Crigler-Najjar综合征的治疗进展

张文艳 邓国宏

摘要：Crigler-Najjar综合征（CNS）是一种因胆红素尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A1（UGT1A1）活性降低或完全缺失所导致的血浆中非结合胆红素含量增加的常染色体隐性遗传病，分为CNS Ⅰ型和Ⅱ型。其中CNS Ⅰ型最为严重，可发展为核黄疸损坏大脑神经系统，甚至威胁到患者的生命。本文介绍了6种CNS治疗方法，包括光照疗法、血浆置换、药物治疗、肝移植、肝细胞移植和基因疗法；归纳了每种治疗技术的适用患者类型、治疗效果以及现存的不足之处。光照疗法、血浆置换、药物治疗和肝细胞移植治疗技术可暂时性地控制患者血清水平，降低患者发生核黄疸的风险，但不能彻底恢复UGT1A1酶活性；肝移植是CNS Ⅰ型患者目前唯一的治療方式，但因合适肝脏供体来源和术后免疫排斥反应等因素受到限制；基因疗法在治疗CNS等遗传性疾病领域中最具应用前景，能够为CNS患者提供更多的可行性治疗方案。

关键词：Crigler-Najjar综合征； 光疗法； 血浆置换； 药物疗法；    肝移植； 细胞移植； 基因治疗

基金项目：国家自然科学基金重点项目（81930061）； 西南医院重大技术创新计划重大项目（SWH2016ZDCX1007）

Research advances in the treatment of Crigler-Najjar syndrome

ZHANG Wenyan1，2， DENG Guohong2. （1. School of Life Sciences， Chongqing University， Chongqing 404100， China; 2. Department of Infectious Diseases， The First Affiliated Hospital of Army Medical University， Chongqing 400038， China）

Corresponding author：DENG Guohong， gh_deng@hotmail.com （ORCID：0000-0003-1263-7220）

Abstract：

Crigler-Najjar syndrome （CNS） is an autosomal recessive disorder in which the content of plasma unconjugated bilirubin is increased due to the reduction or complete deficiency of the activity of bilirubin uridine diphosphate glucuronosyl transferase 1A1 （UGT1A1）， classified as CNS type I and II. CNS type I is the most severe， which will develop into kernicterus， damage the brain nervous system， and even threaten the life of patients. This article introduces six CNS treatment techniques， including phototherapy， plasma exchange， drug therapy， liver transplantation， hepatocyte transplantation and gene therapy. The applicable patient types， treatment effects and existing deficiencies of each technique were summarized. Phototherapy， plasma exchange， drug therapy and hepatocyte transplantation can temporarily control serum levels and reduce the risk of jaundice， but cannot completely restore UGT1A1 enzyme activity; liver transplantation is currently the only treatment option for CNS type I patients， but is limited by suitable liver donors and post-operative immune rejection. Gene therapy has the most promising application in the treatment of genetic disorders such as CNS， which can provide more viable therapeutic techniques for CNS patients.

Key words：

Crigler-Najjar Syndrome; Phototherapy; Plasma Exchange; Drug Therapy; Liver Transplantation; Cell Transplantation; Genetic Therapy

Research funding：

National Natural Science Foundation of China （81930061） ; Key Project of the Technical Innovation Plan of Southwest Hospital （SWH2016ZDCX1007）

Crigler-Najjar综合征（Crigler-Najjar syndrome，CNS）是一种罕见的常染色体隐性遗传性疾病，是由胆红素尿苷二磷酸葡萄糖（uridine diphosphate，UDP）醛酸转移酶1A1（UDP-glucuronosyl transferase 1A1，UGT1A1）活性降低或缺乏所导致的非结合性高胆红素血症［1］。CNS分为Ⅰ型和Ⅱ型，前者较后者严重。CNSⅠ型由Crigler和Najjar于1952年首次报道［2］，因UGT1A1酶活性完全缺失所导致，患者的血清胆红素水平为20～50 mg/dL，超出正常范围（0.2～1.2 mg/dL），若未行治疗，非结合胆红素（unconjugated bilirubin，UCB）在大腦（皮质下核）中积累发展为核黄疸，这是婴幼儿严重的非结合性高胆红素血症的常见症状，可导致神经系统损伤。Arias［3］于1962年报道了23例非结合性高胆红素血症患者，对其中8例患者（年龄18～45岁）的症状进行描述，总结了CNS Ⅱ 型的临床表现。CNS Ⅱ 型患者UGT1A1酶活性未完全缺失，低于正常水平（＜10%），血清胆红素水平为7～20 mg/dL，出现神经损伤的风险较低。CNS Ⅰ 型患者UGT1A1酶活性的完全缺失是由于UGT1A1基因发生突变，常见突变有缺失、内含子剪接供体和受体位点改变、外显子跳跃插入或在UGT1A1基因内形成终止密码子、错义突变［4-6］；CNS Ⅱ 型患者则是由于UGT1A1基因发生点突变导致UGT1A1酶的表达下降［7］。CNS Ⅰ 型和 Ⅱ 型在临床上的区别主要是使用苯巴比妥治疗后，前者血清胆红素不下降，而后者可见血清胆红素水平下降［8］。本文将针对CNS治疗相关研究进展作一综述。

1 CNS的治疗

胆红素是血红素的氧化产物，在血液中与清蛋白结合形成胆红素-清蛋白复合体，即UCB。UCB运输至肝脏中，在肝细胞膜血窦域中胆红素与清蛋白分离。此时，胆红素与肝细胞内的Y蛋白（配体蛋白）或Z蛋白结合形成胆红素-Y蛋白或胆红素-Z蛋白。肝细胞中的胆红素-Y蛋白或胆红素-Z蛋白转运至滑面内质网中，在UGT的作用下与配体蛋白分离，生成葡萄糖醛酸胆红素，即结合胆红素，分泌进入胆管系统，随胆汁排入肠道。依据胆红素的代谢过程，可通过减少血浆中UCB水平达到治疗CNS的目标。目前，CNS主要有以下6种治疗方法。

1.1 光照治疗 光照治疗简称光疗，是CNS新生儿治疗高胆红素血症最常用的治疗方式之一［9-10］。光疗的原理是通过某种光源照射患者皮肤表面，使血液中非结合的游离胆红素经光-氧作用后发生结构改变，破坏分子内氢键的形成，转变为水溶性胆红素，易于从胆汁和尿液中排出，从而达到降低血清胆红素水平的作用。胆红素主要吸收400～500 nm的可见光，其中对425～475 nm波长的光吸收最强。由于蓝光的波长正处于425～475 nm，因此，425 nm、475 nm蓝光灯在临床应用最为广泛。

蓝光治疗对新生儿高胆红素血症患者的治疗效果高于普通光照治疗（如日光灯、卤灯），当CNS Ⅰ 型新生儿患者接受长时间的蓝光治疗后，可将总胆红素控制在7～28 mg/dL范围内［11］。但随着患儿的年龄增长，其皮肤厚度、色素沉着及体表面积增加，光照治疗的效果也随之降低［6，12-13］，增加了CNS Ⅰ 型患者发生脑病和核黄疸的风险。此外，光照治疗也有不足之处。一方面，患者在家庭进行光照治疗需安装相应的光疗设备（LED光源和灯箱）及辅助设备（冷却设备），在一定程度上增加了家庭经济负担；另一方面，患者需接受长时间的光照治疗，导致生活极大不便，降低了其生活质量［11］。

1.2 血浆置换 血浆置换可有效降低CNSⅠ型患者高胆红素血症加重期间的总胆红素和UCB水平［14］。血浆置换需要先抽取患者的血液，经离心去除血浆，重悬红细胞，使用供体血浆替换患者自身血浆，再与白蛋白、平衡液重新融合，形成新的血液，回输患者体内，并多次置换以达到降低胆红素水平的效果［15］。血浆置换可以快速降低胆红素水平，将其控制在正常范围内，延长患者生存时间，但所需新鲜血浆量大，存在一定的副作用及安全问题（如过敏反应、肝炎等），且经血浆置换治疗后胆红素水平仍可能升高。

1.3 药物治疗

1.3.1 苯巴比妥 CNSⅡ型新生儿患者因肝生物转化酶系发育不完全，UGT的酶活性较低，故其肝脏中转化生成结合胆红素的能力弱，无法及时清除细胞产生的胆红素，血浆中的UCB水平增加，形成高胆红素血症。苯巴比妥可以通过增强肝脏中UGT的合成来降低血清中的UCB含量，这是由于苯巴比妥能够作用于UGT1A1基因的290 bp（-3 483/-3 194）区域，该区域为苯巴比妥响应性增强子模块（gtPBREM），可由一种名为持续性激活受体的核受体所激活［16］。Abdul Raffay等［17］报道了一例罕见的14岁CNSⅡ型患儿，其出生便有黄疸，血清总胆红素16.1 mg/dL，UCB 15.6 mg/dL，服用苯巴比妥1个月后，其UCB水平下降至9.5 mg/dL，胆红素水平得到了有效控制。

1.3.2 奥利司他 奥利司他是一种选择性胃肠脂肪酶抑制剂，剂量依赖性地抑制膳食甘油三酯的吸收［18］，常用作减肥药。在CNSⅠ型患者和Gunn大鼠中，因缺乏UGT，UCB未被葡萄糖醛酸化，不能经胆汁排出。研究［19-20］发现，血浆中的UCB水平高时，可以从血液中到达肠腔，极少量的UCB可以分泌到模型鼠的胆汁中，肠道捕获UCB后通过粪便排泄可减少UCB肠肝循环，进而降低血浆中UCB的含量。奥利司他能够诱导血浆中UCB跨黏膜到达肠腔，降低血浆中UCB含量［21］。在动物模型研究［22］中，高脂饮食组和低脂饮食组Gunn大鼠服用奥利司他后，高脂饮食组的治疗效果低于低脂饮食组，可能原因是模型鼠摄入大量脂肪时，粪便中排泄的脂肪量也会增加，此时已达到脂肪捕获UCB的最大水平，增加脂肪摄入量（粪便排泄量增加）不会进一步降低血浆中UCB的含量。与动物模型研究结果一致，当CNS患者饮食中脂肪摄入量和BMI较低时，经奥利司他治疗后，这部分患者血清中UCB含量降低。临床上，应根据不同CNS患者来确定最佳的奥利司他服用剂量，以此达到脂肪在肠腔中的最佳分布。此外，在Hafkamp等［23］报道的16例服用奥利司他治疗的CNS患者中，所有患者血浆中UCB含量均下降，其中7例患者血浆UCB水平平均下降21%。然而，奥利司他存在一定的副作用，主要与胃肠道相关，常见不良反应包括腹泻、胃痉挛和肠胃胀气等。

1.3.3 磷酸钙 在体外，UCB可与非晶态磷酸钙相结合，Gunn大鼠服用磷酸钙后，血浆中的UCB与肠内磷酸钙结合可能刺激其排泄，达到降低血清UCB含量的作用［24］。有研究［25］发现，接受光照治疗的CNSⅠ型患者在口服磷酸钙后，其血清胆红素可降低18%，而CNSⅡ型患者的血清胆红素并未降低，因此磷酸钙可作为CNSⅠ型患者光疗的辅助剂。

1.4 肝移植 肝移植是目前各种终末期肝病的标准治疗手段，关于肝代谢缺陷导致的疾病（如CNSⅠ型）不会导致肝结构性损伤，可选择辅助性肝移植，利用部分正常肝脏辅助患者来恢复肝代谢缺陷。

辅助性肝移植是一种保留受体部分或全部肝脏，将正常供体的部分肝脏或全部肝脏植入患者体内的一种移植方法。辅助性肝移植根据手术方式的不同可分为异位辅助性肝移植和原位辅助性肝移植。异位辅助性肝移植是在不切除患者原有病肝的基础上，将供体肝脏移植到患者原肝旁。原位辅助性肝移植是切除患者的部分病肝，在切除病肝部位移植入相应体积的正常肝脏。辅助性肝移植手术难度较大，术后并发症多。临床上，异位辅助性肝移植较少开展，主要采用原位辅助性肝移植。Shanmugam等［26］对1例22岁CNSⅠ型女性患者行左侧肝辅助性部分原位肝移植，术后5 d患者的胆红素水平从接受光照治疗的26～28 mg/dL恢复至正常水平，且肝移植18个月后肝功能检测正常。

目前，肝移植仍是CNSⅠ型患者的唯一根治手段［27］，可作为预防性策略以避免CNSⅠ型相关严重并发症的发生。然而，肝移植的临床应用受手术成本高、合适的肝脏供体来源及移植后的免疫排斥反应和并发症等因素限制。此外，肝移植并不能纠正患者已出现的神经损伤［28］，患者应在脑损伤风险最小的情况下行肝移植。

1.5 肝细胞移植（hepatocellular transplantation，HCT） HCT作为肝移植的替代方案，相较于肝移植产生的创伤更小，手术过程更简单，手术风险更低［29-30］，可作为肝移植患者等待合适供体器官期间的临时治疗方式，暂时性地恢复肝功能。HCT前，先选择合适的肝脏外植体，从中分离出肝细胞，对其进行质量评估，将一定数量的高质量肝细胞经门静脉输入患者体内，进一步检测患者相关指标。

Ambrosino等［31］报道1例9岁CNS Ⅰ 型男性患儿，其总胆红素水平为（530±38） μmol/L，伴有发育迟缓、口齿不清和轻度运动失调的核黄疸临床症状，接受HCT的60 d内，总胆红素水平降低，维持在317 μmol/L左右。此外，Khan等［32］报道1例2岁CNS Ⅰ 型女性患儿，血浆中胆红素水平高（＞30 mg/dL），但并未观察到核黄疸症状，接受肝祖细胞移植2个月内胆红素水平降至16 mg/dL。

虽然HCT治疗CNSⅠ型具有一定的安全性、可行性和有效性，但并不能完全降低CNSⅠ型患者的高膽红素水平，需要重复行肝细胞输注，且最终均需行肝移植［31，33］。同时，HCT在所分离肝细胞的质量、细胞移植效率及移植后患者的免疫反应等方面仍存在极大的挑战，限制了该方法的临床应用。

1.6 基因治疗

基因治疗是指将机体存在缺陷的基因经生物载体递送到生物体内进而恢复其生物功能，纠正因该基因缺陷所引起的疾病，到达治疗的目的。目前，针对CNS的基因治疗主要有3个方面：（1）利用生物载体递送正常的UGT1A1基因序列；（2）以规律成簇间隔短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats，CRISPR）及其相关蛋白（CRISPR-associated，Cas）为主的基因编辑技术，进行缺失碱基及片段插入；（3）利用脂质纳米颗粒（lipid nanoparticle，LNP）装载UGT1A1 mRNA序列，恢复UGT1A1酶活性。

1.6.1 生物载体介导的基因治疗 载体介导的UGT1A1基因编码区的递送策略中，主要是以病毒或含哺乳动物特异性启动子的载体为主。病毒载体包括慢病毒、腺病毒和腺相关病毒（adenovirus associated virus，AAV）等，其中，慢病毒是一种整合型病毒载体，能够整合到宿主的基因组中，同时引发机体较大的免疫原性［34］；腺病毒不整合到宿主基因组中，其高免疫原性可引起机体严重的免疫反应，需避免重复给药［35］；AAV是目前最具潜力的病毒载体，相较于慢病毒和腺病毒，其免疫原性低，具有丰富的血清型，可靶向不同器官，基于AAV血清型8（AAV8）的基因治疗已处于临床试验阶段［36］。2018年，Collaud等［37］构建了ssAAV8-hUGT1A1载体作为治疗CNS的临床产品，对Gunn大鼠单次静脉注射剂量为5.0×1012 vg/kg的ssAAV8-hUGT1A1，其胆红素水平持续正常（＞50 d），且当单次注射剂量为2.5×1013 vg/kg时并未引发鼠体内的免疫反应，支持在CNS患者中开展Ⅰ/Ⅱ期临床试验。哺乳动物特异性启动子有巨细胞病毒、延伸因子-1α、磷酸甘油酸激酶、载脂蛋白E、TBE、细胞色素P450家族成员2E1等，其中肝脏特异性较强的启动子是巨细胞病毒、延伸因子-1α和TBE［38］。将病毒递送载体和肝脏特异性的哺乳动物启动子相结合，可提升UGT1A1基因的表达水平。

1.6.2 基因编辑 除了由工程化的可编程的内切酶（例如锌指核酸酶、转录激活样因子）介导的基因编辑技术外，来源于细菌的抗病毒防御系统即CRISPR/Cas9系统的出现，扩展了基因编辑技术在哺乳生物中的应用。

CRISPR/Cas9技术是利用单导向RNA作为向导序列，将Cas9蛋白招募至目的区域，发挥分子剪刀功能，进而对靶序列进行切割，以达到基因编辑的目的。de Caneva等［39］利用双AAV递送CRISPR/Cas9和无启动子人UGT1A1的互补DNA序列到UGT1-/-小鼠中，可恢复UGT1A1基因编码的酶功能。

1.6.3 mRNA-LNP基因治療 除了利用病毒载体进行核酸递送外，非病毒载体如聚阳离子聚乙烯亚胺（polyethylenimine，PEI）、LNP及受体介导的核酸递送也极具吸引力。肝脏选择性地表达去唾液酸糖蛋白受体，将DNA连接到其配体上，肝脏特异性地吸收，但易被溶酶体降解，破坏DNA［40］。利用PEI递送UGT1A1基因的嵌合寡核苷酸序列，可恢复Gunn大鼠体内酶的表达［41］，但PEI包装的核酸分子量为5～25 kDa，分子量越大，细胞毒性也越大［42］。此外，针对CNSⅠ型模型鼠Gunn大鼠，利用LNP递送修饰后的UGT1A1 mRNA，可恢复UGT1A1酶活性，降低Gunn大鼠高胆红素水平［43］，表明当hUGT1A1-改良mRNA-LNP注射剂量为0.5 mg/kg，每4周给药一次时，可有效降低Gunn大鼠的总胆红素水平，为临床应用提供了实验依据。

2 总结与展望

不同的CNS治疗方法均可有效控制血清胆红素水平在正常范围内，但也均存在一定的局限性。蓝光治疗能够迅速降低CNS新生儿患者高胆红素水平，但每日治疗时长为10～12 h，甚至全天，且效果随着患儿的成长而降低；血浆置换一般作为CNS Ⅰ 型患者胆红素加重期的治疗手段，虽然能够短时间内快速降低胆红素水平，但需要大量新鲜血浆和多次置换，术后也存在有一定的副作用和安全问题；苯巴比妥、磷酸钙等药物一般与光照治疗联合应用，可有效降低胆红素水平，但由于药物疗效存在一定的个体间差异，每种药物的治疗效果及安全性有待进一步明确；肝移植是CNS的唯一根治方法，但并不能逆转已发生的神经系统损伤，临床应用也受多因素限制；HCT作为等待供肝期间的临时替代治疗方案，可暂时性恢复UGT1A1酶活性，降低胆红素水平，但患者需多次接受肝细胞输注，且该术式仍有诸多亟待解决的问题；基于AAV8-hUGT1A1 互补DNA的基因治疗目前已处于 Ⅰ/Ⅱ 期临床试验阶段（NCT03466463、NCT03223194）［44］；利用LNP进行hGT1A1 mRNA递送，虽然未见引发炎症反应，但在长期治疗过程中存在一定的局限性（需要多次给药）［45］。

基因治疗是遗传性疾病最具潜力的治疗方式，若基于AAV的基因治疗顺利通过临床试验，CNS的治疗可能发生决定性改变；CRISPR/Cas9的基因编辑技术虽未在小鼠实验中检测到脱靶现象，但脱靶率也是该技术应用到临床上的局限所在，随着更精准切割的Cas蛋白的发现和更高效的CRISPR预测工具的开发，CRISPR技术在CNS治疗中的应用前景令人期待。

利益冲突声明：所有作者均声明不存在利益冲突。

作者贡献声明：张文艳负责课题设计，撰写论文；邓国宏负责拟定写作思路，指导撰写文章并最后定稿。

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收稿日期：

2022-08-14；錄用日期：2022-10-14

本文编辑：邢翔宇