環(huán)指蛋白213基因在煙霧病中的研究進(jìn)展

羅起勝　燕鵬　龔舉鑫　唐乾利

【關(guān)鍵詞】煙霧病;環(huán)指蛋白213基因;遺傳學(xué)病因

中圖分類號：R743.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2020.03.016

煙霧病（Moyamoya disease，MMD）作為一種罕見的慢性進(jìn)行性顱內(nèi)血管閉塞性疾病，首次由日本學(xué)者Nomura和Takeuchi在1961年報道，并參考其影像學(xué)特點采用日語“煙霧”發(fā)音命名為Moyamoya。MMD常累及Willis環(huán)血管，病理生理學(xué)上表現(xiàn)為頸內(nèi)動脈、大腦前動脈及大腦中動脈進(jìn)行性狹窄，慢性大腦供血不足導(dǎo)致大量顱底側(cè)支小循環(huán)代償性增生，在血管造影上成像似煙霧狀。隨著各國學(xué)者對MMD的關(guān)注，關(guān)于其病因的觀點不斷在更新，遺傳因素也被認(rèn)為在MMD的發(fā)病中占據(jù)不可忽視的地位，與MMD發(fā)病高度相關(guān)的基因也陸續(xù)被提出。環(huán)指蛋白213基因（RNF213）作為導(dǎo)致MMD發(fā)病的重要因素始終倍受關(guān)注，近年來相關(guān)研究也取得了較大的進(jìn)展，在此本文就RNF213在煙霧病中的研究進(jìn)展作一綜述。

1 MMD基本特征

1.1 MMD流行病學(xué)特征

MMD多見于亞洲地區(qū)[1]，在中、日、韓等東亞各國中，日本MMD發(fā)病率占據(jù)首位約為0.54/10萬[2]，我國相關(guān)的流行病學(xué)調(diào)查顯示2008年南京地區(qū)MMD發(fā)病率約為0.43/10萬[3]。起初MMD在歐美國家中較為少見，但隨著各方對MMD的重視以及檢查手段的進(jìn)步，西方國家新發(fā)確診為MMD的患者數(shù)量逐漸增多?？傮w來看，在全球范圍內(nèi)MMD的發(fā)病率呈現(xiàn)明顯上升的趨勢。MMD發(fā)病多見于青年人且患者人群呈現(xiàn)出較明顯的性別差異，發(fā)病人群女性多于男性[4]。既往觀點認(rèn)為MMD發(fā)病高峰年齡為（0～10歲、30～40歲）雙峰特點，而ACKER等[4]提出MMD發(fā)病高峰年齡也存在性別差異，即女性呈現(xiàn)為雙峰特點（20～24歲及50～54歲），而男性呈現(xiàn)三高峰特點（10～14歲、30～39歲、55～59歲）。

1.2 MMD臨床特征

MMD的臨床表現(xiàn)不盡相同，根據(jù)累及部位的不同可表現(xiàn)為頭痛、癲癇發(fā)作、暈厥、構(gòu)音障礙，也可在損傷額葉時出現(xiàn)記憶力減退、性格改變等癥狀[5]。2012年日本學(xué)者們根據(jù)臨床表現(xiàn)將MMD分為7個類型（出血型、缺血型、TIA型、頻發(fā)TIA型、癲癇型、頭痛型和無癥狀型）[6]。兒童MMD患者新生血管代償能力較弱，無法正常供應(yīng)大腦血供，因此兒童MMD患者多見缺血型、TIA相關(guān)型。成年人MMD患者顱內(nèi)代償血管網(wǎng)生長較為成熟，在代償機(jī)制的作用下可無癥狀。而臨床中就診的成人MMD患者多以神經(jīng)系統(tǒng)出血性疾病為首發(fā)癥狀，在長期的血流動力學(xué)紊亂及血管異常增生相互作用下可并發(fā)顱內(nèi)動脈瘤，此類動脈瘤破裂可引發(fā)蛛網(wǎng)膜下腔出血、腦出血等并發(fā)癥，因此成人MMD臨床表型多為出血型[7]。鈴木分級是臨床上最常用的MMD分型法，根據(jù)腦血管造影（DSA）中顱內(nèi)大血管狹窄程度及煙霧狀血管形態(tài)學(xué)變化將MMD分成Ⅰ～Ⅵ級。MMD主要累及前循環(huán)血管，同時也有不到三分之一的患者存在后循環(huán)血管煙霧病變的情況，F(xiàn)unaki等[8]在分析80名日籍MMD患者影像學(xué)特點提出，鈴木分級與后循環(huán)血管累及程度密切相關(guān)，且級別越高后循環(huán)受累越嚴(yán)重，提示病情嚴(yán)重程度高。

2 RNF213的基本特征

RNF213定位于人類第17號染色體上（17q25.3區(qū)），可在肝臟、肺臟、結(jié)締組織及免疫組織中表達(dá)[9]。2011年LIU等[10]在克隆RNF213全部cDNA后發(fā)現(xiàn)，其編碼的環(huán)指蛋白是一個編碼5207個氨基酸（分子量為519 kDa）的鋅指蛋白，并提出此蛋白上具有Walker motif和RING finger雙結(jié)構(gòu)域。環(huán)指蛋白在功能上具有AAA+ATP酶和泛素連接酶的活性，在體內(nèi)參與膜融合、DNA修復(fù)、蛋白水解等多種重要作用[11]。2014年MORITO等[12]發(fā)現(xiàn)RNF213上存在兩個AAA+模塊，這兩個模塊結(jié)合成六聚體的形式，分別介導(dǎo)環(huán)指蛋白的合成與分解。RNF213突變常以點突變形式出現(xiàn)，當(dāng)突變累及AAA+ATP酶活性時可誘發(fā)多種血管相關(guān)疾病，然而此類突變誘發(fā)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病較為少見，目前尚未明確發(fā)現(xiàn)除MMD外與環(huán)指蛋白AAA+ATP酶活性異常相關(guān)的腦血管疾病。自從RNF213基因被定位后，眾多學(xué)者紛紛證實了RNF213基因為MMD易感基因這一觀點。盡管如此，RNF213的具體功能以及環(huán)指蛋白上雙結(jié)構(gòu)域的協(xié)同作用與MMD的關(guān)聯(lián)性仍有待研究。

3 RNF213在MMD中的作用

據(jù)報道，10%～15%的MMD患者具有MMD家族病史。在家族性MMD患者中，同卵雙生之間的發(fā)病率可高達(dá)80%，異卵同胞間的發(fā)病率約為70%[13]，可見MMD與遺傳因素密切相關(guān)。近年來隨著人類全基因組測序技術(shù)的發(fā)展，數(shù)十種MMD發(fā)病相關(guān)等位點（如3p24-p26，6q25，8q23，17q25）陸續(xù)都得到證實[14]。2011年KAMADA等[9]針對117例研究對象進(jìn)行單核苷酸多態(tài)性的全基因組關(guān)聯(lián)研究，結(jié)果顯示位于17q25區(qū)域的335個SNPs位點與MMD患病風(fēng)險高度相關(guān)。同年，LIU等[10]在通過對比不同種族人群的家族性MMD患者全基因組連鎖分析后發(fā)現(xiàn)，位于RNF213編碼RING finger結(jié)構(gòu)域的區(qū)域中的p.R4810K發(fā)生點突變時雖不影響環(huán)指蛋白的轉(zhuǎn)錄及泛素化活性，但會誘導(dǎo)MMD的發(fā)病。從此，RNF213成為首次確定的MMD易感性基因。

流行病學(xué)研究表明MMD在地域及種族之間存在較大差異，亞洲人群發(fā)病率遠(yuǎn)高于歐美人群[1]。LIU等[10]在數(shù)據(jù)觀測中發(fā)現(xiàn)了RNF213變異基因攜帶類型的種族差異（p.R4810K變異體多出現(xiàn)在亞洲人群對照組，歐美白種人群中未發(fā)現(xiàn)），并提出RNF213 p.R4810K可能是導(dǎo)致MMD發(fā)病的始祖變異。2012年一項針對我國漢族人群MMD患者的基因型分析，確定了位于RNF213上除p.R4810K之外的p.D4863N、p.E4950D等8個MMD相關(guān)位點，并提出在中國MMD患病人群中p.R4810K突變在缺血性MMD中占據(jù)主要地位，而 A4399T的突變常誘發(fā)出血性MMD[15]。同時，NOMURA等[16]還發(fā)現(xiàn)，RNF213在介導(dǎo)MMD發(fā)病的過程中存在劑量效應(yīng)（RNF213 p.R4810K純合突變的患者病情遠(yuǎn)重于雜合突變患者）且發(fā)病年齡越低劑量效應(yīng)越顯著。然而，隨著RNF213 p.R4810K純合突變基因在正常人群中被發(fā)現(xiàn)，提示了基因量型僅是導(dǎo)致MMD的部分原因[17]。

RNF213所編碼的環(huán)指蛋白對血管的生理功能起到重要的作用，但其確切作用仍不明確，研究者們在MMD同特征疾病上尋找到突破口。BANG等[18]在顱內(nèi)動脈粥樣硬化狹窄（ICAS）的研究中提出，ICAS與MMD在血管狹窄特性上存在一定的相似點，大樣本篩查后發(fā)現(xiàn)，約25%的ICAS患者檢測到了RNF213 p.R4810K的異常，同時也發(fā)現(xiàn)在這些RNF213 p.R4810K異?；颊咧?，年輕女性占據(jù)大半且這些患者ICAS多累及大腦前循環(huán)血管。CHOI等[19]通過分析144名缺血性腦卒中患者的頭顱高分辨率磁共振成像、血流動力學(xué)特點及基因表型后發(fā)現(xiàn)，RNF213變異型攜帶者的顱內(nèi)動脈直徑顯著小于非攜帶者。然而綜合諸多結(jié)果分析，可以得出RNF213的變異與血管的生成密切相關(guān)。此外，顱內(nèi)椎動脈夾層（VAD）同MMD一樣為亞洲人群高發(fā)性疾病，這兩者在血管受損機(jī)制上有著相似之處，TASHIRO等[20]在比較130例樣本（24例VAD患者、58例MMD患者及48例正常對照）的基因多態(tài)性后提出，RNF213的突變可能優(yōu)先影響的是前循環(huán)腦血管，這一結(jié)果無疑與MMD發(fā)病特征高度貼合。然而，RNF213對于MMD發(fā)病的具體機(jī)制仍然有待于研究。

4 RNF213在MMD模型建立中的作用

許多學(xué)者都嘗試建立模型來對RNF213誘發(fā)MMD的機(jī)制做出解釋，KOBAYASHI等[21]提出敲除RNF213外顯子的小鼠在長期缺血的情況下，血管會出現(xiàn)明顯的增生現(xiàn)象。SATO-MAEDA等[22]在誘發(fā)大鼠短暫性腦缺血后，RNF213在實驗體海馬區(qū)高度表達(dá)，這提示了RNF213在一定程度上可介導(dǎo)缺血性神經(jīng)元凋亡程序。同時也有相關(guān)研究表明RNF213基因似乎對血管生成也起到抑制作用，LIN等[14]發(fā)現(xiàn)RNF213 AAA+模塊的缺失突變會抑制ATP酶的水解過程，使低聚物處于長期維持狀態(tài)，從而抑制血管生成。而在內(nèi)皮細(xì)胞中p.R4810k對血管再生抑制作用的相關(guān)報道也層出不窮[23]，這些結(jié)論無疑又給MMD的發(fā)病機(jī)制的研究提出了新的問題。與此同時，MMD相關(guān)生物模型的建立也始終存在困難。雖然LIU等[10]在敲除斑馬魚的RNF213后，可觀察到斑馬魚腦血管呈現(xiàn)明顯的煙霧狀態(tài)，但在建立小鼠實驗?zāi)Ｐ蜁r無論是敲除RNF213、誘導(dǎo)相關(guān)位點突變或者給予實驗體持續(xù)的低氧狀態(tài)，都無法完全模擬MMD表型，因此LIN等[14]提出RNF213的作用可能與物種類型相關(guān)。近年來也有一些新思路被提出，SUGIHARA等[24]發(fā)現(xiàn)RNF213結(jié)構(gòu)域中的MMD相關(guān)位點突變可顯著損傷脂滴的活性，這一現(xiàn)象代表著脂肪代謝在MMD發(fā)病上可能存在潛在聯(lián)系。

5 總結(jié)

MMD作為慢性閉塞性腦血管疾病常見于兒童及青年人群，雖整體發(fā)病率較低，但其造成的腦出血等并發(fā)癥卻是致命打擊。因此對于MMD相關(guān)患者的篩查、早期診療十分重要。RNF213作為目前唯一可確認(rèn)的MMD致病因素，各國學(xué)者就此都展開了相關(guān)研究，近幾十年的科研成果將MMD病因研究推上了新的高度。RNF213對于MMD作用的假說也陸續(xù)被提出，這都為MMD的篩查、防治工作提供了理論基礎(chǔ)。然而RNF213在MMD發(fā)病的具體機(jī)制仍不明確，在未來的研究中需要進(jìn)行更多的大規(guī)模、多中心的實驗來揭開其神秘的面紗。

參 考 文 獻(xiàn)

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（收稿日期：2019-12-09 修回日期：2019-12-20）

（編輯：潘明志）

基金項目：國家自然科學(xué)基金（81760450）;廣西自然科學(xué)基金（2017GXNSFAA198322）;廣西特聘專家“專項經(jīng)費資助”（桂人才通字〔2019〕13號）;廣西醫(yī)學(xué)高層次領(lǐng)軍人才培養(yǎng)“139”計劃項目資助（桂衛(wèi)科教發(fā)〔2018〕22號）

作者簡介：羅起勝，男，副教授，副主任醫(yī)師，醫(yī)學(xué)博士，研究方向：神經(jīng)外科系統(tǒng)疾病。E-mail：850198155@qq.com

通信作者：唐乾利。E-mail：htmgx@163.com

[本文引用格式]羅起勝，燕鵬，龔舉鑫，等.環(huán)指蛋白213基因在煙霧病中的研究進(jìn)展[J].右江醫(yī)學(xué)，2020，48（3）：233-236.