ABCB4基因的相關疾病研究進展*

張建霞，劉志峰

（南京醫科大學附屬兒童醫院 消化科，江蘇 南京 210008）

ABCB4基因定位于染色體7q21.1，由28 個外顯子組成，總長約74 kb。其中27 個序列可編碼蛋白，其啟動子包含1 個在正常細胞內未甲基化的CpG 島[1]。共有12 個轉錄本編碼多藥耐藥蛋白3（MDR3）。MDR3 蛋白由12 個跨膜結構域和2 個核苷酸結合域組成。核苷酸結合域為底物逆濃度梯度跨膜轉運提供能量，而跨膜結構域則提供特異性結合位點[2]。該蛋白主要在肝細胞毛細膽管膜上高表達，將磷脂酰膽堿家族的磷脂從小管膜脂質雙分子層的內側轉運至外側，與膽汁鹽形成混合膠束。當轉運體出現數量減少或功能障礙時，混合膠束形成受阻，游離的非膠束膽汁鹽累積導致膽汁淤積，對膽管細胞和肝細胞膜造成損傷。此外，由于膽固醇的溶解度受膽汁酸和磷脂濃度影響，所以磷脂酰膽堿轉出率下降也易導致肝內外膽固醇結晶及膽結石形成。

1 ABCB4基因研究現狀

目前，ABCB4基因研究最多的轉錄本為NM_018849，其表達可由多種機制調控，其中公認的是膽汁酸通過激活中樞膽汁酸傳感器法尼酯X 受體增加ABCB4表達[3]。也有研究表明貝特類藥物可通過過氧化物酶體增殖物激活受體α 上調ABCB4的表達[4]。近年來研究者已證明磷脂酰膽堿是肝受體同源物1 的內源性配體，并在動物模型中發現肝受體同源物1 對膽汁磷脂酰膽堿的分泌有影響[5]。

根據轉運蛋白的運輸、活性及穩定性，DELAUNAY 等[6]提出ABCB4基因變異可進行以下功能分類：①導致蛋白合成缺陷的突變，如無義突變和移碼突變；②誘導蛋白成熟缺陷的錯義突變；③對蛋白成熟影響微弱但影響蛋白活性的突變；④影響蛋白穩定性的突變；⑤在本文中尚未檢測到效應的突變。

2 相關疾病譜

近年來，人們發現ABCB4 缺陷癥的相關疾病譜包括但不僅限于進行性家族性肝內膽汁淤積癥3型（progressive familial intrahepatic cholestasis type 3,PFIC3）、低磷脂相關膽石癥綜合征（low phospholipidassociated cholelithiasis syndrome,LPAC）、妊娠肝內膽汁淤積癥（Intrahepatic cholestasis of pregnancy,ICP），其他如成人膽汁纖維化或肝硬化、藥物性肝損傷(drug-induced liver injury,DILI)、短暫性新生兒膽汁淤積癥（transient neonatal cholestasis,TNC），甚至原發性肝膽惡性腫瘤均與ABCB4基因突變相關。更有甚者，一些ABCB4 缺陷癥患者在生長、發育過程中會經歷表型重疊。

2.1 PFIC3

PFIC3 是由ABCB4雙等位基因突變引起的常染色體隱性遺傳性膽汁淤積癥，從嬰幼兒晚期至青春期均可發病。大多數病例的首發癥狀包括黃疸、瘙癢、肝脾腫大等，在青少年期可逐漸演變為肝硬化甚至肝衰竭，并出現因脂溶性維生素代謝障礙而引起的并發癥如反復鼻出血、骨軟化等。典型實驗室檢查可見高結合膽紅素血癥伴丙氨酸氨基轉移酶升高、血小板減少，與其他PFIC 不同的是PFIC3 血清谷氨酰轉肽酶、膽固醇水平高于正常水平，膽汁酸水平正常或有輕度升高，對膽汁酸成分進行分析可見磷脂顯著下降。肝組織病理切片可見門靜脈炎癥浸潤、周圍導管增生并伴有不同程度的肝纖維化、肝巨細胞，偶見膽管內膽固醇結晶和纖維閉塞性病變[7]。在導致蛋白截短的突變患者和少數錯義突變患者中可觀察到MDR3 小管染色完全缺失[8]。其肝臟損傷機制可能與磷脂缺乏相關，磷脂缺乏減弱膽汁酸的去污作用，膽管細胞和肝細胞直接暴露于膽鹽中而受到損傷，同時促進膽固醇結晶的生成，阻塞膽小管，這一機制符合組織病理學所見的膽管內膽固醇結晶現象[9]。

2.2 LPAC

LPAC 表現為一類單基因突變引起的ABCB4 缺陷癥，其特征為患者發病年齡＜40 歲，存在肝內淤血或小結石，其一級親屬中有膽結石病史。輕度膽汁淤積、膽道疼痛、胰腺炎或膽管炎可在膽囊切除術后復發，或由妊娠、口服雌激素再次誘發[10]。超聲檢查表現為典型沿膽管樹的肝內高回聲病灶，膽管造影可見肝內膽管中單個或多個梭形擴張[11]。膽汁分析示膽固醇結晶伴磷脂水平下降。其發病機制可能為磷脂分泌減少導致膽汁中膽固醇與磷脂比例失調、膽固醇飽和指數升高但溶解度低，增加膽固醇結晶生成。

2.3 ICP

ICP 通常出現在既往無肝病病史的孕婦妊娠晚期，表現為膽汁淤積和劇烈瘙癢，分娩后癥狀迅速消退。實驗室檢查可見血清膽汁酸水平升高，尤其是膽酸，伴丙氨酸氨基轉移酶和堿性磷酸酶水平升高[12]。結合分娩后ICP 膽汁淤積癥狀快速消退、多胎妊娠中ICP 發生率高等證據，雌性激素及其代謝產物被認為在ICP 的發病機制中起著重要作用。研究認為，ABCB4的鼠同源基因MDR2可能參與了ICP 的起病[13]。

2.4 成人膽汁纖維化或肝硬化

在患有膽管纖維化或肝硬化的青少年和成人以及不明原因的無黃疸慢性膽汁淤積的成年患者中發現了ABCB4基因缺陷，其大多數為雜合錯義突變和無義突變。肝臟病理顯示門脈纖維化、小管反應和巨噬細胞炎癥[9,14-15]。

2.5 DILI

DILI 是一種獲得性肝病，表現為廣泛的急慢性臨床病理損害，可分為肝細胞型、膽汁淤積型和（或）混合型。有臨床研究表明，ABCB4 缺陷是發生DILI 的遺傳易感因素，如口服避孕藥、精神藥物、選擇性化療藥物、他汀類藥物和抗生素均可能誘發[16]。

2.6 TNC

TNC 是由多種因素綜合導致的結果，膽汁分泌功能發育不成熟和圍生期肝臟缺血、缺氧是其重要的致病因素。TNC 發病可能由雜合ABCB4基因缺陷導致肝小管ATP 依賴的轉運系統出現障礙，膽汁分泌暫時失代償引起[17]。

2.7 ABCB4缺陷相關腫瘤

研究表明肝膽惡性腫瘤與ABCB4基因變異相關[18]。人類ABCB4基因缺陷的情況下致癌的潛在病理生理機制尚未闡明。然而，在MDR2基因敲除的小鼠模型中，炎癥驅動致癌假說有助于闡明腫瘤發生、發展的復雜過程[19]。在MDR2基因缺陷小鼠中，膽汁鹽可誘導小鼠出現肝臟炎癥和肝細胞發育不良，且在16 個月內幾乎發生肝癌病變。類似地，在人類中無活性的MDR3 轉運蛋白易引發膽汁鹽介導肝膽損傷，可伴有壞死性炎癥反應、膽汁淤積和肝臟纖維化，細胞正常增殖周期出現紊亂，最終導致腫瘤。

3 治療

ABCB4 缺陷癥的治療可分為內科治療和外科治療。內科治療主要是通過藥物作用以改善臨床癥狀。第一類為熊去氧膽酸（ursodeoxycholic acid,UDCA），其可降低膽汁鹽池的疏水性，積極改善臨床癥狀及血清學指標，是ABCB4 缺陷癥的首選治療藥物，在錯義突變患者中的療效較蛋白截短患者更為有效[20]。第二類藥物為能夠克服無義突變引起翻譯停滯的藥物如氨基糖苷類藥物，或將錯誤折疊的突變蛋白重新定位到小管膜上的分子伴侶藥物，如4-苯基丁酸等。GORDO-GILART 等[21]研究表明4-苯基丁酸、姜黃素對ABCB4基因的G228R、A934T 突變型有療效。此外，使用頂端鈉依賴性膽汁轉運蛋白抑制劑抑制膽汁酸攝取可能是減少膽汁鹽池的另一種方法[22]，但腹瀉常為其不良反應，聯合法尼酯X 受體激動劑使用療效更佳[23]。

非移植外科手術治療主要通過減少肝腸循環來改善患者癥狀，其主要術式包括膽汁外分流術和部分膽汁內分流術，但上述術式僅能緩解癥狀、延緩病程進展[24]。對于進展為終末期肝病的患者而言，肝移植成為了最后一道防線[25-26]。雖然目前為止有關ABCB4 缺陷癥肝移植后的并發癥尚未有報道，但是由于缺乏足夠的供體器官、手術風險高及終生免疫抑制需要等問題，開發新的治療方案勢在必行。

當前，基因治療似乎是潛在的治療方法之一。腺相關病毒（adeno-associated virus,AAV）載體驅動的隱性單基因加成療法已被采用，PASI 等[27]基于AAV 基因療法治療血友病患者的長期隨訪發現，患者凝血因子Ⅷ活性得到恢復、出血發生率亦明顯下降。理論上這種治療方法對糾正ABCB4引起的遺傳性肝病有效，但是由于人體肝細胞重復增殖導致AAV 載體基因組丟失，體內非整合基因療法無法提供終身矯正，因此對于應用于ABCB4 缺陷癥，AAV 基因療法仍有許多局限[28]。WEI 等[29]發現了一種合成mRNA 療法，其課題組制備并篩選了編碼人ABCB4的化學和基因修飾的mRNA 變體，將變體包裹在脂質納米顆粒內注射在小鼠PFIC3 模型中，結果顯示使用hABCB4 mRNA 治療后，小鼠的MDR3 蛋白重新表達，并恢復磷脂轉運功能，此外反復注射也有效改善了膽汁淤積小鼠的表型，這一重大發現為PFIC3 基因治療提供了強有力的臨床前證據。

4 預后

根據基因型致病性程度的不同，ABCB4 缺陷癥的預后也存在差異。JACQUEMIN 等[9]報道的31 例ABCB4 缺陷癥在后續隨訪中發現41%患者對UDCA 治療表現為完全反應型，20%為部分反應型，而37%為無反應型。最終58%患者在平均年齡7.5 歲時接受了肝臟移植。

COLOMBO 等[30]對28 例自診斷ABCB4 缺陷癥起即予UDCA 口服治療的患兒進行6～349 個月不等的隨訪發現，1 例患兒在5 歲時死亡，存活的患兒中37%肝臟生化指標恢復正常，48%患兒黃疸消退但存在持續生化指標異常及不可阻擋的肝纖維化進展，55.5%發展為肝硬化，18.5%接受了肝移植。

5 總結

本研究團隊在臨床工作中遇到PFIC3 患兒2例，其中1 例為14 歲女性，1 例為10 歲男性，兩患兒均以嘔血為主訴入院，影像學提示存在門靜脈高壓征象，胃鏡下可見食管胃底靜脈曲張，予止血、護胃、UDCA 退黃治療，完善基因檢測提示兩患兒存在ABCB4基因復合雜合突變，其中女性患兒可能存在截短蛋白的突變，已于確診后不久行肝臟移植手術；男性患兒為錯義突變，現仍在隨訪中。而關于兩患兒的預后與已有文獻結果是否一致，仍在進一步研究分析中。

ABCB4 缺陷癥的臨床癥狀多樣，在同一患者不同時期甚至可出現癥狀的延續及疊加，如未接受肝臟移植的PFIC3 女性患者可能在妊娠期間出現嚴重ICP。當患者血清學檢查出現高谷氨酰轉移酶且膽汁分析見低磷脂酰膽堿時，需警惕此病，基因檢測是診斷的金標準。目前相關小鼠及多能干細胞研究模型漸成熟，新的基因療法正穩步開發中，若能成功用于臨床，這將為飽受基因突變折磨的患者提供更多可選擇的治療方案。