Gilbert綜合征研究進展

鄧玉婷，魏民華，周俊英

高膽紅素血癥是臨床常見的癥候群，而膽紅素是血紅素分解代謝的最終產物。在正常情況下，由脾臟巨噬細胞釋放的血紅蛋白分解為血紅素和珠蛋白，血紅素被血紅素加氧酶(heme-oxygenase，HMOX-1)的限速同工酶復合物氧化降解，釋放膽綠素、一氧化碳和鐵。膽綠素在膽綠素還原酶(biliverdin reductase A，BLVRA)的作用下促進未結合膽紅素(即間接膽紅素)的產生。血液未結合膽紅素與白蛋白結合被運送至肝臟，通過彌散作用或有機陰離子轉運多肽1B1(organic anion transporting polypeptides 1B1,OATP1B1)進入肝細胞，在尿苷二磷酸葡糖醛酸基轉移酶1A1(uridine diphosphate glucuronosyl transferase 1A1，UGT1A1)的作用下，與葡萄糖醛酸結合成膽紅素葡糖苷酸(即直接膽紅素)，最后通過ATP依賴性的多藥耐藥相關性蛋白2經肝細胞小管膜分泌到膽汁中[1,2]。由于溶血作用、HMOX-1/BLVRA酶活性增強致膽紅素的過量產生、肝細胞對膽紅素攝取障礙以及肝細胞對膽紅素的結合障礙導致高間接膽紅素血癥。

臨床上，根據UGT1A1酶活性水平的不同，可將高間接膽紅素血癥分為三種，即Gilbert syndrome(GS)、Crigler-Najjar綜合征Ⅰ型(CNS-Ⅰ)和Ⅱ型(CNS-Ⅱ)。GS患者UGT1A1酶活性降至正常的30%左右，其臨床癥狀輕微，主要表現為輕度、波動性黃疸，總膽紅素(TBIL)波動于17～103 μmol/L。在禁食、體育鍛煉、腹瀉、情緒緊張、感染、妊娠或月經異常等情況下黃疸加重，一般不伴有肝臟器質性改變，通常認為是良性過程[3]；CNS-Ⅰ患者UGT1A1酶活性嚴重缺乏甚至消失，黃疸嚴重，TBIL >342μmol/L，易進展為核黃疸，病死率極高；CNS-Ⅱ患者UGT1A1酶活性約占正常值的10%，TBIL多波動于103～342μmol/L，給予苯巴比妥60～120 mg.d-1治療后膽紅素水平較前降低超過25%[4,5]。目前，遺傳性高間接膽紅素血癥以GS多見，發病率高達5%～10%[2]。本文就GS最新研究進展進行闡述。

1 GS的概述

GS在1901年由Gilbert和Lereboulet[6]首次報道，被認為是一種膽紅素代謝障礙的常染色體隱性遺傳性疾病[2]，但也有研究認為GS是一種常染色體顯性遺傳病[4]，具有不完全外顯率。其特征是在無溶血及肝臟疾病狀況下反復發生血總膽紅素升高，且以間接膽紅素為主。先前認為GS的病變基礎是UGT1A1基因突變所致的酶活性降低超過正常60%～70%[2]，引起間接膽紅素的結合障礙。目前，大量研究表明GS具有顯著的異質性，是環境因素(種族、年齡和性別)和基因因素相互作用的結果。

1.1 環境因素對GS的影響 GS在不同種族地區的患病率方面存在顯著性差異[2]，例如，中國人和日本人呈現出較低的患病率，大約占2%，而印度、南亞和中東的患病率可高達20%，白種人的流行率大約在2%～10%，其患病率的差異可能與基因突變位點不同有關。Mooij et al[7]發現肝轉運蛋白的表達與年齡顯著相關。在對OATP1B1 mRNA水平分析研究發現，新生兒肝臟OATP1B1 mRNA僅為成人的1/500，嬰兒為成人的1/90。在對80名2月至12歲的兒童的肝臟樣本分析發現，OATP1B1在6歲之前一直處于低水平，7歲后其蛋白水平處于穩定狀態，并且與OATP1B1基因型多態性有關。此外，GS以青壯年男性發病多見，男女發病比例為1.5∶1～10∶1，這可能與雄激素對葡萄糖醛酸化的抑制作用有關[8]，這一結果在Mucara[9]的實驗中得到了解釋，但性激素在GS發生發展中的潛在作用仍需要進一步研究。

1.2 GS患者常見的UGT1A1基因突變類型 UGT基因超家族編碼催化各種底物葡糖醛酸化以促進其排泄的系列酶。UGT1基因位于2號染色體長臂37區，該基因由四個常見外顯子(外顯子2/3/4/5)、13個獨特的啟動子和第1外顯子(可變外顯子)組成，僅僅包含可變外顯子A1的基因參與膽紅素的結合過程[1]。因而，UGT1A1是催化肝細胞中水溶性膽紅素葡萄糖醛酸生成的唯一酶，該基因的突變可導致膽紅素結合缺陷。通過檢索人類基因突變庫可知，已知該基因突變位點為151個，GS中較常見突變位點是調控區域具有啟動子TATAA元件和苯巴比妥反應增強元件(phenobarbital-responsive enhancer module，PBREM)[10]。UGT1A1基因突變最常見的是TATA盒的插入突變和第1外顯子的錯義突變。TATA盒的插入突變是指A(TA)7TAA(又稱UGT1A1*28)序列取代正常的A(TA)6TAA，重復的堿基對降低了結合蛋白與TATA盒的親和力，致使基因表達減少，進而降低UGT1A1酶的活性[1]。A(TA)7TAA的純合突變可使UGT1A1酶活性降至正常25.5%，而雜合突變使其活性降至50%左右[5]。第1外顯子的錯義突變是指第211位的鳥嘌呤(G)突變為腺嘌呤(A)，即211G>A(UGT1A1*6)，突變后第71個氨基酸從甘氨酸變異為精氨酸，故又稱p.G71R，即其純合突變可降至正常酶活性32%，雜合突變約占正常活性的60.2%。目前研究認為UGT1A1酶活性40%是區別正常人與GS患者的很好標志[5]，因而在GS患者，p.G71R突變通常以純合狀態出現。GS患者UGT1A1基因突變多態性在不同種族之間存在差異[8]。在西方人群中，以A(TA)7TAA的突變更為常見，其等位基因的頻率約為0.4，而在東亞人群，例如日本、中國、韓國等，以p.G71R突變更為流行，因其在p.G71R突變點有更高的等位基因頻率[1]。此外，研究還發現1號外顯子的686C>A(又稱p.P229Q，UGT1A1*27)、4號外顯子的1091C>T(又稱p.P364L，UGT1A1*63)和5號外顯子的1456T>G (又稱p.Y486D，UGT1A1*7)等位點的突變也可引起高間接膽紅素血癥[5]。因此，對UGT1A1基因進行全基因檢測有助于明確GS的病因。PBREM是長290bp的UGT1A1基因的增強子序列，其表達可以提高GS患者對苯巴比妥的反應能力，位于啟動子TATA盒的上游[10]。位點-3279T>G (UGT1A1*60)的純合突變可使UGT1A1酶降至正常的60%左右，而雜合突變約占正常酶活性的77%[5]，單純的-3279T>G位點突變可引起血清膽紅素水平的輕度升高，但并未達到GS的標準，其一般和TATA盒的突變或編碼區域其他突變點聯合引起GS[11]。對中國人GS研究中顯示-3279T>G 突變約占36.3%，A(TA)7TAA突變約占30.6%，而p.G71R約占14.5%[12]。

2 GS與其他疾病的關系

以前研究認為膽紅素是一種脂溶性有害代謝產物，用于評估肝臟損傷嚴重程度。隨著醫療科技的進步，大量的研究顯示膽紅素不僅僅是一種體內的代謝廢物，還是一種天然的內源性抗氧化劑，具有抗自由基、抗炎、抗免疫、調節代謝、保護血管內皮等功能，可能在心血管疾病、代謝綜合征(metabolic syndrome，MS)、非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)、藥物代謝、結腸炎等疾病中起到保護性作用，可作為慢性疾病良性預測的生物學標志[4,13]。

2.1 GS對心血管疾病和代謝綜合征起保護作用 研究發現肥胖伴有高危心血管疾病的患者短期減重，膽紅素水平隨體質量的降低而增加[14]。與膽紅素正常的糖尿病患者相比，糖尿病合并有GS患者血管并發癥的發生率更低[15]。在哺乳動物，輕度的高膽紅素血癥對于預防心血管疾病和MS有積極作用[16]。一項Meta分析顯示，膽紅素水平與動脈粥樣硬化的嚴重程度呈負相關，血清膽紅素水平升高會使冠狀動脈粥樣硬化性疾病(coronary atherosclerotic disease，CHD)的風險降低[17]。MS是一組包含肥胖、高血糖、高血壓、高血脂、高尿酸、高胰島素血癥等在內的代謝紊亂的癥候群，氧化應激為其主要的發病機制，有結果顯示GS患者氧化應激標志物降低[18]，提示輕度的高膽紅素可在一定程度上對抗氧化應激反應。另一項Meta分析也證實了血清膽紅素水平與MS成分(如中心性肥胖、高甘油三酯血癥、空腹胰島素、高血糖)呈負相關[19]。深入研究膽紅素與心血管疾病、MS之間的相互關系可能為未來疾病的治療提供新思路。

2.2 GS緩解NAFLD的進展 NAFLD是MS在肝臟中的主要表現，肝組織脂肪酸的積累能提供線粒體氧化應激的來源，進而造成損傷、炎癥甚至纖維化。研究表明高間接膽紅素血癥與肝臟損害的組織病理學的嚴重程度呈負相關，與無NAFLD或NAFLD尚未進展到NASH階段人群相比，NASH患者血漿高膽紅素可顯著降低肝硬化的發病風險[20]。關于高膽紅素緩解NAFLD進展的作用機制目前尚未完全清楚。有研究顯示膽紅素可激活過氧化物酶體增殖物激活受體(PPARα)的轉錄活性，PPAR通過增加肉堿棕櫚基轉移酶和成纖維細胞生長因子21的表達，誘導肝臟和脂肪組織的脂質代謝[21-25]。PPAR介導的脂肪酸氧化的這一結果也在Landerer的實驗中被證實。此外，膽紅素還可清除過氧自由基、羥基自由基、單線態氧、活性氮，并減少α-生育酚基自由基，從而促進維生素E的循環利用來降低氧化應激。

2.3 GS與藥物代謝的關系 肝臟是具有解毒功能的器官，許多藥物經過肝臟多種酶代謝后排除體外。GS患者UGT1A1酶活性明顯降低，可能影響某些藥物(如吉非羅齊/依折麥布、他汀類藥物、炔雌醇/氟維司群、非甾體類藥物、抗HIV病毒藥物、干擾素、利巴韋林、伊立替康)代謝，增加患者對藥物的暴露時間，更易造成藥物性肝損傷或其他嚴重的不良反應。最具有代表性的例子為伊立替康，后者是轉移性結腸癌的標準治療選擇，其在羧酸酯酶的作用下轉變為SN-38發揮抗癌活性。SN-38經過UGT1A1酶滅活后由膽汁和尿液排出體外。由于GS患者UGT1A1酶活性低下，造成伊立替康的蓄積從而導致嚴重的骨髓抑制和腹瀉。在GS合并子宮內膜癌和霍奇金淋巴瘤患者，輕度升高的間接膽紅素對患者具有保護作用，可能與藥物代謝時間延長有關，但具體機制仍需進一步探索。此外，在應用阿扎那韋或茚地那韋抗HIV治療過程中，由于藥物抑制UGT蛋白質，GS患者更易觀察到不同程度的高膽紅素血癥。

2.4 GS對結腸炎的保護作用 膽紅素，尤其是間接膽紅素除了是天然的抗氧化劑外，還具有免疫調節和抗炎作用。有人[26]通過對體內外結腸炎的研究中發現，在低水平的外源間接膽紅素作用下，疾病的恢復期可觀察到結腸炎患者血生化學和組織病理學的改善，伴有脾臟、腸系膜淋巴結、固有層IL-17+T細胞頻率較低，而結腸上皮細胞IL-10+淋巴細胞比例更高。當芳基烴受體(AHR)水平降低或存在功能障礙時，會降低輔助T細胞17(Th17)的免疫應答，證實間接膽紅素通過AHR促進Th17高表達CD39胞外核苷酸酶來緩解結腸炎的活動性。因而，我們推測GS對結腸炎起保護作用。此外，在Gila et al研究發現，膽紅素可通過清除TLR4受體介導的NADPH氧化酶衍生的活性氧來阻止低氧誘導因子-1α(HIF-1α)的活化，從而抑制誘導性一氧化氮合酶的上調來發揮其抗炎作用，緩解癥狀。但有研究表明，GS以p.G71R為主要突變位點的患者發生結直腸癌的風險更高[27]。

3 小結與展望

GS是最常見的非溶血性遺傳性高間接膽紅素血癥，其肝臟生理功能正常，不會進展到炎癥、纖維化等階段，因而一般無需特殊治療。GS具有異質性，了解其在不同人群的患病率及基因突變位點對于及時診斷具有重要作用，對該病及早的診斷和基因檢查可以避免過度治療，減輕患者的心理負擔和經濟負擔。GS依賴其輕度的高間接膽紅素血癥對心血管疾病、代謝綜合征、NAFLD、藥物代謝、結腸炎等疾病具有保護作用，但具體的作用機制尚未完全闡明，仍需更深入的研究來探討疾病之間的相互關系，以了解GS真正的病理學意義，從而制定相應的管理措施。

利益沖突 無。

作者貢獻聲明鄧玉婷為論文的主要撰寫者；魏民華為論文進行了輔助修改；周俊英指導研究選題、設計和指導論文的撰寫。