表皮松解型掌跖角化癥的研究進展

何 麗，陳 慧，林雪霏，李 曼，隋長霖，朱 威

掌跖角化癥是一組以掌跖表皮角化過度為主要特征的常染色體顯性遺傳性皮膚病，該病可分為10多個型別，在全世界多個種族中均有發(fā)病。臨床上將掌跖角化癥分為非綜合征型和綜合征型，非綜合征型中最常見的是表皮松解型掌跖角化癥（epidermolytic palmoplantar keratoderma，EPPK），又 稱 沃 納 氏（Vorner）掌跖角化病，它由Vorner 于1901 年首次描述[1]。文獻報道EPPK 患病率為每10 萬人中1.0 ～4.4人[2,3]，且發(fā)病無性別差異。該病以手掌和足跖彌漫性角化過度為主要臨床表現(xiàn)，一些患者可能有多汗癥、指節(jié)墊、手指彎曲和毀損[4]。女性患者患卵巢癌或乳腺癌的風險可能較正常人增加[5]。目前認為角蛋白基因突變是該病的致病基礎(chǔ)。本文對EPPK 發(fā)病機制、臨床表現(xiàn)及治療措施進行綜述。

1 發(fā)病機制

研究認為遺傳因素、環(huán)境因素與EPPK 發(fā)病有關(guān)，其中分子遺傳學因素為其主要病因。角蛋白為中間絲家族的重要成分，是表皮及毛發(fā)角質(zhì)形成細胞的主要組成蛋白，也是多種細胞的骨架蛋白，可為上皮細胞提供結(jié)構(gòu)支撐，也是細胞分化的重要標志。這些角蛋白分子有兩種型別：1 型有28 種，2 型有26 種，已報道至少有54 種有功能的角蛋白分子，其中有18種角蛋白基因突變可引起各種各樣的疾病。EPPK 的主要致病基因之一是角蛋白家族的角蛋白9（keratin9，KRT9）基因，KRT1、KRT10 和KRT16 等基因突變也可引起EPPK[6,7]。KRT9 基因序列全長4492bp，含8 個外顯子，cDNA 全長2290 bp。KRT9 基因編碼含623 個氨基酸的KRT9，KRT9 由螺旋桿狀結(jié)構(gòu)域、非螺旋的頭部結(jié)構(gòu)域及非螺旋的尾部結(jié)構(gòu)域三部分構(gòu)成[8]。螺旋桿狀結(jié)構(gòu)域包括4 個α 螺旋（1A、1B、2A 和2B）及螺旋之間的連接區(qū)域（L1、L12、L2）[9]。桿狀結(jié)構(gòu)域的1A 區(qū)為螺旋起始基序（HIM），2B 區(qū)為螺旋終末基序（HTM）[10]。

1.1 KRT9 基因突變

據(jù)文獻報道，已在100 個EPPK 家族中鑒定出KRT9 基因的33 個突變（表1）[11]，錯 義 突 變 有30 個，其中23 個位于1A 區(qū)域（突變熱點區(qū)域），7 個位于2B區(qū)域，絕大多數(shù)位于第1 外顯子[12]，其余3 個為同義突變[11]。綜上，角蛋白基因突變集中在KRT9 基因編碼的K9 螺旋桿狀結(jié)構(gòu)域的1A和2B 區(qū) 域，尤 其 是1A 區(qū)域，而該區(qū)域影響角蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，可導致嚴重的臨床表現(xiàn)[13]。據(jù)權(quán)威的國際人類中間絲數(shù)據(jù)庫不完全統(tǒng) 計，在100 多 個EPPK 家系或散發(fā)病例中，KRT9 基因突變頻率最高為位于第1外顯區(qū)的p.Arg163Trp，約占33.4%。 此 外，p.Arg163Gln突變約占10.7%，p.Asn161Ser突變約占7.1%，p.Met157Val突變約占4.5%，前述4 種KRT9 突 變 型 占EPPK 基 因突變總數(shù)的55.7%[14]。另外，Li 等[8]報道了1 個三代中國家系的2 例EPPK 患者，對先證者及其兒子外顯子測序，發(fā)現(xiàn)KRT9 基因中的雜合錯義致病突變c.488G＞A（p.Arg163Gln），該病例報告描述了導致中國EPPK的c.488G＞A（p.Arg163Gln）突變，該突變的發(fā)現(xiàn)拓寬了EPPK 中KRT9 基因致病突變的范圍。Chen 等[7]報道了1 個四代中國漢族人EPPK 家系，發(fā)現(xiàn)KRT9基因第1 外顯子一個新的雜合錯義突變488G＞T。Li等[11]在3 個中國EPPK 家系中，檢測到KRT9 基因位于編碼保守中央α 螺旋桿狀結(jié)構(gòu)域中的3 個雜合突變（p.N161S，p.R163W和p.R163Q），這項研究證實了密碼子163 是KRT9的熱點突變位點，同時還發(fā)現(xiàn)p.N161S（4%）和p.R163W（4%）是與指節(jié)墊相關(guān)EPPK 的潛在熱點突變，而與指節(jié)墊無關(guān)的EPPK 熱點突變?yōu)閜.R163Q。此外，KRT9 基因突變與患者掌跖角蛋白的表達亦有關(guān)系，Liu 等[15]報道1 個EPPK五代家系，在KRT9 基因螺旋起始序列中發(fā)現(xiàn)雜合突變c.T491C（p.L164P），且患者手掌KRT16/KRT6 蛋白表達顯著增加，表明應激反應和傷口愈合的細胞角蛋白被活化。同時還發(fā)現(xiàn)患者KRT9/KRT2 表達增加，KRT10/KRT1 表達無變化，KRT14/KRT5 未檢測到。作者首次報道了EPPK 患者中KRT9的p.L164P雜合突變與多種角蛋白表達的改變有關(guān)。

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1.2 表型異質(zhì)性

目前中國EPPK 家系患者中，除顯示出典型的臨床和組織病理學特征外，還有3 種主要的伴隨癥狀：指節(jié)墊、與摩擦有關(guān)的皮膚損害、手掌攣縮。EPPK基因突變在不同人群中均有發(fā)生，但角化嚴重程度等臨床癥狀與伴隨癥狀總是不盡相同。盡管約60%的序列具有相同性，即使在攜帶相同突變的情況下，不同家系或不同個體之間仍存在表型差異。同一角蛋白基因突變的嚴重程度不僅取決于角蛋白中蛋白結(jié)構(gòu)域的位置，而且同一位置特定氨基酸被替代也對其有影響。這種多樣性可能與環(huán)境或表觀遺傳因素的不同有關(guān)，這需要對有特定KRT9 基因突變的動物模型進行深入研究。有文獻報道了22 例KRT9 基因突變并且有伴隨癥狀的EPPK 患者，發(fā)現(xiàn)15 例（68%）患者出現(xiàn)指節(jié)墊，這是最常見的伴隨癥狀。而在這些患者中有11 例KRT9 基因突變分布于1A ～2B 結(jié)構(gòu)域，沒有特定的突變位點[11]。在指節(jié)墊中發(fā)現(xiàn)KRT9的異位表達，這可能與指關(guān)節(jié)墊的形成有關(guān)[16]。在目前已知的33 個KRT9 基因突變中，有15 個與指節(jié)墊有關(guān)。摩擦相關(guān)的皮膚損害（18%）發(fā)生在有p.L160F和p.R163W突變的中國人、日本人和印度人中[17,18]。

2 臨床表現(xiàn)及組織病理特征

2.1 臨床表現(xiàn)

EPPK 患者在出生后數(shù)周到數(shù)月即可逐漸出現(xiàn)典型臨床癥狀，并持續(xù)終生。輕度患者僅有掌跖的表皮粗糙，大部分患者主要表現(xiàn)為雙側(cè)掌跖部位彌漫性角質(zhì)增厚，色黃，在增厚的表皮周邊有明顯的紅斑?；颊呤终坪妥沲乓装椓?，可伴疼痛感，癥狀嚴重時手指活動困難。此外，患者手和足的背部、手指、脛骨前、肘部和膝蓋也可出現(xiàn)皮損，并持續(xù)終生。多數(shù)患者伴多汗、臭汗癥狀，某些患者還可伴隨指節(jié)墊、斷指或手指畸形等。通常，除輕度瘙癢外，患者無其他主觀癥狀。

2.2 組織病理特征

EPPK 發(fā)病與角蛋白、角質(zhì)化包膜、內(nèi)聚力、細胞間通訊和跨膜信號轉(zhuǎn)導蛋白等有關(guān)。該病組織病理學特征是角化不全、表皮溶解性角化過度、角質(zhì)形成細胞明顯的核周空泡化及位于棘狀上層的巨大角質(zhì)透明顆粒[19]。在超微結(jié)構(gòu)上，EPPK 表現(xiàn)為異常的核周張力絲團塊，并存在較大且變形的角質(zhì)透明蛋白顆粒。頻繁用手、機械摩擦引起表皮過度生長，電鏡下觀察有角蛋白和張力絲的異常聚集物，這些均可使表皮的穩(wěn)定性降低，而這種過度生長的病態(tài)表皮可能是皮膚穩(wěn)定性降低的一種代償。

3 治療措施

除一般的對癥治療，如皮損局部化學封包、藥物浸泡和全身治療如口服類維生素等[20]，EPPK 尚無有效的治療方法。臨床和實驗室觀察均證實，角蛋白對維持表皮細胞間粘附具有重要作用，當正常組織動態(tài)平衡受到干擾時，如在傷口愈合和癌癥期間，角蛋白起著重要的非機械作用。翻譯后修飾，如角蛋白的糖基化和磷酸化，均在保護上皮細胞免受損傷中起重要作用。此外，角蛋白在調(diào)節(jié)免疫應答中也起作用。角蛋白相關(guān)疾病目前研究重點是開發(fā)新的治療方法，包括通過突變角蛋白和小分子對應的小干擾RNA（siRNA）調(diào)節(jié)角蛋白的表達。目前EPPK 治療的研究聚焦于變異組學，靶向siRNA 敲除EPPK 患者突變基因是一種有潛力的治療方法[20]。Lyu 等[21]構(gòu)建了一種敲入式KRT9基因突變EPPK 小鼠模型，模仿人類EPPK 患者，作者為EPPK 小鼠開發(fā)了一種突變體特異性短發(fā)夾RNA（shRNA）。使用螢光素酶報告基因測定法在體外鑒定了突變體特異shRNA，并遞送至KRT9+/mut小鼠中，shRNA 介導的突變蛋白敲低，可使小鼠爪子皮膚的形態(tài)和功能幾乎正常，而相同的shRNA 對野生型K9 小鼠幾乎無作用，這提示可以嘗試通過基因療法治療EPPK，這對未來的臨床應用具有重要意義。Wang 等[14]報道了一個維吾爾族的六代EPPK 家系，包括4 個近親婚姻家庭，發(fā)現(xiàn)與非近親結(jié)婚的患者相比，近親結(jié)婚患病人數(shù)更多，表型更嚴重，發(fā)病年齡更早。KRT9 基因突變雜合外顯率為100%，生育患病子代的遺傳風險高達50%，避免EPPK 家系的近親婚姻對降低患病率至關(guān)重要?？偠灾?，變異組學、生殖遺傳學和優(yōu)生學的研究對預防EPPK 患兒的出生具有重要意義。

4 小結(jié)與展望

EPPK 是一種少見的常染色體顯性遺傳病，對患者日常生活、工作、身心健康等均有嚴重影響。本病臨床癥狀體征相對典型，但發(fā)病機制未完全明確，主要涉及分子遺傳學方面。角蛋白基因突變是本病的研究熱點，患者臨床表型與基因突變、環(huán)境因素等的相關(guān)性也有待深入的研究。本病目前尚無根治方法，基因診斷和產(chǎn)前診斷對預防該病發(fā)生和降低出生缺陷有重要意義。目前國內(nèi)外報道的EPPK 多為散發(fā)或小家系，缺乏大宗臨床研究，提示臨床醫(yī)生需重視大樣本量臨床病例的收集，以期為EPPK 的發(fā)病機制、治療和預防提供新的思路。