轉(zhuǎn)化成為結(jié)合膽紅素，最終排入膽汁中。

1 HO-1的生理作用

Tenhunen在1968年首次描述了血紅素加氧酶（heme oxygenase， HO）在代謝亞鐵血紅素方面的重要調(diào)控作用，此過(guò)程在細(xì)胞核中進(jìn)行。HO有3種同工酶，HO-1、HO-2和HO-3，HO-1在組織中廣泛分布，以脾臟為主；HO-2主要存在予腦和睪丸中；HO-3在組織中廣泛存在，但對(duì)各催化反應(yīng)的作用比較弱。HO-1編碼在第22號(hào)染色體上（22q12），由32-KDa蛋白質(zhì)組成，是膽紅素生成過(guò)程的重要限速酶， 它通過(guò)一個(gè)耗能的過(guò)程將血紅素代謝為膽紅素， 同時(shí)釋放一分子的一氧化碳和鐵離子，HO-1 能夠被多種因素誘導(dǎo)而表達(dá)增加，如血紅素、熱休克、缺血等。新生兒期由于紅細(xì)胞裂解產(chǎn)生大量血紅素， 所以新生兒HO-1表達(dá)亦會(huì)隨之增加，在HO-1 表達(dá)減少或酶活性抑制時(shí)， 未氧化還原的血紅素不會(huì)聚集體內(nèi)， 而是由肝臟組織以原形經(jīng)膽道系統(tǒng)排泄。

2 HO-1基因的多態(tài)性

研究顯示在HO-1基因5端區(qū)域有3種多態(tài)性，分別是兩個(gè)單核苷酸多態(tài)性（g.-1135G>A 和g.-413A>T.）和（GT）n重復(fù)序列長(zhǎng)度多態(tài)性，目前暫無(wú)研究發(fā)現(xiàn)g.-1135G>A 多態(tài)性與新生兒高膽紅素血癥之間存在相關(guān)性，g.-413A>T和（GT）n重復(fù)序列的多態(tài)性可調(diào)控HO-1基因啟動(dòng)子的活性，從而產(chǎn)生較多的膽紅素，用熒光素酶基因檢測(cè)方法得知，g.-413A>T多態(tài)性可使啟動(dòng)子的活性增強(qiáng)8倍，雖然這一調(diào)控的具體過(guò)程仍不清楚，但有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，g.-413A>T多態(tài)性與新生兒高膽紅素血癥之間不存在相關(guān)性[4]。

HO-1基因啟動(dòng)子中（GT）n二核苷酸重復(fù)序列里，編碼從12到40串聯(lián)重復(fù)序列具有調(diào)控HO-1基因轉(zhuǎn)錄的作用，（GT）n重復(fù)序列長(zhǎng)度的多態(tài)性與HO-1基因表達(dá)相關(guān)聯(lián)，也與其他的許多疾病的發(fā)生有關(guān)。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，（GT）n重復(fù)序列長(zhǎng)度多態(tài)性對(duì)膽紅素生成有重要作用，也是導(dǎo)致新生兒高膽紅素血癥的重要因素。

3 （GT）n重復(fù)序列長(zhǎng)度多態(tài)性與新生兒高膽紅素血癥的聯(lián)系

目前，已有多篇文獻(xiàn)闡明了（GT）n重復(fù)序列長(zhǎng)度多態(tài)性與新生兒高膽紅素血癥的聯(lián)系，但結(jié)果卻不盡相同。Tiwari等人[4]研究印度北部200例新生兒的基因型，發(fā)現(xiàn)攜帶短等位基因（<20 GT重復(fù)序列）的新生兒發(fā)生高膽紅素血癥的風(fēng)險(xiǎn)是攜帶長(zhǎng)等位基因（>29 GT重復(fù)序列）新生兒的5倍，也證實(shí)短等位基因（GT）n重復(fù)序列能使HO-1基因啟動(dòng)子活性增強(qiáng)，從而產(chǎn)生更多的膽紅素，更短的（GT）n重復(fù)序列是導(dǎo)致新生兒高膽紅素血癥的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。Weng[5]研究444例臺(tái)灣的新生兒，發(fā)現(xiàn)短等位基因（GT）n重復(fù)序列在患有高膽紅素血癥的新生兒HO-1基因啟動(dòng)子中分布更廣泛（P<0.001），攜帶短等位基因（GT）n重復(fù)序列的HO-1基因啟動(dòng)子是導(dǎo)致新生兒高膽紅素血癥的重要的危險(xiǎn)因素（RR：2.19；95%CI： 1.53～3.13， P<0.001）。

多研究顯示，攜帶短等位基因（GT）n重復(fù)序列的成人，亦會(huì)增強(qiáng)HO-1基因的表達(dá)，加強(qiáng)亞鐵血紅素的代謝，產(chǎn)生更多的膽紅素，Selma等人[6]研究了211例印度成人，年齡在20～55歲，發(fā)現(xiàn)在印度成人中，HO-1基因啟動(dòng)子的（GT）n重復(fù)序列數(shù)是從11到39，HO-1基因啟動(dòng)子的短等位基因（GT）n重復(fù)序列是導(dǎo)致高膽紅素血癥遺傳的危險(xiǎn)因素。然而，這一結(jié)論在不同人群中并不完全一致，Lin[7]分析了502例哈薩克族、769例維吾爾族和789漢族的HO-1啟動(dòng)子基因的（GT）n重復(fù)序列與膽紅素水平有相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)這種相關(guān)性只出現(xiàn)在維吾爾族人里，推測(cè)導(dǎo)致這一結(jié)果可能與種族有關(guān)。

Kanai研究了122例日本新生兒，測(cè)定了HO-1基因的啟動(dòng)子和所有編碼區(qū)的序列，發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)子的（GT）n重復(fù)序列可調(diào)控HO-1基因的轉(zhuǎn)錄，但與新生兒高膽紅素血癥無(wú)相關(guān)性（P<0.001），因此，HO-1基因的（GT）n重復(fù)序列并不是導(dǎo)致日本新生兒高膽紅素血癥的直接原因。Katayama[8]同樣研究了108例日本新生兒，卻發(fā)現(xiàn)患有高膽紅素血癥的新生兒，其HO-1基因啟動(dòng)子中攜帶短等位基因（GT）n重復(fù)序列的頻率更多（P=0.015），短等位基因（GT）n重復(fù)序列的HO-1基因啟動(dòng)子與新生兒高膽紅素血癥之間顯著相關(guān)（OR： 3.1； 95% CI：1.03～9.53）。Zhou[9]分析了蘇州地區(qū)988例中國(guó)新生兒，發(fā)現(xiàn)（GT）n重復(fù)序列基因型與高膽紅素血癥之間無(wú)相關(guān)性，與Kanai研究結(jié)論相同，（GT）n重復(fù)序列可導(dǎo)致高膽紅素血癥的持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)，與Bozkaya[10]結(jié)論一致，并推測(cè)短等位基因（GT）n重復(fù)序列可能在溶血方面發(fā)揮作用。

Bozkaya[10]研究了152例土耳其新生兒，發(fā)現(xiàn)HO-1啟動(dòng)子等位基因的長(zhǎng)度，在血清總膽紅素水平>12.9 mg/dL和健康新生兒之間無(wú)顯著差異，但發(fā)現(xiàn)有短等位基因（GT）n重復(fù)序列的HO-1基因啟動(dòng)子可導(dǎo)致高膽紅素血癥的持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)。Kaplan等人[11]收集了168例以色列新生兒血清標(biāo)本，發(fā)現(xiàn)HO-1基因啟動(dòng)子里（GT）n重復(fù)序列的長(zhǎng)度對(duì)亞鐵血紅素的代謝和出生第3天血清總膽紅素的水平均無(wú)調(diào)節(jié)作用，無(wú)論患兒是否合并有G6PD缺乏。

以上各研究學(xué)者的研究中，對(duì)（GT）n重復(fù)序列的短、中、長(zhǎng)等位基因的定義都是任意的，而無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，證實(shí)了HO-1基因啟動(dòng)子（GT）n重復(fù)序列<25，可增強(qiáng)HO-1酶的活性，從而增加亞鐵血色素的分解，產(chǎn)生更多的膽紅素。有學(xué)者[12]對(duì)淋巴細(xì)胞細(xì)胞株分析發(fā)現(xiàn)，短的（GT）n重復(fù)序列是通過(guò)增強(qiáng)HO-1 mRNA的表達(dá)，增強(qiáng)酶的活性，能產(chǎn)生更多的膽紅素。

4 結(jié)語(yǔ)

HO-1基因啟動(dòng)子的（GT）n重復(fù)序列多態(tài)性對(duì)膽紅素生成有重要作用，也是導(dǎo)致新生兒高膽紅素血癥的重要因素，其分布與種族相關(guān)，抑制HO-1的表達(dá)或者其酶的活性，可以減少膽紅素的生成，用脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法將siRNA轉(zhuǎn)染入人肝臟細(xì)胞株HL-7702，可特異性下調(diào)HO-1基因的表達(dá)， 減少HO-1的產(chǎn)量從而降低膽紅素的產(chǎn)生，RNA干擾技術(shù)有可能成為降低新生兒高膽紅素血癥和膽紅素中毒性腦病發(fā)生的一種候選方法，但目前尚無(wú)臨床試驗(yàn)。精確的分割、定義（GT）n重復(fù)序列的短、中、長(zhǎng)等位基因，才能明確HO-1基因啟動(dòng)子（GT）n重復(fù)序列與新生兒高膽紅素血癥之間的相關(guān)性。此外，我國(guó)是個(gè)地域遼闊、人口眾多、多民族的國(guó)家，HO-1基因啟動(dòng)子（GT）n重復(fù)序列在我國(guó)南方地區(qū)人群中分布比例以及與新生兒高膽紅素血癥的相關(guān)性，目前尚未有定論，仍需要進(jìn)一步的研究證實(shí)。

[參考文獻(xiàn)]

[1] Kaplan M， Bromiker R， Hammerman C.Severe neonatal hyperbilirubinemia and kernicterus： are these still problems in the third millennium[J].Neonatology，2011（100）：354-362.

[2] Hameed NN， Na Ma AM， Vilms R，et al.Severe neonatal hyperbilirubinemia and adverse short-term consequ ences in Baghdad， Iraq[J].Neonatology，2011（100）：57-63.

[3] Gotink MJ， Benders MJ， Lavrijsen SW，et al.Severe neonatal hyperbilirubinemia in the Netherlands[J].Neonatology，2013（104）：137-142.

[4] Tiwari PK， Sethi A， Basu S，et al.Heme oxygenase-1 gene variants and hyperbilirubinemia risk in North Indian newborns[J].Eur J Pediatr，2013（172）：1627-1632.

[5] Weng YH， Chiu YW， Cheng SW，et al.Risk assessment of gene variants for neonatal hyperbilirubinemia in Taiwan[J]. BMC Pediatr，2016，16（1）：144.

[6] Selma DSilva， Borse V， Colah RB， et al.Association of （GT） n repeats promoter polymorphism of heme oxygenase-1 gene with serum bilirubin levels in healthy Indian adults[J].Genet Test Mol Biomarkers，2011（15）： 215-218.

[7] Lin R， Wang X，Wang Y，et al.Association of polymorphisms in four bilirubin metabolism genes with serum bilirubin in three Asian populations[J].Hum Mutat，2009（30）：609-615.

[8] Katayama Y， Yokota T， Zhao H，et al.Association of HMOX1 gene promoter polymorphisms with hyperbilirubinemia in the early neonatal period[J].Pediatr Int，2015，57（4）： 645–649.

[9] Zhou Y， Wang SN， Li H，et al. Quantitative trait analysis of polymorphisms in two bilirubin metabolism enzymes to physiologic bilirubin levels in Chinese newborns[J].J Pediatr，2014，165（6）： 1154-1160.

[10] Bozkaya OG， Kumral A， Yesilirmak DC，et al.Prolonged unconjugated hyperbilirub inaemia associated with the haem oxygenase-1 gene promoter polymorphism[J].Acta Paediatr，2010（99）： 679-683.

[11] Kaplan M，Renbaum P，Hammerman C，et al.Heme oxygena se-1 promoter polymorphisms and neonatal jaundice[J].Neonatology，2014，106（4）： 323-329.

[12] Xia ZW， Li CE， Jin YX，et al.Reduction of Bilirubin by Targeting Human Heme Oxygenase-1 Through siRNA[J].Exp Biol Med （Maywood），2007（232）：495-502.

（收稿日期：2017-11-09）