環指蛋白213基因在煙霧病中的研究進展

羅起勝　燕鵬　龔舉鑫　唐乾利

【關鍵詞】煙霧病;環指蛋白213基因;遺傳學病因

中圖分類號：R743.4 文獻標志碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2020.03.016

煙霧病（Moyamoya disease，MMD）作為一種罕見的慢性進行性顱內血管閉塞性疾病，首次由日本學者Nomura和Takeuchi在1961年報道，并參考其影像學特點采用日語“煙霧”發音命名為Moyamoya。MMD常累及Willis環血管，病理生理學上表現為頸內動脈、大腦前動脈及大腦中動脈進行性狹窄，慢性大腦供血不足導致大量顱底側支小循環代償性增生，在血管造影上成像似煙霧狀。隨著各國學者對MMD的關注，關于其病因的觀點不斷在更新，遺傳因素也被認為在MMD的發病中占據不可忽視的地位，與MMD發病高度相關的基因也陸續被提出。環指蛋白213基因（RNF213）作為導致MMD發病的重要因素始終倍受關注，近年來相關研究也取得了較大的進展，在此本文就RNF213在煙霧病中的研究進展作一綜述。

1 MMD基本特征

1.1 MMD流行病學特征

MMD多見于亞洲地區[1]，在中、日、韓等東亞各國中，日本MMD發病率占據首位約為0.54/10萬[2]，我國相關的流行病學調查顯示2008年南京地區MMD發病率約為0.43/10萬[3]。起初MMD在歐美國家中較為少見，但隨著各方對MMD的重視以及檢查手段的進步，西方國家新發確診為MMD的患者數量逐漸增多。總體來看，在全球范圍內MMD的發病率呈現明顯上升的趨勢。MMD發病多見于青年人且患者人群呈現出較明顯的性別差異，發病人群女性多于男性[4]。既往觀點認為MMD發病高峰年齡為（0～10歲、30～40歲）雙峰特點，而ACKER等[4]提出MMD發病高峰年齡也存在性別差異，即女性呈現為雙峰特點（20～24歲及50～54歲），而男性呈現三高峰特點（10～14歲、30～39歲、55～59歲）。

1.2 MMD臨床特征

MMD的臨床表現不盡相同，根據累及部位的不同可表現為頭痛、癲癇發作、暈厥、構音障礙，也可在損傷額葉時出現記憶力減退、性格改變等癥狀[5]。2012年日本學者們根據臨床表現將MMD分為7個類型（出血型、缺血型、TIA型、頻發TIA型、癲癇型、頭痛型和無癥狀型）[6]。兒童MMD患者新生血管代償能力較弱，無法正常供應大腦血供，因此兒童MMD患者多見缺血型、TIA相關型。成年人MMD患者顱內代償血管網生長較為成熟，在代償機制的作用下可無癥狀。而臨床中就診的成人MMD患者多以神經系統出血性疾病為首發癥狀，在長期的血流動力學紊亂及血管異常增生相互作用下可并發顱內動脈瘤，此類動脈瘤破裂可引發蛛網膜下腔出血、腦出血等并發癥，因此成人MMD臨床表型多為出血型[7]。鈴木分級是臨床上最常用的MMD分型法，根據腦血管造影（DSA）中顱內大血管狹窄程度及煙霧狀血管形態學變化將MMD分成Ⅰ～Ⅵ級。MMD主要累及前循環血管，同時也有不到三分之一的患者存在后循環血管煙霧病變的情況，Funaki等[8]在分析80名日籍MMD患者影像學特點提出，鈴木分級與后循環血管累及程度密切相關，且級別越高后循環受累越嚴重，提示病情嚴重程度高。

2 RNF213的基本特征

RNF213定位于人類第17號染色體上（17q25.3區），可在肝臟、肺臟、結締組織及免疫組織中表達[9]。2011年LIU等[10]在克隆RNF213全部cDNA后發現，其編碼的環指蛋白是一個編碼5207個氨基酸（分子量為519 kDa）的鋅指蛋白，并提出此蛋白上具有Walker motif和RING finger雙結構域。環指蛋白在功能上具有AAA+ATP酶和泛素連接酶的活性，在體內參與膜融合、DNA修復、蛋白水解等多種重要作用[11]。2014年MORITO等[12]發現RNF213上存在兩個AAA+模塊，這兩個模塊結合成六聚體的形式，分別介導環指蛋白的合成與分解。RNF213突變常以點突變形式出現，當突變累及AAA+ATP酶活性時可誘發多種血管相關疾病，然而此類突變誘發的神經系統疾病較為少見，目前尚未明確發現除MMD外與環指蛋白AAA+ATP酶活性異常相關的腦血管疾病。自從RNF213基因被定位后，眾多學者紛紛證實了RNF213基因為MMD易感基因這一觀點。盡管如此，RNF213的具體功能以及環指蛋白上雙結構域的協同作用與MMD的關聯性仍有待研究。

3 RNF213在MMD中的作用

據報道，10%～15%的MMD患者具有MMD家族病史。在家族性MMD患者中，同卵雙生之間的發病率可高達80%，異卵同胞間的發病率約為70%[13]，可見MMD與遺傳因素密切相關。近年來隨著人類全基因組測序技術的發展，數十種MMD發病相關等位點（如3p24-p26，6q25，8q23，17q25）陸續都得到證實[14]。2011年KAMADA等[9]針對117例研究對象進行單核苷酸多態性的全基因組關聯研究，結果顯示位于17q25區域的335個SNPs位點與MMD患病風險高度相關。同年，LIU等[10]在通過對比不同種族人群的家族性MMD患者全基因組連鎖分析后發現，位于RNF213編碼RING finger結構域的區域中的p.R4810K發生點突變時雖不影響環指蛋白的轉錄及泛素化活性，但會誘導MMD的發病。從此，RNF213成為首次確定的MMD易感性基因。

流行病學研究表明MMD在地域及種族之間存在較大差異，亞洲人群發病率遠高于歐美人群[1]。LIU等[10]在數據觀測中發現了RNF213變異基因攜帶類型的種族差異（p.R4810K變異體多出現在亞洲人群對照組，歐美白種人群中未發現），并提出RNF213 p.R4810K可能是導致MMD發病的始祖變異。2012年一項針對我國漢族人群MMD患者的基因型分析，確定了位于RNF213上除p.R4810K之外的p.D4863N、p.E4950D等8個MMD相關位點，并提出在中國MMD患病人群中p.R4810K突變在缺血性MMD中占據主要地位，而 A4399T的突變常誘發出血性MMD[15]。同時，NOMURA等[16]還發現，RNF213在介導MMD發病的過程中存在劑量效應（RNF213 p.R4810K純合突變的患者病情遠重于雜合突變患者）且發病年齡越低劑量效應越顯著。然而，隨著RNF213 p.R4810K純合突變基因在正常人群中被發現，提示了基因量型僅是導致MMD的部分原因[17]。

RNF213所編碼的環指蛋白對血管的生理功能起到重要的作用，但其確切作用仍不明確，研究者們在MMD同特征疾病上尋找到突破口。BANG等[18]在顱內動脈粥樣硬化狹窄（ICAS）的研究中提出，ICAS與MMD在血管狹窄特性上存在一定的相似點，大樣本篩查后發現，約25%的ICAS患者檢測到了RNF213 p.R4810K的異常，同時也發現在這些RNF213 p.R4810K異常患者中，年輕女性占據大半且這些患者ICAS多累及大腦前循環血管。CHOI等[19]通過分析144名缺血性腦卒中患者的頭顱高分辨率磁共振成像、血流動力學特點及基因表型后發現，RNF213變異型攜帶者的顱內動脈直徑顯著小于非攜帶者。然而綜合諸多結果分析，可以得出RNF213的變異與血管的生成密切相關。此外，顱內椎動脈夾層（VAD）同MMD一樣為亞洲人群高發性疾病，這兩者在血管受損機制上有著相似之處，TASHIRO等[20]在比較130例樣本（24例VAD患者、58例MMD患者及48例正常對照）的基因多態性后提出，RNF213的突變可能優先影響的是前循環腦血管，這一結果無疑與MMD發病特征高度貼合。然而，RNF213對于MMD發病的具體機制仍然有待于研究。

4 RNF213在MMD模型建立中的作用

許多學者都嘗試建立模型來對RNF213誘發MMD的機制做出解釋，KOBAYASHI等[21]提出敲除RNF213外顯子的小鼠在長期缺血的情況下，血管會出現明顯的增生現象。SATO-MAEDA等[22]在誘發大鼠短暫性腦缺血后，RNF213在實驗體海馬區高度表達，這提示了RNF213在一定程度上可介導缺血性神經元凋亡程序。同時也有相關研究表明RNF213基因似乎對血管生成也起到抑制作用，LIN等[14]發現RNF213 AAA+模塊的缺失突變會抑制ATP酶的水解過程，使低聚物處于長期維持狀態，從而抑制血管生成。而在內皮細胞中p.R4810k對血管再生抑制作用的相關報道也層出不窮[23]，這些結論無疑又給MMD的發病機制的研究提出了新的問題。與此同時，MMD相關生物模型的建立也始終存在困難。雖然LIU等[10]在敲除斑馬魚的RNF213后，可觀察到斑馬魚腦血管呈現明顯的煙霧狀態，但在建立小鼠實驗模型時無論是敲除RNF213、誘導相關位點突變或者給予實驗體持續的低氧狀態，都無法完全模擬MMD表型，因此LIN等[14]提出RNF213的作用可能與物種類型相關。近年來也有一些新思路被提出，SUGIHARA等[24]發現RNF213結構域中的MMD相關位點突變可顯著損傷脂滴的活性，這一現象代表著脂肪代謝在MMD發病上可能存在潛在聯系。

5 總結

MMD作為慢性閉塞性腦血管疾病常見于兒童及青年人群，雖整體發病率較低，但其造成的腦出血等并發癥卻是致命打擊。因此對于MMD相關患者的篩查、早期診療十分重要。RNF213作為目前唯一可確認的MMD致病因素，各國學者就此都展開了相關研究，近幾十年的科研成果將MMD病因研究推上了新的高度。RNF213對于MMD作用的假說也陸續被提出，這都為MMD的篩查、防治工作提供了理論基礎。然而RNF213在MMD發病的具體機制仍不明確，在未來的研究中需要進行更多的大規模、多中心的實驗來揭開其神秘的面紗。

參 考 文 獻

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（收稿日期：2019-12-09 修回日期：2019-12-20）

（編輯：潘明志）

基金項目：國家自然科學基金（81760450）;廣西自然科學基金（2017GXNSFAA198322）;廣西特聘專家“專項經費資助”（桂人才通字〔2019〕13號）;廣西醫學高層次領軍人才培養“139”計劃項目資助（桂衛科教發〔2018〕22號）

作者簡介：羅起勝，男，副教授，副主任醫師，醫學博士，研究方向：神經外科系統疾病。E-mail：850198155@qq.com

通信作者：唐乾利。E-mail：htmgx@163.com

[本文引用格式]羅起勝，燕鵬，龔舉鑫，等.環指蛋白213基因在煙霧病中的研究進展[J].右江醫學，2020，48（3）：233-236.