ADA2 基因變異致腺苷脫氨酶2 缺乏癥的研究進(jìn)展

樓碧瑩 閆露露 李海波

1.寧波大學(xué)醫(yī)學(xué)院，浙江寧波 315000；2.寧波市婦女兒童醫(yī)院出生缺陷防治中心，浙江寧波 315000

腺苷脫氨酶2 缺乏癥（deficiency of adenosine deaminase 2，DADA2）是一種單基因常染色體隱性遺傳的自身炎癥性疾病，于2014 年首次發(fā)現(xiàn)[1,2]，致病基因是位于染色體22q11.2 的ADA2 基因。多數(shù)患者在兒童期發(fā)病，可導(dǎo)致多系統(tǒng)、多器官受累，部分患者可出現(xiàn)缺血性或出血性腦卒中、其他血管病變相關(guān)表現(xiàn)（高血壓、胃腸道癥狀）、肝脾腫大、周圍神經(jīng)病變、血液系統(tǒng)癥狀和輕度免疫缺陷、結(jié)節(jié)性動(dòng)脈炎（polyarteritis nodosa，PAN）等[1,2]。2014年至今，DADA2 的臨床表型譜已顯著擴(kuò)大，不同患者在臨床表現(xiàn)、發(fā)病年齡以及疾病的嚴(yán)重程度上有很大差異。目前相關(guān)研究表明，ADA2 缺乏的患者比預(yù)期更常見(jiàn)。本文旨在回顧并總結(jié)DADA2 患者的發(fā)病機(jī)制、診斷及治療的最新進(jìn)展，提高對(duì)DADA2患者的診斷、治療及管理的能力。

1 腺苷脫氨酶的特點(diǎn)及作用

腺苷脫氨酶（adenosine deaminase，ADA）的作用是調(diào)節(jié)嘌呤代謝，不可逆的將細(xì)胞內(nèi)的腺苷轉(zhuǎn)化為肌苷，目前已知ADA1 和ADA2 兩種腺苷脫氨酶。ADA1 是分子量為41kDa 的單體蛋白，在淋巴細(xì)胞中普遍表達(dá)，并且具有較高的酶活性[3]。ADA1 缺乏可導(dǎo)致重癥聯(lián)合免疫缺陷（severe combined immune deficiency，SCID），原因是在ADA1 中高度表達(dá)的T、B 和NK 淋巴細(xì)胞嚴(yán)重缺失，有毒的脫氧腺苷核苷酸在淋巴細(xì)胞中積累，最終導(dǎo)致發(fā)育中的淋巴細(xì)胞死亡。ADA2 是在ADA1 缺乏導(dǎo)致的SCID 患者脾臟中殘留的酶活性基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的[4]。與ADA1 相比，ADA2在骨髓細(xì)胞中表達(dá)水平最高，在血漿中表達(dá)水平較低[3,5]。ADA1 和ADA2 具有部分結(jié)構(gòu)同源性，兩種同工酶在許多方面存在差異，例如ADA2 對(duì)腺苷和脫氧腺苷分子的親和力比ADA1 低100 倍左右，因此，在底物的生理濃度下，ADA2 的脫氨酶活性幾乎不存在[6]。腺苷類似物紅細(xì)胞-9-（2-羥基-3-壬基）腺嘌呤對(duì)ADA1 有選擇性抑制作用，但對(duì)ADA2 無(wú)選擇性抑制作用，因此可以用于區(qū)分臨床樣品中ADA1和ADA2 的活性[4]。正常的ADA2 活性存在不能彌補(bǔ)ADA1 缺陷導(dǎo)致的異常代謝或免疫學(xué)后果，因此缺乏ADA1的SCID患者需要及時(shí)進(jìn)行造血干細(xì)胞移植、酶替代治療或基因治療[7]。ADA2 在細(xì)胞通路中的作用仍未知，高溫條件下ADA2 的穩(wěn)定性更好，最適合其活性的為酸性環(huán)境（pH 值約為6.5），表明其在缺氧、炎癥和腫瘤條件下的脫氨酶活性較高[6]。感染、自身免疫性疾病和惡性腫瘤患者血清ADA2水平升高，提示ADA2 具有調(diào)節(jié)炎癥的作用。ADA2缺乏可導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞不穩(wěn)定，斑馬魚(yú)模型和內(nèi)皮細(xì)胞共培養(yǎng)系統(tǒng)顯示了這一點(diǎn)[1,2]。

2 DADA2 的臨床表型與基因型

2.1 DADA2 的臨床表型

2.1.1 血管病變及系統(tǒng)炎癥病變 血管病變是DADA2 的主要臨床表現(xiàn)，主要累及中小動(dòng)脈，以皮膚和中樞神經(jīng)系統(tǒng)表現(xiàn)為主，也可累及腎臟、消化道等器官，急性期患者的超敏C 反應(yīng)蛋白、紅細(xì)胞沉降率和轉(zhuǎn)氨酶常升高，類似于結(jié)節(jié)性多動(dòng)脈炎[1,2]。①網(wǎng)狀青斑是最常見(jiàn)的皮膚表現(xiàn)，由血管周圍T細(xì)胞、廣泛的中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)間質(zhì)引起[1]。紅斑丘疹、非特異性紅斑、皮下結(jié)節(jié)、結(jié)節(jié)樣紅斑、遠(yuǎn)端動(dòng)脈閉塞引起的指端壞死、皮膚潰瘍和雷諾現(xiàn)象也有報(bào)道。②在神經(jīng)系統(tǒng)方面的影響主要是缺血性卒中、顱內(nèi)出血和神經(jīng)病變。缺血性卒中以腦深部核團(tuán)、中腦和（或）腦干受累為主。出血性卒中的發(fā)病率僅次于缺血性卒中，常發(fā)生在應(yīng)用抗凝劑或抗血小板聚集藥物治療后[1,8]。DADA2 患者發(fā)生卒中的嚴(yán)重程度不同，可從輕微的腔隙性梗死伴輕度神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥到嚴(yán)重的梗死引起永久性神經(jīng)功能障礙。神經(jīng)病變包括中樞神經(jīng)病變和周圍神經(jīng)病變。中樞神經(jīng)病變的患者可表現(xiàn)為顱神經(jīng)麻痹、雙癱、截癱。其中顱神經(jīng)麻痹通常涉及動(dòng)眼神經(jīng)、滑車神經(jīng)、外展神經(jīng)及面神經(jīng)（Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ），可引起神經(jīng)感覺(jué)性聽(tīng)力損失及眼科并發(fā)癥，如視力喪失、視網(wǎng)膜中央動(dòng)脈阻塞、視神經(jīng)萎縮、葡萄膜炎、復(fù)視、眼球震顫和斜視[1,9]。周圍神經(jīng)病變可引起多發(fā)性神經(jīng)病，如共濟(jì)失調(diào)、聽(tīng)覺(jué)障礙、單神經(jīng)炎、神經(jīng)脊髓炎和大腦萎縮[1,2,10-15]。DADA2③是一種全身性疾病，還可導(dǎo)致腎臟、胃腸道及肝臟等其他臟器受到血管炎或系統(tǒng)性炎癥的影響，包括腎動(dòng)脈瘤或狹窄、腎小球腎炎伴隨腎小球瘢痕形成及腎動(dòng)脈高壓[1,2,15]。消化系統(tǒng)癥狀包括胃腸道癥狀頻繁、腸壞死、穿孔和腸血管瘤、肝脾腫大和門(mén)靜脈高壓、肝臟結(jié)節(jié)性再生性增生和（或）肝門(mén)硬化[1,12,16]。另外還可累及骨骼、肌肉，引起肌痛、關(guān)節(jié)痛癥狀，關(guān)節(jié)炎和肌炎較少見(jiàn)，胸膜炎、心包炎、心肌病、腦膜炎和淀粉樣變、睪丸局部缺血梗死等癥狀較罕見(jiàn)。

2.1.2 血液系統(tǒng)異常 血液系統(tǒng)異常主要表現(xiàn)為淋巴細(xì)胞減少、中性粒細(xì)胞減少、純紅細(xì)胞再生障礙性貧血、血小板減少以及骨髓衰竭導(dǎo)致的全血細(xì)胞減少。即使患者沒(méi)有炎癥或血管病變的特征，血液學(xué)缺陷也可能呈現(xiàn)。

2.1.3 免疫功能異常 患者免疫功能異常主要表現(xiàn)為免疫缺陷，其中低丙種球蛋白血癥最常見(jiàn)，免疫球蛋白M、免疫球蛋白G 和免疫球蛋白A 均有不同程度降低，這可能與轉(zhuǎn)換記憶B 細(xì)胞顯著降低有關(guān)。DADA2患者因免疫缺陷，會(huì)增加細(xì)菌性、病毒性感染易感性，如復(fù)發(fā)性單純皰疹病毒感染、人乳頭瘤病毒性皮膚疣、帶狀皰疹病毒感染及EB 病毒感染，另外腦膜、胃腸道和泌尿道感染也有報(bào)道[17-19]。對(duì)于淋巴增殖性疾病，有谷氨酰胺tRNA 氨基轉(zhuǎn)移酶A 亞基缺陷、自身免疫性淋巴增生綜合征、巨大淋巴結(jié)增生癥、霍奇金淋巴瘤及T 細(xì)胞大顆粒淋巴細(xì)胞白血病等[20-22]。

2.2 DADA2 的基因型-表型相關(guān)性

ADA2 基因大約有43 000 對(duì)堿基，含有10 個(gè)外顯子，ADA2 所有結(jié)構(gòu)域均有變異位點(diǎn)報(bào)道。DADA2常在兒童時(shí)期起病，基因型與臨床表型無(wú)明顯相關(guān)性，錯(cuò)義變異、移碼變異、剪接缺陷和缺失已被描述為致病性變異。變異的類型和位置與DADA2 的表型無(wú)明顯相關(guān)性。DADA2 最常見(jiàn)的致病變異為G47R 和R169Q，在具有相同純合變異的家系成員間，臨床表型的差異也很大[2,11,12]。具有雙等位基因變異和缺乏血漿ADA2 活性的個(gè)體(包括成年人)可以完全無(wú)癥狀，這些個(gè)體通常只有在確定受影響的家庭成員被診斷之后進(jìn)行家系成員的追溯，才發(fā)現(xiàn)具有ADA2 基因變異。Nanthapisal等[15]建議用Sanger法測(cè)序和ADA2 酶活性測(cè)定來(lái)篩查所有未受影響確診患者的兄弟姐妹。目前認(rèn)為DADA2 的臨床表型可能是受其他遺傳和表觀遺傳修飾作用、剩余ADA2活性數(shù)量以及環(huán)境因素的影響[23,24]。

3 DADA2 的發(fā)病機(jī)制、診斷及治療

3.1 DADA2 的發(fā)病機(jī)制

ADA2 基因的生理功能及功能缺失變異后的致病機(jī)制尚未完全闡明，推測(cè)可能與催化功能障礙、生長(zhǎng)因子功能障礙和免疫功能障礙有關(guān)。已知腺苷在炎癥中起作用，在疾病急性期，升高的腺苷水平在很大程度上起抗炎和促進(jìn)組織保護(hù)反應(yīng)的作用。慢性升高的腺苷水平可能通過(guò)延長(zhǎng)炎癥來(lái)促進(jìn)組織損傷和纖維化，因此，ADA2 缺乏導(dǎo)致腺苷分解代謝受損，腺苷水平緩慢升高，隨后可能導(dǎo)致慢性炎癥[25]。ADA2 可能在維持M1 和M2 巨噬細(xì)胞之間的平衡中起作用，導(dǎo)致M1 促炎癥表型，建立血管病變和炎癥的惡性循環(huán)[26]。除以上外其他機(jī)制也可能參與，最近的研究表明在缺乏ADA2 的情況下，腺苷穩(wěn)態(tài)的破壞會(huì)觸發(fā)中性粒細(xì)胞胞外陷阱的形成和干擾素信號(hào)的激活[27,28]。嗜中性粒細(xì)胞表達(dá)腺苷受體，可深刻影響嗜中性粒細(xì)胞功能。Belot等[10]報(bào)道中性粒細(xì)胞表達(dá)基因過(guò)度表達(dá)可能導(dǎo)致中性粒細(xì)胞慢性或顯著活化，進(jìn)而引起組織損傷。在ADA2缺乏患者中可觀察到干擾素刺激基因的上調(diào)，DADA2 患者治療前和治療后的Ⅰ型干擾素平均評(píng)分顯著高于健康對(duì)照組，提示Ⅰ型干擾素在疾病發(fā)病機(jī)制中可能起作用，這種干擾素特征通常見(jiàn)于系統(tǒng)性紅斑狼瘡或孟德?tīng)枹裥透蓴_素驅(qū)動(dòng)的疾病，如凍瘡樣狼瘡或Aicardi-Goutières 綜合征[29,30]，但其潛在的分子機(jī)制仍有待研究。另外Ⅱ型干擾素途徑相關(guān)基因的組成性上調(diào)是DADA2 患者的一個(gè)特征性發(fā)現(xiàn)[31]。Ⅱ型干擾素途徑與其他炎癥性疾病有關(guān)，包括銀屑病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、巨噬細(xì)胞活化綜合征等[32-34]。Ⅱ型干擾素信號(hào)傳導(dǎo)可能在DADA2發(fā)病機(jī)制中起重要作用，研究顯示抗腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）藥物通過(guò)抑制TNF-α 和Ⅱ型干擾素途徑來(lái)控制全身炎癥，這可能解釋了抗TNF-α 治療對(duì)DADA2 有效的原因。

3.2 DADA2 的診斷

目前尚未建立 DADA2 正式的診斷標(biāo)準(zhǔn)。DADA2 的診斷主要是通過(guò)ADA2 基因測(cè)序來(lái)確診。如果不能進(jìn)行基因檢測(cè)，可以通過(guò)測(cè)量ADA2 酶活性進(jìn)行初步診斷。酶活性的缺失是DADA2 患者的共同特征，具有相同亞型變異的攜帶者血漿ADA2 活性也可能有相當(dāng)大的差異，提示其他因素可能通過(guò)變異和（或）野生型等位基因調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的表達(dá)。ADA2 基因變異攜帶者通常表現(xiàn)為健康狀態(tài)，沒(méi)有DADA2 的標(biāo)志性表現(xiàn)，這些個(gè)體通常是通過(guò)家庭成員被診斷DADA2 后進(jìn)行有針對(duì)性篩查而發(fā)現(xiàn)的。目前尚不清楚導(dǎo)致DADA2 的原因，所以患病初期的表現(xiàn)可能是嚴(yán)重、致殘甚至危及生命的[35]?，F(xiàn)有報(bào)道提出，測(cè)定干血斑中ADA2 活性作為DADA2 診斷工具，用于篩選DADA2 患者[36]，可對(duì)疾病進(jìn)行早期和快速診斷，特別是用于新生兒的大規(guī)模篩查，從而早期識(shí)別DADA2。DADA2 具有多效性表現(xiàn)，在臨床上需要及時(shí)與其他疾病進(jìn)行鑒別，如Aicardi-Goutières 綜合征、息肉樣脈絡(luò)膜血管病變、鐮刀型紅血球疾病、青斑樣血管病變、血小板減少性紫癜等。

3.3 DADA2 的治療及預(yù)防

DADA2 的主要表型是血管炎癥，目前臨床常用幾種免疫抑制藥物如硫唑嘌呤、甲氨蝶呤、環(huán)磷酰胺、霉酚酸酯和西羅莫司來(lái)抑制或控制炎癥，但其療效均是暫時(shí)的，無(wú)法進(jìn)行長(zhǎng)期治療。對(duì)于全身炎癥性血管病變?yōu)橹饕硇偷幕颊?，抗腫瘤壞死因子藥物治療通常更安全、更有效，例如依那西普、阿達(dá)木單抗、戈利木單抗、英夫利昔單抗及塞妥珠單抗，其中依那西普的應(yīng)用最廣泛[37]。然而抗腫瘤壞死因子藥物并不能治愈血液學(xué)表型，對(duì)于血液學(xué)和免疫學(xué)表型的患者，造血干細(xì)胞移植（hematopoietic stem cell transplantation，HSCT）是主要的治療方法，因?yàn)锳DA2 主要由骨髓來(lái)源的髓樣細(xì)胞分泌[38]。目前研究表明，HSCT 治療DADA2 的血液學(xué)和免疫學(xué)表型，在沒(méi)有新發(fā)血管事件的情況下，具有良好的生存率，證明造血細(xì)胞衍生的ADA2 在恢復(fù)單核細(xì)胞-內(nèi)皮細(xì)胞相互作用中起著非冗余的作用，因此，HSCT 是一種有價(jià)值的治療方法[39]。對(duì)于有神經(jīng)學(xué)表現(xiàn)，尤其是卒中、PAN 樣表型且有遺傳病史或?qū)鹘y(tǒng)治療方式有抵抗的患者，應(yīng)檢測(cè)其血漿ADA2 活性和ADA2 基因是否有變異。

4 總結(jié)與展望

DADA2是一種由ADA2基因變異導(dǎo)致的罕見(jiàn)自身炎癥性疾病，可極大程度地影響患者的生活質(zhì)量，降低生存率。目前該疾病的治療方法主要依靠抗腫瘤壞死因子藥物及造血干細(xì)胞移植，可在一定程度改善患者的生存質(zhì)量。因此提高專家對(duì)DADA2獨(dú)特表現(xiàn)的認(rèn)識(shí)，做到及時(shí)診斷、及時(shí)治療和管理，預(yù)防長(zhǎng)期或不可逆的并發(fā)癥，對(duì)患者的預(yù)后有極大的幫助。雖然DADA2的發(fā)病機(jī)制研究目前已取得進(jìn)展，但仍需進(jìn)一步研究，以期調(diào)整和指導(dǎo)未來(lái)的臨床治療和預(yù)防策略。