X-連鎖無(wú)丙種球蛋白血癥的研究進(jìn)展

X-連鎖無(wú)丙種球蛋白血癥的研究進(jìn)展 【摘要】 X-連鎖無(wú)丙種球蛋白血癥（X- linked agammaglobulinemia，XLA）屬于原發(fā)性體液免疫缺陷病中的一種，又叫Bruton病。近年來(lái)，由于Bruton酪氨酸激酶（Bruton’s agammaglobulinemia tyrosine kinase，BTK）基因突變導(dǎo)致B細(xì)胞發(fā)育障礙，所以不能產(chǎn)生免疫球蛋白。本文就近年來(lái)對(duì)BTK的遺傳學(xué)特性、基因突變分析、分子致病機(jī)制及診斷和治療等的研究進(jìn)展作一綜述。

【關(guān)鍵詞】 X-連鎖無(wú)丙種球蛋白血癥（XLA）；Burton酪氨酸激酶（BTK）；診斷；治療

【Abstract】 X-linked agammaglobulinemia（XLA ）belongs to the primary immunodeficiency disease（PID），which calls Bruton disease.Recently，it can not generate immune globulin，because of the mutation of the Bruton’s agammaglobulinemia tyrosine kinase （BTK） gene，which leads to developmental disorder of the B cell.This article reviews the genetic characters，mutation analysis，molecular pathogenic mechanism and therapy of the BKT gene.

【Key words】 XLA；BTK；diagnosis；therapy

X連鎖無(wú)丙種球蛋白血癥（X-linked agammaglobulinemia，XLA），又稱(chēng)Bruton無(wú)丙種球蛋白血癥，是最早發(fā)現(xiàn)的人類(lèi)原發(fā)性免疫缺陷�。╬rimary immunodeficiency disease，PID）之一，Bruton（1952年）首次報(bào)道�；颊吲R床上以反復(fù)細(xì)菌感染為特征，血清中各類(lèi)免疫球蛋白明顯降低或缺乏，對(duì)抗原刺激不能產(chǎn)生抗體應(yīng)答，血循環(huán)中B淋巴細(xì)胞減少，淋巴結(jié)及淋巴組織缺乏生發(fā)中心和淋巴濾泡，骨髓中無(wú)漿細(xì)胞，但前B淋巴細(xì)胞數(shù)量正常，T淋巴細(xì)胞數(shù)量及功能正常。典型病例為出生后半年左右開(kāi)始反復(fù)化膿感染（如肺炎鏈球菌或嗜血流感桿菌）或遲至幼年發(fā)病，患者體內(nèi)缺少成熟B細(xì)胞，基本上不能自主產(chǎn)生免疫球蛋白，必須依靠免疫替代療法維持體液免疫水平。該病嚴(yán)重危害患者健康，危及患者生命。80%～90%［1］臨床診斷病例可檢出相關(guān)致病基因BTK發(fā)生突變，而其他10%～20%［1］的病人存在其他問(wèn)題，有研究顯示常染色體編碼Igφ［2，3］、μHC［4］和LC的基因存在突變。

1 BTK的遺傳學(xué)特性大多數(shù)PID的遺傳形式已經(jīng)明確，幾乎均為單基因遺傳，多數(shù)為常染色體隱性遺傳，其次為X連鎖隱性和常染色體顯性遺傳。大多數(shù)情況男性發(fā)病，女性攜帶，但也有男性攜帶者不發(fā)病的報(bào)道。60%的PID突變基因的DNA序列已被克隆，突變位點(diǎn)（包括突變基因定位的染色體節(jié)段和基因位點(diǎn)）和突變形式（單個(gè)核苷酸缺失、替代、插入、移碼突變、無(wú)義或錯(cuò)義突變等）也已確定［5］。在WHO PID專(zhuān)家委員會(huì)的指導(dǎo)下，成立了有關(guān)疾病基因庫(kù)，記錄登記全球范圍的PID基因突變及其類(lèi)型。多基因遺傳性PID的確定較困難，至今尚無(wú)確切的報(bào)道。

1.1 BTK的蛋白結(jié)構(gòu) BTK蛋白為B細(xì)胞信號(hào)傳遞系統(tǒng)中的重要蛋白，屬于非受體型蛋白酪氨酸激酶Tec家族的一員，該家族的成員還包括TEC、ITK/TSK/EMT和BMX。Tec家族蛋白酪氨酸激酶包括5個(gè)不同的結(jié)構(gòu)區(qū)段（見(jiàn)圖1），從N末端起為PH（pleckstrin homology；PH）段，約有120個(gè)氨基酸，TH（Tec homology；TH）段約有60～80個(gè)氨基酸SH3（Src homology3;SH3）段約有60個(gè)氨基酸，SH2段約100個(gè)氨基酸，激酶催化段約280個(gè)氨基酸［6］。

圖1 BTK蛋白的組成（從N端開(kāi)始）包括5個(gè)區(qū)域：PH、TH、SH3、SH2和激酶區(qū)。

注：圖上邊的數(shù)字代表各段的氨基酸長(zhǎng)度，圖下邊的數(shù)字代表不同的外顯子及其相應(yīng)的位置。

BTK蛋白的空間結(jié)構(gòu)多數(shù)已測(cè)明，包括PH區(qū)、TH區(qū)的前半部、SH3區(qū)和激酶催化區(qū)［7］，SH2區(qū)的結(jié)構(gòu)可借用其他蛋白激酶的類(lèi)似結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。這些三維空間結(jié)構(gòu)可用于分析突變?cè)斐傻牡鞍卓臻g結(jié)構(gòu)的改變。

1.2 BTK基因的分子結(jié)構(gòu)及其突變分析 在20世紀(jì)80年代，多位學(xué)者應(yīng)用DNA多態(tài)性標(biāo)志分析的方法，成功地將XLA的缺陷基因定位于X染色體中部（Xq21.3-22）的2cm區(qū)域內(nèi)［8］。Vetrie等用定位克隆方法在XLA病變基因區(qū)內(nèi)分離鑒定了一個(gè)新的基因，該基因表達(dá)于正常人各期B淋巴細(xì)胞，在XLA患者中發(fā)生突變，故認(rèn)為是XLA的致病基因。Tsukada等也找到XLA的KD致病基因。BTK基因全長(zhǎng)37.5kb，含有19個(gè)外顯子，除第一外顯子外，其余18個(gè)編碼BTK蛋白的659個(gè)氨基酸，分子量為76KD［9］。cDNA含有2560個(gè)核苷酸，有一個(gè)編碼659個(gè)氨基酸多肽的開(kāi)放閱讀框架，起始密碼子在核苷酸第133位置上，在起始位置上游的15個(gè)密碼子處閱讀框架閉合。根據(jù)國(guó)際研究小組BTK突變分析，迄今已經(jīng)在471個(gè)家族544個(gè)XLA病人中發(fā)現(xiàn)了BTK基因341個(gè)獨(dú)立存在的堿基置換、插入或缺失，其中有13個(gè)大段缺失和2個(gè)大段插入。突變不僅存在于19個(gè)外顯子，還涉及內(nèi)含子和啟動(dòng)區(qū)域。其中，發(fā)生頻率最高的是錯(cuò)義突變，其次是無(wú)義突變和拼接位點(diǎn)突變。錯(cuò)義突變主要發(fā)生在三聯(lián)體密碼子的前兩位。外顯子8和9的185~287位沒(méi)有錯(cuò)義突變，這些位點(diǎn)可能不易突變或是功能上不重要。33%的替代累及CPG雙核苷酸，這是目前認(rèn)為的最常見(jiàn)的突變熱點(diǎn)［10］，而突變高頻位點(diǎn)R520也屬于CPG突變［6］。編碼外顯子蛋白突變的區(qū)域［11］（見(jiàn)表1）。表1 編碼外顯子蛋白突變的區(qū)域

2 BTK的分子致病機(jī)制BTK屬于非受體酪氨酸蛋白激酶，該類(lèi)激酶廣泛參與細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)，影響細(xì)胞的存活、增殖和分化，BTK是B細(xì)胞發(fā)育成熟的關(guān)鍵因素。正常人除T細(xì)胞和漿細(xì)胞外均有BTK表達(dá)，而B(niǎo)TK基因突變只影響B(tài)細(xì)胞的數(shù)量，這說(shuō)明BTK在B細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。目前對(duì)BTK參與細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)研究比較清楚的是BCR交聯(lián)介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑。其過(guò)程簡(jiǎn)述如下：BCR交聯(lián)激活Pl-3激酶并產(chǎn)生一定數(shù)量的Pl-3，4，5-risphosphate與膜結(jié)合，Pl-3，4，5-risphosphate與BTK的SH3段作用使其定位于細(xì)胞膜。然后，BTK經(jīng)過(guò)兩步活化：首先BTK激酶段Y551位磷酸化（很可能是與Lyn作用），接著是SH3段Y223位的自身磷酸化。活化后的BTK與B細(xì)胞銜接蛋白（BLNK）結(jié)合并激活phospholipase C -γy（PLC-γ），導(dǎo)致鈣離子通道打開(kāi)，胞外鈣離子內(nèi)流。該信號(hào)傳導(dǎo)途徑最終導(dǎo)致細(xì)胞增生加強(qiáng)和轉(zhuǎn)錄的變化。此模式僅限于以B細(xì)胞受體交聯(lián)作為刺激信號(hào)，至于前B細(xì)胞受體交聯(lián)是否也引起相同的信號(hào)傳導(dǎo)目前還缺乏證據(jù)［1，12］。該信號(hào)傳導(dǎo)途徑受FcRⅡB和SHIP（ SH2-containing inositol-5-phosphatase）磷酸酶介導(dǎo)的另一途徑制約，通過(guò)水解Pl-3，4，5-risphosphate和Ins（1，3，4，5）-etraphosphate關(guān)閉鈣離子內(nèi)流通道［13］。BTK不僅可以由BCR和FCR介導(dǎo)激活，也可以通過(guò)其他很多受體激活，包括G-protein-coupled receptors（ GPCR）、IL-3、IL-5和IL-6，另外，CD19和單克隆抗體的交聯(lián)也可激活BTK［13］，近年來(lái)研究表明，CD40也是B細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中的重要受體，傳遞刺激信號(hào)影響細(xì)胞存活、生長(zhǎng)和分化。與BCR介導(dǎo)的BTK活化途徑相似，CD40的交聯(lián)也可激活BTK。CD40和BCR可能是B細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中不同階段激活BTK的信號(hào)傳遞通路。但也有研究提示CD40不通過(guò)BTK也可提高NFKB和JNK的水平，是獨(dú)立于BTK的信號(hào)傳導(dǎo)通路［14～16］。BTK在細(xì)胞內(nèi)與很多分子相互作用，共同構(gòu)成了一種微環(huán)境，在信號(hào)傳導(dǎo)的過(guò)程中起著重要的作用。這些分子分別與BTK的不同區(qū)段相互作用，其中與PH段作用的分子研究得很多，R28附近區(qū)域與PIP3、IP4、PKCβⅠ、BP-135、F-ac-tin、STAT3和Fas作用。PH- TH區(qū)域與Gαq和Gβ雙體作用;SH3與c-Cb1、WASp、Vav和sab作用;SH2與磷酸化的BLNK作用。另外，SH3與TH在BTK分子內(nèi)作用，抑制BTK的活性。在BCR交聯(lián)介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑中，Syk和BLNK對(duì)BTK的活化起正向調(diào)節(jié)作用，磷酸化的PKCs、sab和IBTK對(duì)BTK的活化有抑制作用。盡管與BTK作用的分子很多，但是它們?nèi)绾螀f(xié)調(diào)地與BTK作用，完成BTK參與的信號(hào)傳導(dǎo)，機(jī)制目前尚不清楚［17，18］。

　　3 XLA的診斷XLA是一種原發(fā)性體液免疫缺陷癥，危害著人們的健康。因而，對(duì)該癥進(jìn)行產(chǎn)前診斷和女性攜帶者的鑒定就顯得十分重要［19］。為了研究XLA家系女性成員的情況，F(xiàn)earon等采用了X染色體失活的方法去發(fā)現(xiàn)攜帶狀況以及驗(yàn)證B淋巴細(xì)胞發(fā)育的內(nèi)在缺陷。根據(jù)這一方法用重組DNA探針同時(shí)發(fā)現(xiàn)RFLP和X染色體基因甲基化。在無(wú)攜帶狀態(tài)的女性的外周血粒細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)X染色體的隨機(jī)失活。相反，該癥的三個(gè)攜帶者在外周B淋巴細(xì)胞兩個(gè)X染色體中的一個(gè)優(yōu)先失活，但不是T細(xì)胞或粒細(xì)胞。這一發(fā)現(xiàn)強(qiáng)烈地支持XLA是由B淋巴細(xì)胞發(fā)育的內(nèi)在缺陷所致的假設(shè)。Lovering （1994）等［20］對(duì)BTK基因缺失患者DNA分子斑點(diǎn)雜交分析見(jiàn)到了已改變的DNA限制性片段，并對(duì)7個(gè)患者家庭用已經(jīng)改變的限制性片段方法對(duì)與患者有關(guān)的女性攜帶狀況作出診斷。隨后，Schuster等［21］報(bào)道了對(duì)所有19個(gè)外顯子。包括側(cè)翼內(nèi)含子邊界采用PCR-SSCP方法成功地檢測(cè)到兩例男性患兒BTK的SH2功能區(qū)的新突變，并用一個(gè)已改變過(guò)的第一個(gè)引物做PCR擴(kuò)增突變發(fā)生，作出三代中健康女性攜帶者的鑒定。接著，Hagemann等［22］對(duì)一個(gè)散發(fā)的XLA患兒及家庭的三代成員應(yīng)用PCR擴(kuò)增基因組DNA，采用序列分析的方法直接鑒定XLA的基因突變，結(jié)果診斷出患兒及其免疫學(xué)表現(xiàn)正常的女性攜帶者。以上這些方法均可應(yīng)用于產(chǎn)前診斷。這無(wú)疑對(duì)優(yōu)生優(yōu)育是很有意義的。

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