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Citrin蛋白缺乏症研究进展天津儿童医院 孟英韬摘要 Citrin蛋白缺乏症是近年阐明病因的一类常染色体隐性遗传病，包括两种疾病：成年发作II型瓜氨酸血症(CTLN2)和citrin蛋白缺乏所致新生儿肝内胆汁淤积症(NICCD)。Citrin蛋白缺乏症致病基因SLC25A13位于染色体7q21.3, 编码的蛋白命名为citrin蛋白,是一种线粒体钙结合天冬氨酸/谷氨酸载体。基因SLC25A13异常引起citrin蛋白缺乏症，已发现点突变、缺失等多种SLC25A13异常，并呈种族差异。本病在日本发现病例较多，研究较深入。近年在中国、韩国、越南、美国及捷克都有病例报道，尤其在中国南方有较高的突变基因携带者频率，说明该病可能在广泛范围存在。本文就该病发现史、citrin蛋白的结构与功能、citrin蛋白缺乏症的临床症状及实验室表现及致病机理等方面做一综述，以提高临床医生对该病的认知,促进我国在相关方面研究的进展。关键词 citrin蛋白缺乏症；成年发作II型瓜氨酸血症; citrin蛋白缺乏所致新生儿肝内胆汁淤积症（NICCD）翻开常见的英文词典， citrin一词的解释均是维生素P（又名柠檬素），曾有中文文献将citrin缺乏症翻译为柠檬素缺乏症，极易让人误以为又发现了一种新的维生素缺乏症，其实两者间毫无关系。目前citrin尚无确切的中文译名，只有一篇文章音译为“希特林蛋白1”，未见被普遍接受，故本文使用citrin蛋白以与维生素P一词相区别。1. 发现史 1962年Mc Murray发现经典型瓜氨酸血症（OMIM#215700），表现为尿里排出大量瓜氨酸，高氨血症，以婴幼儿为主，系尿素循环中的一种限速酶精氨酰琥珀酸合成酶（ASS）缺乏所致。后来发现一些高血氨的成人瓜氨酸也增高，且肝脑有特殊病变，与经典型瓜氨酸血症区别在于：成人患者仅在肝脏缺乏ASS，并且这种ASS缺乏不是酶活力的缺乏，而是酶含量的缺乏。1982年Miyakoshi2将这种成人型瓜氨酸血症命名为成年发作II型瓜氨酸血症(CTLN2， OMIM#603471)。1993年确认导致经典型瓜氨酸血症的ASS基因在 CTLN2中既没有mRNA的异常，也无翻译能力和基因结构异常，换言之，经典型瓜氨酸血症和CTLN2的致病基因不同。 为寻找CTLN2的致病基因， Kobayashi3在积累了100多例CTLN2病例后，于1999年采用纯合性作图和定位克隆法，对其中18例近亲结婚CTLN2病例进行分析，发现CTLN2的致病基因是SLC25A13，位于染色体7q21.3,含18个外显子，长度约为200kb, 主要在肝脏表达，其编码的蛋白命名为citrin蛋白。SLC25A13基因变异导致citrin蛋白缺乏症。2002年Saheki4用DNA诊断方法发现一种特殊类型的新生儿肝炎也存在SLC25A13基因突变，该病种表现为多种氨基酸血症，胆汁淤积，低蛋白血症，半乳糖血症和低血糖，命名为citrin蛋白缺乏引起的新生儿肝内胆汁淤积(neonatal intrahepatic cholestasis caused by citrin deficiency，简称NICCD）(OMIM#605814)。目前认为SLC25A13基因突变引起的citrin蛋白缺乏症有两种表型：CTLN2和NICCD。2. citrin蛋白的结构与功能 SLC25A13编码的citrin蛋白由675个氨基酸组成，分子量为74kDa。citrin蛋白位于线粒体内膜，是一种天冬氨酸谷氨酸载体(AGC)，其氨基端有4个具有钙结合特性的EF手结构域，相对较长，由约300个氨基酸构成，羧基端有6个跨膜区，这些特点与其它线粒体内SLC家族载体蛋白一样。Citrin与 SLC25A12编码的Aralar蛋白氨基酸序列有77.8%同源性，但表达部位不同。Citrin蛋白主要在肝脏和肾脏表达，Aralar蛋白主要在脑和肌肉表达,它们同属钙结合性线粒体溶质载体同聚物，通过向细胞质内转运天冬氨酸参与尿素、蛋白质和核苷酸合成，向线粒体内转运谷氨酸参与苹果酸/天冬氨酸穿梭而发挥作用。报道的SLC25A13基因突变数目不断增加，目前已达28种，主要包括点突变（如IVS11+1GA,S225X,E601X等），插入突变（1638ins23,1800ins1等），缺失（851del4等）这些突变多数导致框移或citrin蛋白合成的终止或生成不成熟蛋白。目前仍有5-6%有突变的等位基因找不到突变位点5。虽然citrin蛋白缺乏症在日本研究较深入，但并不局限于日本。日本人中常见的SLC25A13突变是851del4和IVS11+1GA，中国、韩国和越南与日本常见突变类型相近6-7，以色列，捷克等国突变类型与亚洲人不同，提示SLC25A13基因突变有人种差异。3. citrin蛋白缺乏症的临床特征及实验室表现:3.1 CTLN2的临床特征及实验室表现Citrin蛋白缺乏症的最常见表型是CTLN2，该病依据临床症状和实验室表现已有明确诊断标准。临床主要表现为精神神经症状意识障碍精神错乱痉挛和体形消瘦等。实验室表现有夜间血氨增高，瓜氨酸和精氨酸增高，苏氨酸与丝氨酸之比增高，肝脏ASS含量降低，胰腺分泌的胰蛋白酶抑制因子（PSTI）在CTLN2病人肝脏大量分泌。血浆PSTI可做为CTLN2的特异生化标志。20% CTLN2病人父母近亲婚配，说明CTLN2是常染色体隐性遗传病。 CTLN2发病年龄在11-79岁之间,以20-40岁男性为主.男女比为：2：1。CTLN2初期常诊断为癫痫抑郁症,统合失调,急性酒精中毒。该病可因药物感染或饮酒而引起，起病突然，预后不良，常于发病几年后死于脑水肿。常见并发症为胰腺炎，高脂血症和肝肿瘤。也有报道CTLN2病人患原发肝癌风险增加。该类病人偏食，不饮酒,厌食米饭、果汁等糖类食品,喜食花生,大豆,鸡蛋,奶制品及鱼肉等富含蛋白质及脂类食品。CTLN2较有效的治疗方法是肝移植,在出现脑部症状前行肝移植可使患者恢复正常生活。3.2 NICCD的临床特征及实验室表现:itrin蛋白缺乏症另一表型NICCD是近年发现的疾病，尚无明确诊断标准8。部分患者因新生儿筛查苯丙酮尿症和半乳糖血症时呈阳性而发现。患者血中多种氨基酸增高，如瓜氨酸，精氨酸，苏氨酸/苏氨酸,蛋氨酸和酪氨酸增高, 半乳糖亦增高。男女比为：1：1。多数NICCD患者给予一些不含乳糖，含中链甘油三酯及脂溶性维生素的食物，由于机体逐步适应，代谢能力改变或补偿功能，在1岁左右症状缓解。推测经过十余年的无症状期，部分NICCD病人可因某种不明诱因发展成CTLN2。临床表现包括：肝内胆汁淤积、低凝血酶原血症、瓜氨酸血症和半乳糖血症，偶见生长不良、白内障和低蛋白血症。NICCD曾被误诊为：新生儿肝炎，胆道闭锁，酪氨酸血症，营养不良。日本对75例NICCD的研究显示，73例至1岁时症状缓解，有2例发展成肝衰，不得不在1岁前行肝移植治疗9，1例在16岁时成为CTLN2。所以，并不是所有NICCD都预后乐观。NICCD的确诊依赖基因诊断方法。有人尝试通过检测从外周血中分离的淋巴细胞中的Citrin蛋白含量诊断Citrin蛋白缺乏症10，在未知突变类型或瓜氨酸不增高的Citrin蛋白缺乏症患者中均能发现淋巴细胞中Citrin蛋白缺乏。5发生率： SLC25A13突变基因携带者频率日本为1/65，韩国1/112，中国以长江为界，北方1/940，南方1/43，平均1/70，南方明显高于北方11。按携带者频率推算，亚洲东部应有近10万citrin蛋白缺乏症患者，但对新生儿所做的筛查及临床检出的病人远低于这一数字，可能与该病种尚缺乏认知有关12。6致病机理：目前citrin蛋白缺乏症发病机制尚不完全清楚，但已能从citrin蛋白在代谢途径中的作用对表现的临床症状做出解释。因为citrin蛋白是一种位于肝细胞线粒体的钙结合性跨膜溶质载体蛋白, 其功能是将线粒体中的天冬氨酸转运至胞浆,同时将胞浆的谷氨酸转运至线粒体内部. 这一过程与苹果酸穿梭相偶联,伴随着胞浆中还原型烟酰胺腺嘌吟二核甙酸(NADH)被重新氧化为NAD+,从而维持了胞浆中氧化/还原状态的稳定性。基因SLC25A13表达异常导致citrin功能缺陷，苹果酸穿梭受累, NADH大量堆积,造成以下后果:(1)乳酸等还原物质的糖异生过程受阻,并由此导致低血糖和高乳酸血症等生化异常;(2)激活枸橼酸/苹果酸穿梭系统,枸橼酸转运出线粒体后在胞浆中被其裂解酶分解产生大量乙酰辅酶,进而合成脂肪酸和脂肪,故患儿出现肝大(脂肪肝)、高游离脂肪酸和高脂血症等表现;(3)抑制半乳糖代谢酶UDP-葡萄糖-4-表位酶的活性,导致血半乳糖、半乳糖醇增高,甚至白内障等半乳糖血症表现.可见,胞浆中NADH的堆积是本病发生发展的关键环节.值得注意的是,大量碳水化合物可进一步加重胞浆的堆积,因此,有人提出,碳水化合物的摄入是造成本病代谢紊乱的原因13-15。此外,citrin蛋白缺乏时,胞浆中的天冬氨酸不足,这种氨基酸不但是合成蛋白质的原料,而且通过与瓜氨酸合成精氨酸代琥珀酸而参与尿素合成,因此患者会有低蛋白血症、高氨血症和瓜氨酸血症表现。 总之，citrin蛋白缺乏症是一国外近年有较大研究进展的遗传病，在致病基因突变类型诊断方法动物模型16致病机理及两种表型间的关系方面都不断有新的研究成果出现，国内对该病尚缺乏认识，值得介绍。参考文献1.鲁耀邦, 彭菲,李孟贤等.希特林蛋白缺乏症的研究进展及展望.中华医学遗传学杂志. 2006,23(12):655-6582.McKusick A. 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