x-连锁无丙种球蛋白血症的研究进展(1)

X-X-连锁无丙种球蛋白血症的研究进展连锁无丙种球蛋白血症的研究进展(1)(1) 【摘要】X-连锁无丙种球蛋白血症（X- linkedagammaglobulinemia，XLA）属于原发性体液免疫缺 陷病中的一种，又叫 Bruton 病。近年来，由于 Bruton 酪 氨酸激酶（Bruton sagammaglobulinemiatyrosinekinase，BTK）基因突变导 致 B 细胞发育障碍，所以不能产生免疫球蛋白。本文就近 年来对 BTK 的遗传学特性、基因突变分析、分子致病机制 及诊断和治疗等的研究进展作一综述。 【关键词】 X-连锁无丙种球蛋白血症（XLA） ；Burton 酪氨酸激酶 （BTK） ；诊断；治疗 【Abstract】X- linkedagammaglobulinemia（XLA） belongstotheprimaryimmunodeficiencydisease（PID） ， whichcallsBruton，itcannotgenerateimmuneglobulin，b ecauseofthemutationoftheBrutonsagammaglobulinemia tyrosinekinase（BTK） gene，whichleadstodevelopmentaldisorderoftheBarticl ereviewsthegeneticcharacters，mutationanalysis，mol ecularpathogenicmechanismandtherapyoftheBKTgene. 【Keywords】XLA；BTK；diagnosis；therapy X 连锁无丙种球蛋白血症（X- linkedagammaglobulinemia，XLA） ，又称 Bruton 无丙种球 蛋白血症，是最早发现的人类原发性免疫缺陷病 （primaryimmunodeficiencydisease，PID）之一， Bruton（1952 年）首次报道。患者临床上以反复细菌感染 为特征，血清中各类免疫球蛋白明显降低或缺乏，对抗原 刺激不能产生抗体应答，血循环中 B 淋巴细胞减少，淋巴 结及淋巴组织缺乏生发中心和淋巴滤泡，骨髓中无浆细胞， 但前 B 淋巴细胞数量正常，T 淋巴细胞数量及功能正常。典 型病例为出生后半年左右开始反复化脓感染（如肺炎链球 菌或嗜血流感杆菌）或迟至幼年发病，患者体内缺少成熟 B 细胞，基本上不能自主产生免疫球蛋白，必须依靠免疫替 代疗法维持体液免疫水平。该病严重危害患者健康，危及 患者生命。80%90%1临床诊断病例可检出相关致病基 因 BTK 发生突变，而其他 10%20%1的病人存在其他问 题，有研究显示常染色体编码 Ig2，3 、HC4和 LC 的基因存在突变。 1BTK 的遗传学特性大多数 PID 的遗传形式已经明 确，几乎均为单基因遗传，多数为常染色体隐性遗传，其 次为 X 连锁隐性和常染色体显性遗传。大多数情况男性发 病，女性携带，但也有男性携带者不发病的报道。60%的 PID 突变基因的 DNA 序列已被克隆，突变位点（包括突变基 因定位的染色体节段和基因位点）和突变形式（单个核苷 酸缺失、替代、插入、移码突变、无义或错义突变等）也 已确定5 。在 WHOPID 专家委员会的指导下，成立了有关 疾病基因库，记录登记全球范围的 PID 基因突变及其类型。 多基因遗传性 PID 的确定较困难，至今尚无确切的报道。 BTK 的蛋白结构 BTK 蛋白为 B 细胞信号传递系统中 的重要蛋白，属于非受体型蛋白酪氨酸激酶 Tec 家族的一 员，该家族的成员还包括 TEC、ITK/TSK/EMT 和 BMX。Tec 家族蛋白酪氨酸激酶包括 5 个不同的结构区段（见图 1） ， 从 N 末端起为 PH（pleckstrinhomology；PH）段，约有 120 个氨基酸，TH（Techomology；TH）段约有 6080 个氨 基酸 SH3（Srchomology3;SH3）段约有 60 个氨基酸，SH2 段约 100 个氨基酸，激酶催化段约 280 个氨基酸6 。 图 1BTK 蛋白的组成（从 N 端开始）包括 5 个区域： PH、TH、SH3、SH2 和激酶区。 注：图上边的数字代表各段的氨基酸长度，图下 边的数字代表不同的外显子及其相应的位置。 BTK 蛋白的空间结构多数已测明，包括 PH 区、TH 区的前半部、SH3 区和激酶催化区7 ，SH2 区的结构可借 用其他蛋白激酶的类似结构进行研究。这些三维空间结构 可用于分析突变造成的蛋白空间结构的改变。 BTK 基因的分子结构及其突变分析在 20 世纪 80 年 代，多位学者应用 DNA 多态性标志分析的方法，成功地将 XLA 的缺陷基因定位于 X 染色体中部（）的 2cm 区域内8 。 Vetrie 等用定位克隆方法在 XLA 病变基因区内分离鉴定了 一个新的基因，该基因表达于正常人各期 B 淋巴细胞，在 XLA 患者中发生突变，故认为是 XLA 的致病基因。Tsukada 等也找到 XLA 的 KD 致病基因。BTK 基因全长，含有 19 个外 显子，除第一外显子外，其余 18 个编码 BTK 蛋白的 659 个 氨基酸，分子量为 76KD9 。cDNA 含有 2560 个核苷酸， 有一个编码 659 个氨基酸多肽的开放阅读框架，起始密码 子在核苷酸第 133 位置上，在起始位置上游的 15 个密码子 处阅读框架闭合。根据国际研究小组 BTK 突变分析，迄今 已经在 471 个家族 544 个 XLA 病人中发现了 BTK 基因 341 个独立存在的碱基置换、插入或缺失，其中有 13 个大段缺 失和 2 个大段插入。突变不仅存在于 19 个外显子，还涉及 内含子和启动区域。其中，发生频率最高的是错义突变， 其次是无义突变和拼接位点突变。错义突变主要发生在三 联体密码子的前两位。外显子 8 和 9 的 185287 位没有错 义突变，这些位点可能不易突变或是功能上不重要。33%的 替代累及 CPG 双核苷酸，这是目前认为的最常见的突变热 点10 ，而突变高频位点 R520 也属于 CPG 突变6 。编 码外显子蛋白突变的区域11 （见表 1） 。表 1 编码外显子 蛋白突变的区域 2BTK 的分子致病机制 BTK 属于非受体酪氨酸蛋白 激酶，该类激酶广泛参与细胞信号传导，影响细胞的存活、 增殖和分化，BTK 是 B 细胞发育成熟的关键因素。正常人除 T 细胞和浆细胞外均有 BTK 表达，而 BTK 基因突变只影响 B 细胞的数量，这说明 BTK 在 B 细胞的生长发育过程中起着 至关重要的作用。目前对 BTK 参与细胞信号传导研究比较 清楚的是 BCR 交联介导的信号传导途径。其过程简述如下： BCR 交联激活 Pl-3 激酶并产生一定数量的 Pl-3，4，5- risphosphate 与膜结合，Pl-3，4，5-risphosphate 与 BTK 的 SH3 段作用使其定位于细胞膜。然后，BTK 经过两步活化： 首先 BTK 激酶段 Y551 位磷酸化（很可能是与 Lyn 作用） ， 接着是 SH3 段 Y223 位的自身磷酸化。活化后的 BTK 与 B 细 胞衔接蛋白（BLNK）结合并激活 phospholipaseC- y（PLC-） ，导致钙离子通道打开，胞外钙离子内流。 该信号传导途径最终导致细胞增生加强和转录的变化。此 模式仅限于以 B 细胞受体交联作为刺激信号，至于前 B 细 胞受体交联是否也引起相同的信号传导目前还缺乏证据 1，12 。该信号传导途径受 FcRB 和 SHIP（SH2- containinginositol-5-phosphatase）磷酸酶介导的另一 途径制约，通过水解 Pl-3，4，5-risphosphate 和 Ins（1，3，4，5）-etraphosphate 关闭钙离子内流通道 13 。BTK 不仅可以由 BCR 和 FCR 介导激活，也可以通过 其他很多受体激活，包括 G-protein- coupledreceptors（GPCR） 、IL-3、IL-5 和 IL-6，另外， CD19 和单克隆抗体的交联也可激活 BTK13 ，近年来研究 表明，CD40 也是 B 细胞发育过程中的重要受体，传递刺激 信号影响细胞存活、生长和分化。与 BCR 介导的 BTK 活化 途径相似，CD40 的交联也可激活 BTK。CD40 和 BCR 可能是 B 细胞发育过程中不同阶段激活 BTK 的信号传递通路。但也 有研究提示 CD40 不通过 BTK 也可提高 NFKB 和 JNK 的水平， 是独立于 BTK 的信号传导通路1416 。BTK 在细胞内与 很多分子相互作用，共同构成了一种微环境，在信号传导 的过程中起着重要的作用。这些分子分别与 BTK 的不同区 段相互作用，其中与 PH 段作用的分子研究得很多，R28 附 近区域与 PIP3、IP4、PKC、BP-135、F-ac-tin、STAT3 和 Fas 作用。PH-TH 区域与 Gq 和 G 双体作用;SH3 与 c- Cb1、WASp、Vav 和 sab 作用;SH2 与磷酸化的 BLNK 作用。 另外，SH3 与 TH 在 BTK 分子内作用，抑制 BT