急性间歇性卟啉病基因诊断研究进展

谢小超+徐筱玮+秦玉瑶+王亿鹏+杨爱红

【摘要】 急性间歇性卟啉病（AIP）是由羟甲基胆素合成酶（HMBS）基因突变所致的常染色体显性遗传病。目前已发现HMBS基因的300多种突变类型， 这些突变类型存在家族独特性和遗传多样性。对AIP患者及其家系中携带突变基因的潜在发病者进行HMBS基因诊断可以积极有效的预防AIP的发生。

【关键词】 急性间歇性卟啉病；羟甲基胆素合成酶；基因突变；胆色素原

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2016.21.199

AIP是由HMBS基因突变导致其编码的酶活性下降（>50%）造成卟啉或其前体δ-氨基-ly-酮戊酸（ALA）和胆色素原（PBG）生成增多导致的疾病。AIP是一种常染色体显性遗传疾病， 也是一种最常见的卟啉病类型。情绪波动、感染、月经、妊娠、药物等常是AIP的发病诱因。临床症状主要表现为咖啡色尿， 周期性剧烈腹部绞痛， 伴腹胀、恶心、呕吐等。AIP急性起病期， PBG和ALA通过肝脏生成增多， 尿PBG和ALA明显增加。然而在无症状的潜在发病患者群中， 不一定会出现尿ALA及PBG的升高， 因此通过检测AIP家族人群的HMBS活性以及HMBS基因， 可以更加准确的对AIP进行诊断[1]。

1 HMBS基因

HMBS基因含有14个内含子， 长约10 kb， 其cDNA为1.4 kb， 开放读码框为1038 bp。HMBS基因可以由两个不同的启动子调控， 通过可变剪接分别产生管家型和特异型转录产物， 两个启动子分别位于第一个外显子上游和第一个内含子中， 其中管家型转录产物占优[2]。管家型转录本由外显子1和3～15组成， 特异型转录本由外显子2～15组成。HMBS蛋白的赖氨酸残基55或59位于HMBS活性区， 对维持功能活性非常关键， 修饰任意残基将导致HMBS活性丧失[3]。

2 HMBS基因突变特点

HMBS基因的突变类型多样。目前已经确定了 HMBS基因存在300多种突变类型， 其中32%为错义突变， 其他突变类型包括缺失、插入、无义等。Susa等[4]发现了1例AIP的HMBS基因在10号外显子存在502G>T突变， 从而导致蛋白功能异常， 此种突变类型尚未被报道过。Puy等[5]对405人进行了HMBS基因测序， 这405人分别来自121个不同家系， 共发现78种不同类型的突变， 突变重复率<6%。

HMBS基因存在高度遗传多样性， 突变呈家族独特性。在8个意大利AIP患者中发现了7种基因突变。Ulbrichova等[6]对以色列的6个患有AIP的家系进行了HMBS基因分析， 每个AIP家族的HMBS基因都携带了独有的突变类型：R32P、T59I、D178N、V215M、730_731delCT、c.982_983delCA。

基因部分或全部缺失导致HMBS基因功能丧失。Susa等[4]同时发现了位于12号外显子730～731位置C和T两个碱基的缺失， 从而导致了蛋白质编码的过早中止， 此缺失突变曾在瑞士、丹麦、芬兰、荷兰、法国、英国等国家被报道过。Alfadhel等[7]发现1例疑似急性胆囊炎AIP患者的11号外显子上一个新的杂合突变， 分别为760位置缺失碱基C， 及氨基酸的I254X突变， 这是以急性胆囊炎误诊的第一例报告。Lam[8]在1例AIP患者及其母亲11号外显子8193位置发现碱基C的缺失， 患者母亲HMBS活性下降， 但未发病。一项对西班牙22个AIP家族的HMBS基因的研究显示， 其中6个家族发现了碱基位点669～698的缺失， 这使12号外显子出现了不正常的拼接[9]。

据不完全统计， 大约5%的发病家庭找不到任何基因突变。Kauppinen等[10]研究了120例AIP患者的HMBS基因， 发现2例患者即便有尿PBG和ALA升高及十分典型的临床症状， 但在所有的外显子和两端非翻译区没有发现任何突变。Puy等[5]研究了121个AIP家系， 但是在其中的12个家系中没有发现HMBS基因的任何突变位点。

3 基因诊断的意义

目前AIP的诊断主要依靠尿ALA及PBG的升高， 然而在许多无症状的潜在发病患者群中， 尿ALA及PBG未必阳性， 此时基因检测HMBS的突变位点对于AIP的诊断具有重要的意义[3]。同时， HMBS基因的突变呈家族性， 这体现了该基因的高度遗传多样性。因此， 应注意筛查AIP患者家系成员的HMBS基因， 一旦发现相同突变基因携带的家属， 应建议其避免各种诱因， 这可减少AIP的急性发作， 由此看来， HMBS基因检测对于预防及诊断AIP具有重大意义。

参考文献

[1] Whatley SD， Mason NG， Woolf JR， et al. Diagnostic strategies for autosomal dominant acute porphyrias：retrospective analysis of 467 unrelated patients referred for mutational analysis of the HMBS， CPOX， or PPOX gene. Clin Chem， 2009， 55（7）： 1406-1414.

[2] Schneider-Yin X， Szlendak U， Lipniacka AI， et al. Nine novel mutations in the hydroxymethylbilane synthase gene of Polish patients with acute intermittent porphyria. Clin Genet， 2006， 69（3）： 284-286.

[3] Miller AD， Packman LC， Hart GJ， et al. Evidence that pyridoxal phosphate modification of lysine residues（Lys-55 and Lys-59）causes inactivation of hydroxymethylbilane synthase （porphobilinogen deaminase）. Biochem J， 1989， 262（1）： 119-124.

[4] Susa S， Daimon M， Kato T， et al. A novel G168X mutation and a recurrent 730-731delCT mutation of the porphobilinogen deaminase gene in Japanese patients with acute intermittent porphyria. Blood Cells Mol Dis， 2013， 51（2）：130-131.

[5] Puy H， Deybach JC， Lamoril J， et al. Molecular epidemiology and diagnosis of PBG deaminase gene defects in acute intermittent porphyria. Am J Hum Genet， 1997， 60（6）： 1373-1383.

[6] Ulbrichova D， Schneider-Yin X， Mamet R， et al. Correlation between biochemical findings， structural and enzymatic abnormalities in mutated HMBS identified in six Israeli families with acute intermittent porphyria. Blood Cells Mol Dis， 2009， 42（2）： 167-173.

[7] Alfadhel M， Saleh N， Alenazi H， et al. Acute intermittent porphyria caused by novel mutation in HMBS gene， misdiagnosed as cholecystitis. Neuropsychiatric Disease and Treatment， 2014， 12（10）： 2135-2137.

[8] Lam CW， Poon PM， Tong SF， et al. Novel mutation and polymorphisms of the HMBS gene detected by denaturing HPLC. Clin Chem， 2001， 47（2）： 343-346.

[9] Guille?n-Navarro E， Carbonell P， Glover G， et al. Novel HMBS founder mutation and significant intronic polymorphism in Spanish patients with acute intermittent porphyria. Ann Hum Genet， 2004， 68（5）： 509-514.

[10] Kauppinen R， von und zu Fraunberg M. Molecular and biochemical studies of acute intermittent porphyrin in 196 patients and their families. Clin Chem， 2002， 48（11）： 1891-1900.

[收稿日期：2016-03-28]