家族性高胆固醇血症双基因突变相关性研究进展

席可望，彭瑜，李珊，刘婷，张颖，李娟

家族性高胆固醇血症（FH）是一种常染色体（共）显性遗传的脂蛋白代谢紊乱性疾病[1]，主要临床表现为：低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平不同程度升高、皮肤和（或）肌腱黄色瘤、脂性角膜弓、早发冠状动脉粥样硬化性心脏病（pCHD）[2,3]。临床上将FH分为纯合子型家族性高胆固醇血症（HoFH）和杂合子型家族性高胆固醇血症（HeFH），临床中HeFH更为常见，多数国家的发病率为1/250～500[1]，HoFH较罕见，全球发病率约1/160000～1000000[4]。FH是一种单基因遗传病，约79%以上的患者是由低密度脂蛋白受体基因（LDLR）突变造成LDLR合成、组装、转运、循环、囊泡形成缺陷；约5%的患者是协助低密度脂蛋白（LDL）与其受体结合的载脂蛋白B（ApoB）基因突变；约1%的患者前蛋白转化酶枯草溶菌素（PCSK9）基因突变使LDLR降解增加[5]；其他罕见突变包括LDLR衔接蛋白1（LDLRAP1）[5]、载脂蛋白E（APOE）[6]、胆固醇调节元件结合蛋白-2（SREBP2）[7]、信号转导衔接蛋白-1等突变（STAP1）所致[8]。尽管这些基因突变具有相似的临床表型，但疾病的严重程度和血浆LDL-C水平之间均存在差异。最近的研究报道显示，FH存在双基因突变[9]，双基因遗传模式是指同一例患者通过遗传学检测发现有两种基因突变，两者间相互作用影响LDLR代谢通路中的多个基因，产生不同于家系其他成员的临床特征[10]。双基因突变造成FH的基因型-表型相关性研究较少，随着高通量测序技术的广泛应用，发现的FH基因突变类型越来越多，双基因突变的研究可为临床更好地评估患者表型的严重程度以及对可能出现的疗效提供依据。本文就FH双基因突变的基因型-表型相关性文献报道进行复习，旨在帮助临床提高不同类型FH的诊断率。

1 LDLR/APOB突变

LDLR突变是导致FH严重表型最常见的突变，表现为高LDL-C水平和对降脂治疗低反应性[11]。APOB突变具有不完全外显率，临床表现相比于LDLR突变的患者轻[12]。目前FH双基因突变中LDLR/APOB患病率为1/564，仅少量研究报道相关突变[13]。Rauh等在报道中描述了1例FH双杂合子突变个体，患者与家系其他成员表型相似，出现典型的肌腱黄色瘤和pCHD，且患者同时携带其父亲APOB突变与母亲LDLR突变，人们开始意识到FH可能存在双基因突变类型[14]。Rubinsztein等在一个南非家系中也发现了5例双基因突变个体，即同时携带LDLR p.(Asp227Glu)和ApoB p.(Arg3527Gln)，患者表型和LDL-C水平处于FH杂合子和纯合子之间。给予辛伐他汀20 mg，持续6周，双杂合子突变患者LDL-C水平降低25.4%，杂合子患者LDL-C水平降低31%，ApoB缺陷患者（FDP）水平降低29.8%[15]，对于降脂药物反应的差异可能是由于不同位点的突变对LDLR表达水平的影响不同；另一种可能是由于基因-基因或基因-环境相互作用影响，使患者对辛伐他汀产生不同的反应。此外，Benlian等报道了法国无动脉粥样硬化家族史的2例LDLR/APOB的双杂合子突变病例，1例基因型为ApoB p.（Arg3500Gln）和LDLR p.（Trp66Gly），另1例为ApoB p.（Arg3500Gln）和LDLR p.（Glu207Lys），他们的表现型与家系中其他成员明显不同，皆发生了pCHD。2例突变均为双杂合子突变，但前者表型明显轻于后者[16]，对此解释为不同的基因型导致不同表型，当FH家族中出现LDLR突变，部分成员出现差异表现型时，应考虑患者可能存在双基因突变。其次，FH表型的严重程度可能与两个主要候选基因LDLR和APOB基因突变的联合效应有关，但绝不是简单的相加，而是双基因效应，大多数双基因突变患者表型介于杂合子和纯合子FH之间。

2 LDLR/PCSK9突变

Amina等研究发现PCSK9单基因突变不仅是导致FH的主要原因之一，而且在LDLR突变的FH患者中也可发生PCSK9基因突变，并产生不同于单基因突变的表型[10]。Pisciotta等报道了两个不相关的双杂合子FH携带LDLR/PCSK9突变家系，其中家系A中1例先证者携带两种新的突变PCSK9p.（N425S）和 LDLRp.（Y419X）；家系B中2例先证者携带既往报道的两种突变 LDLRp.（E228K）和PCSK9p.（R496W）。3例患者均患有黄色瘤和高胆固醇血症，LDL-C水平介于纯合子FH和杂合子FH水平之间，其中仅有家族A先证者出现pCDH[10]。家系A先证者由于临床表现严重，给予LDL单采、依折麦布和大剂量他汀类降脂药物，LDL-C 降低65%～70%。家系B中2例先证者由于没有pCDH的表现，给予大剂量他汀类药物和考来烯胺联合治疗，LDL-C降低约40%[17]。同时，Sharifi等报道了1例严重的双杂合LDLR/PCSK9 FH病例，患者检测结果为 LDLRp.（E228K）和 PCSK9p.（R496W）变异，临床给予150 mg alirocumab单抗治疗12周后，LDL-C降低≥15%[18]。综上所述，降脂方案的个体化制定对患者的长期依从性和良好的临床获益至关重要。

3 LDLR/LDLRAP突变

位于1号染色体短臂上的LDLRAP1基因编码细胞质LDLRAP1蛋白[18]，仅不足1%的FH是由LDLRAP1基因变异导致，LDLRAP1基因编码的蛋白通常与LDLR结合，参与LDL的内化、LDLR的循环利用或降解过程[19,20]。LDLR/LDLRAP双基因突变报道甚少，第1例LDLR/LDLRAP双基因突变是在一项队列研究中被发现，先证者携带LDLRp.（Lys790*）突变和LDLRAPp.（Lys204-Glufs*17）。先证者表现为严重的黄色瘤、冠状动脉疾病和主动脉狭窄，双基因突变患者的LDL-C水平与单基因突变FH相似[21]。Soufi等在一个土耳其FH家系中发现了四个LDLR/LDLRAP1双基因突变个体。患者同时携带LDLRAP1p.（Q136）变异和LDLRp.（Q254P）变异，给予患者阿托伐他汀150 mg、考来烯胺12 g和依折麦布10 mg，LDL-C并未达到目标水平，患者开始接受脂蛋白单采，以期达到治疗目标[22]。研究发现LDLRAP 1基因突变产生的LDLRAP 1截断蛋白缺失磷酸酪氨酸结合域，导致LDLRAP 1蛋白失去功能，不能与LDLR结合参与LDL-C的内化[23,24]，与纯合子的LDLR基因突变相比，杂合子LDLR变异和杂合子LDLRAP1的双基因变异将导致更严重的临床表型[10]。

4 APOB/PSCK9突变

PCSK9基因位于1p32. 3，有12个外显子，PCSK9编码的是一种肝源性蛋白，胆固醇的体内代谢可通过PCSK9调节，其主要功能是在细胞表面结合LDLR，使其内化进入溶酶体并降解[25]。PCSK9基因过表达时，LDLR降解增加使LDL-C水平下降导致循环中LDL和胆固醇水平升高。目前为止，很少有研究报道PCSK9和其他FH基因LDLR和APOB的双基因突变。唯一报道的APOB/PCSK9病例是一个来自法国的ApoB基因突变家系，该患者同时有APOBp.（Ala3396Thr）和PCSK9p.（Arg96Cys）突变并表现为严重的常染色体高胆固醇血症（ADH），包括脂性角膜弓和总胆固醇水平升高[26]，这种严重表型可能是由于ApoB与PCSK9突变，导致其他蛋白质间相互作用的结果[10]。

5 FH的双突变的遗传学检测

有研究报道指出，我国成年冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）患者中FH的检出率为0.41%，且存在地域和城乡差异，即东部地区检出率最高，城市高于农村，FH的pCDH发生率明显高于非FH患者，其降脂药物治疗比例和LDL-C达标率均低[27]。为了准确诊断与早期治疗，多种分子遗传学检测方法被用于FH的诊断，其中二代测序技术（NGS）的临床应用，使得大量的单基因和多基因遗传性疾病被确诊。NGS主要包括全基因组测序（WGS）、全外显子组测序（WES）和目标区域测序（TRS）。NGS技术具有高通量、速度快、精度高、信息量丰富等优势，目前被认为是FH最主要的诊断技术之一[28]。但不同的测序方法在基因检测数目、数据分析速度、检测成本等方面存在很大差异，选择合适的检测方法尤为重要。FH双基因突变的患者仅通过传统的脂代谢生化指标很难确诊，联合基因测序技术可明确FH双基因突变患者的诊断，为临床预防严重pCHD的发生提供了依据。

综上所述，FH是一种严重的遗传代谢性疾病，患者早期可出现各种心血管事件。随着高通量检测技术的广泛应用，人们已认识到临床存在FH双基因突变患者，此发现为FH发病机制及疾病进展的预防提供了新思路。基于高通量检测平台衍生出多种新的检测技术，临床医生可根据患者临床表现、不同于FH的临床特点等，选择合适的检测方法，对疾病作出明确诊断，有助于全面了解基因突变类型，为评估病情，制定个体化治疗方案，改善预后，提供遗传学依据。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。