早產兒支氣管肺發育不良與肺表面活性物質蛋白基因多態性的相關研究

謝云波(綜述)，梁 琨(審校)

(昆明醫學院第一附屬醫院兒科，昆明650032)

近年來隨著我國圍生醫學的發展，特別是出生前皮質激素的應用和出生后肺泡表面活性物質的大量使用使早產兒的存活率有了很大提高［1］，但早產兒支氣管肺發育不良(brochopulmonary dysplasia，BPD)的問題也日益突出。BPD是早產兒常見的慢性呼吸系統疾病，具有獨特的臨床、組織學及影像學特征［2］。據統計，北美地區每年新增1萬以上BPD病例［3］。目前我國尚無確切的BPD發病率。根據國外最近資料，重度BPD病死率為25%，其中第1年占10%，幸存者第1年再住院率高達50%，患兒神經系統發育障礙高出正常兒的2～3倍，且兒童早期病死率也較高［4］。目前BPD的發病機制尚未完全闡明，但可能與宮內感染、早產、極低出生體質量兒、肺部感染、肺出血及高氧濃度和高吸氣峰壓肺損傷等因素有關。近年來研究發現BPD多見于出生體質量＜1200 g，胎齡＜30周的早產兒，在臨床實踐中將氧中毒、氣壓傷或容量傷、感染等環境因素降低至最小并不可能完全杜絕BPD，甚至對其發生無影響。Parker等［5］研究顯示，基因因素是增加BPD發病率的危險因素，與胎齡、出生體質量、性別、呼吸窘迫綜合癥嚴重程度、感染和產前激素應用等無關。隨后，Lavoie等［6］研究也顯示，同卵雙胞胎BPD發病率趨同性明顯高于異卵雙胞胎。

1 肺表面活性物質蛋白功能

肺表面活性物質是由磷脂和蛋白質組成的一種具有高度表面活性的復合物，存在于肺泡表面的液體中，對降低肺泡表面張力、防止呼氣末肺泡萎陷具有重要作用。肺表面活性物質中磷脂主要成分為二棕櫚酰卵磷脂，占60%以上，蛋白質主要成分為表面活性物質結合蛋白(surfactant proteins，SP)，約占10%，按發現先后順序命名為SP-A、SP-B、SP-C、SP-D。SP-A、SP-D為大分子親水性SP，主要參與天然免疫反應，SP-B、SP-C為小分子疏水性SP，與磷脂共同組成表面活性劑。有研究顯示SP-A和SP-B基因多態性與一些肺部疾病(如呼吸窘迫綜合征、特異性病毒感染、先天性肺泡蛋白沉積癥、BPD等)的發生有關［7］。

2 肺表面活性物質蛋白基因多態性與BPD

2.1 SP-A基因多態性與BPD 人類SP-A基因位于10號染色體長臂，由兩個功能基因SP-A1、SP-A2與1個假基因組成，在甲狀腺特異性轉錄因子作用下，分別編碼SP-A三聚體中的兩條相同肽鏈和1條不同肽鏈［8］。成熟的SP-A肽鏈由248個氨基酸組成，從N端到C端依次為N端區、膠原樣區、莖區、C端凝集素糖識別域4個結構域。SP-A具有多種作用，包括幫助形成具有高度表面活性的管狀髓鞘結構，協助表面活性物質磷脂降低表面張力，調節磷脂的循環和分泌以及結合特異性微生物，并增強巨噬細胞的吞噬和殺傷能力［9］。上述作用可由SP-A1和SP-A2基因調節［10］。SP-A1的4個等位基因(6A1、6A2、6A3和6A4)的區別在于位于19位纈氨酸/丙氨酸、50位纈氨酸/亮氨酸和219位精氨酸/色氨酸的氨基酸殘基不同。SP-A2最常見的5個等位基因(1A、1A0、1A1、1A2和1A3)的區別是位于9位天冬酰胺/蘇氨酸、91位丙氨酸/脯氨酸和223位谷氨酰胺/賴氨酸的氨基酸殘基不同。Weber等［11］研究發現，SP-A等位基因多態性6A6在BPD組明顯高于對照組，提示其與BPD發病有關。張佳等［12］分析了38例武漢漢族BPD患兒的SP-A1基因分布，發現BPD組和對照組間的AA50基因分布和等位基因頻率差異有統計學意義，提示SP-A1上AA50位點基因多態性可能與新生兒BPD有關，CC基因型可能對BPD患病有保護作用。

2.2 SP-B基因多態性與BPD 人類SP-B基因位于2號染色體短壁，由11個外顯子和10個內含子組成，第11個外顯子是不可被翻譯的。首先合成一個381個氨基酸的前體，然后由外顯子6和7編碼的程序轉化為相對分子質量為8×103的成熟體［13-14］，其表達受肺泡二型上皮細胞和Clara細胞調控。肺表面活性物質蛋白B前體包含N末端小分子肽、N側端肽、C末端肽和成熟肺表面活性物質蛋白。SP-B除能促進磷脂分布，維持磷脂單層的穩定外，還在天然免疫反應中發揮重要作用［15］。有研究顯示肺表面活性物質蛋白B基因沉默可導致致死性肺部疾病，SP-B不足的大鼠容易出現肺功能衰竭，出生后迅速死亡。在SP缺乏的動物模型中，給予成熟SP-B蛋白可以迅速改善肺順應性和氧合。上述研究均提示SP-B與呼吸系統疾病密切相關。

SP-B基因多態性有內含子4序列長度的多態性、SP-B連鎖的微衛星和單個核苷酸的多態性等。常見的 SP-B連鎖的微衛星有 D2S2232、D2S388、(AAGG)n和GATA41E01(或D2S1331)。研究者常用多態性信息內容或雜交性指數來評價微衛星標記位點多態性。近年來關于基因因素與呼吸系統疾病易患性關系研究較為熱門的是單核苷酸多態性，研究表明雖然單核苷酸多態性不是直接引起疾病病理變化的因素，但與多種人類遺傳性疾病有關［16］。有研究表明，SP-B基因多態性與新生兒呼吸窘迫綜合征易患性相關［17-19］。目前SP-B基因多態性位點研究較多的是1580C/T和18C/A。

SP-B－1580C/T多態性可以改變N端糖基化位點。在SP-B前白蛋中，131位氨基酸的等位基因位為C時，在天冬酰胺129-谷氨酰胺130-蘇氨酸131處有糖基化位點，反之等位基因為T時無糖基化位點。糖基化可干擾SP-B的加工處理、分泌和折疊，從而使SP-B蛋白的水平和功能改變。曾凌空等［20］通過聚合酶鏈反應-限制性片段長度多態性分析技術及基因測序技術檢測了57例BPD患兒基因多態性，發現1580C/T基因型在對照組和BPD組TT、CT、CC分布分別為6.8%、45.6%、47.6%和12.3%、40.4%、47.4%，但兩組比較差異無統計學意義。雖然SP-B－1580C/T多態性與BPD的相關性未得到證實，但此研究的樣本量有限，尚需進一步研究證實。

SP-B－18C/A是位于GC豐富的重復片段，位于TATA盒子側方，重復片段的上游一半與SP-1鏈接(在－35位點)［21］。SP-B－18基因位于轉錄啟動子的上游，作為一個轉錄的啟動信號可能影響轉錄功能，從而導致 SP-B蛋白的分泌水平發生變化。Steaqall等［22］研究發現，C等位基因比A等位基因的轉錄效率高，同時發現SP-1與C等位基因結合比與A等位基因結合更緊密。曾凌空等［20］檢測了中國武漢漢族57例BPD患兒的SP-B－18基因多態性發現，SP-B－18A/C基因型在BPD與對照組AA、AC、CC基因型頻率存在差異，A等位基因增加新生兒患BPD的風險，提示SP-B－18基因多態性是BPD的危險因素，基因型為AA者是BPD易感人群。Pavlovic等［23］運用復雜疾病家族關聯性分析、話題檢測、跟蹤法對希臘71例新生兒進行了SP基因多態性與BPD易患性聯系的分析，發現SP-B－18位點C等位基因在新型BPD中比例高于對照組，是BPD的易感因素。上述兩種研究結果不盡相同，說明研究基因多態性與疾病的關系時還應該考慮不同種族的基因分布差異。

2.3 SP-C基因多態性與BPD 人類SP-C基因位于8號染色體的短臂上，SP-C的外顯子1、4、5編碼SP-C蛋白，SP-C基因多態性與這些外顯子有關。Clark等［24］研究發現，SP-C蛋白加工過程與SP-B表達有關，SP-B表達缺失可導致SP-C蛋白加工不全。SP-C為小分子疏水性SP，與磷脂共同組成表面活性劑。Lahti等［25］研究顯示，SP-C基因的顯性突變與BPD的發病有關。

2.4 SP-D基因多態性與BPD 人類SP-D基因與SP-A基因均位于10號染色體長臂，自著絲點開始依次為SP-D基因、SP-A2基因、假基因、SP-A1基因、端粒。SP-D蛋白的分子結構由N端區、糖識別域、莖區和膠原樣區4部分構成，其N端區較長，有25個殘基，2個Cys提供二硫鍵;莖區和膠原樣區較長，含159個殘基;莖區37個殘基;糖識別域則有115個氨基酸殘基。SP-D與SP-A一樣具有促進機體免疫系統對病原體清除，抑制炎性介質釋放和淋巴細胞增生的功能。SP-D基因研究較多的是氨基酸殘基11密碼子(SP-D Met11 Thr)和氨基酸殘基160密碼子(SP-D Ala160 Thr)［26］。目前對SP-D基因多態性與BPD聯系的報道較少，周玉容等［27］對武漢218例漢族新生兒SP-D相關位點進行基因型檢測，同時進行基因測序驗證，結果發現 SP-D Met11 Thr、SP-D Ala160 Thr基因型和等位基因頻率存在種族差異，SP-D Met11 Thr和SP-D Ala160 Thr基因多態性與BPD發生率無明顯相關性。

3 結語

BPD的發生是以遺傳易患性為基礎，加上氧中毒、氣壓傷或容量傷、感染或炎癥等各種環境因素的作用，使發育不成熟的肺受到損傷，引起肺組織的異常修復。上述各種環境因素引起炎性因子釋放，激活肺細胞死亡通路，導致肺損傷及其損傷后修復的一系列反應均受遺傳易患性的調控。因此，研究肺表面活性物質蛋白基因多態性與BPD的發病機制之間的關系，對防治其發生有重要意義。

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