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月亮的孩子--白化病

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马天宇饰演的冰族王子樱空释,拥有着倾世的容颜:白皮肤、白头发、浅色的瞳孔...而在现实中真有这么一群人——月亮孩子,他们的头发和皮肤像月光一样白,却极易被阳光晒伤,只有月夜才是他们的乐园。

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白化病(albinism)是由于不同基因的突变引起皮肤及附属器官黑色素或黑色素体生物缺乏或合成缺陷,而导致的遗传性白斑病,其患病率约为1/17,000,发病率约为每人有 1-2/ 200,000。据此推测我国约有9万眼皮肤白化病患者,平均每60人中有一人携带白化病基因而不表现出症状。患者通常视网膜无色素,虹膜和瞳孔呈现淡粉色,怕光。皮肤、眉毛、头发及其他体毛都呈白色或黄白色。

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白化病是大自然中普遍存在的一种现象:狮子、老虎、犀牛、长颈鹿、浣熊、考拉、鲸、鲨鱼、豪猪、鳄鱼、企鹅、松鼠、蜗牛、龟、龙虾、刺猬、鹰等物种都出现过白化病个体。

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目前已明确的引起人类白化病的基因有几十个,大致分为以下两大类:


1. 非综合征性( nonsyndromic ):


1.1眼皮肤白化病(oculocutaneous albinism, OCA):OCA各型均由黑素合成障碍引起,属于常染色体隐性遗传病。根据涉及基因的不同,目前一般将OCA分为4种亚型,即眼皮肤白化病I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型(简称OCA1-4),分别由酪氨酸酶(tyrosinase,TYR)基因、P基因(Pproteingene)、酪氨酸酶相关蛋白酶l(TYRP-l)基因、MATP(membrane-associated transporter protein)基因的突变引起。我国以OCA1和OCA2为主,分别约占50%和40%左右。

1.1.1眼皮肤白化病I型(Oculocutaneous albinism type I, OCA1):是由于酪氨酸酶(tyrosinase, TYR)基因发生突变引起的常染色体隐性遗传病,是眼皮肤白化病中最常见的类型之一,也是临床表型及危害最为严重的类型。患者皮肤白色,毛发也因色素缺乏呈白色或者浅黄色。发育过程眼色素缺失导致无法矫治的严重视力低下伴眼球震颤、斜视、视网膜中央小凹发育不良、视神经通路异常等表现。酪氨酸酶是一种具有多种酶活性的黑素小体跨膜蛋白,将酪氨酸羟化为多巴是黑色素合成过程中的关键步骤。

根据TYR基因突变后酪氨酸酶是否存在残留活性,可进一步将OCA1划分为OCA1A和OCA1B两个亚型,其中OCA1A毛发颜色终身不变,OCA1B出生后毛发颜色逐渐出现不同程度的加深。大多数OCA1患者的母亲和父亲是TYR复合杂合突变的携带者。大片段的TYR基因缺失是罕见的。大约85% 的TYR致病突变发生在编码区、内含子和外显子交界区域以及5'启动子区上游数百个碱基和3'非编码区。其余的TYR基因突变在基因调控区或内含子,影响基因的转录。如果不是全基因的序列分析,突变检出率可能会较低。

1.1.2眼皮肤白化病II型(Oculocutaneous albinism type II, OCA2):OCA2是非洲人和非裔美洲眼皮肤白化病中最常见的类型。表型较OCA1轻,患者出生时毛发和虹膜有少量色素沉着,但皮肤表型多样,可有轻微到中度的毛发、皮肤和虹膜色素沉着。少数个体皮肤色素沉着可随年龄的增长而增加。毛发颜色亦多有所加深,逐渐表现为黄色至棕黄色,不易与OCA1B区分。

P基因(P protein gene)为OCA2的致病基因,定位于15q11.2-q12,包括24个外显子和23个内含子。P基因编码一种跨膜蛋白,由838个氨基酸残基构成,含有12个跨膜区,6个糖基化位点。P蛋白位于黑色素小体膜上,与保持黑素小体的pH值有关。P基因产物为真黑素合成所必需,但不为褐黑素合成所必需。OCA2患者皮肤、毛发和眼中真黑素缺乏,而褐黑素可随年龄的增长而增加,这与OCA2患者的临床表型相一致。

迄今至少已报道了P基因内60种OCA2的病理性突变和43种多态性变异。在撒哈拉以南的非洲血统患者大多是纯合的OCA2基因的2.7 kb的缺失。大多数非非洲患者是是复合杂合突变。大约50%只在编码区、内含子和外显子边界区域以及5'启动子区上游数百个碱基和3'非编码区基因检测到OCA2的一个突变。有假设另一个病理突变是在内含子(可能生产不同的基因转录),或在基因调控区域,只是目前无法证实。

OCA2基因大多数是错义突变,但内含子的碱基缺失也很常见。如错义突变A481T发生在日本人,通常是纯合和复合杂合突变。这种突变与大量的P蛋白功能残留(次形态突变)有关,可能是该突变本身无法足以引起OCA2。每个新发现的OCA2突变,必须通过大量同种族背景的对照样本测试,以确定是多态性还是OCA2家庭的病理性突变。正常变异频率的确定受制于序列分析的彻底性和对照组数据的限制。基因产物功能检测的难度也限制了OCA2序列分析的诊断应用。

1.2 眼白化病(ocular albinism, OA),OA为一种X性联隐性遗传病,其特征表现为患者视力低下、眼球震颤、虹膜透明、眼底色素减退及黄斑中心凹发育不良其临床类型众多,其中1型眼白化病(OA1)最为常见,其特征表现为眼底色素脱失,由此导致脉络膜血管十分明显,并伴随眼球震颤、点头和视觉障碍等症状。


2. 综合征性( syndromic ):


1)Hermansky-Pudlak 综合征( HPS ):常染色体隐性遗传,如 HPS1-HPS7 。

2)Chediak-Higashi 综合征 (CHS), : 常染色体隐性遗传,如 CHS1 。

3)Griscelli 综合征 (GS) : 常染色体隐性遗传 , 如 GS1 , GS2 , GS3 。

4)Usher 综合征 (USH), 常染色体隐性遗传,如 USH1B 。


白化病的发病机制


由于引起白化病的基因不同,疾病发生的机理有所不同。通常是涉及到黑色素生物合成和黑色素细胞内黑色素体生物合成 / 转运缺陷两个环节。酪氨酸酶 (tyrasinase, TYR) 是黑色素生物合成中的关键酶,催化酪氨酸转变成多巴醌。酪氨酸酶基因 (TYR) 的突变使该酶缺乏,导致黑色素生成障碍。酪氨酸酶相关蛋白- 1(tyrosinase-related protein-1, TYRP1) 具有稳定酪氨酸酶的作用,在黑色素体内组成酶复合体,参与黑色素的合成。

黑色素是在黑色素体 (melanosome) 中合成。在黑色素细胞内经一系列与蛋白转运 (protein trafficking) 和颗粒形成相关的蛋白作用,在胞浆内包装形成黑色素体,再与质膜融合并分泌黑色素。 HPS1 蛋白、 CHS 蛋白、 OCA2 蛋白、 OA1 蛋白等可能参与黑色素体的生物合成与功能,目前各自具体的功能尚未完全阐明 。

AP3复合体由不同亚基组成的四聚体,是蛋白跨高尔基 体转运的重要成分,可招募新合成的颗粒膜蛋白,转运至黑色素体或溶酶体等。因上述基因突变后,黑色素体形成和黑色素细胞特异蛋白转运发生缺陷,导致白化病的发生。这种缺陷多伴有其它亚细胞器如溶酶体、血小板致密体等的形成与转运缺陷,使胶质样物质积聚和血小板功能缺陷,引起相应的症状和体征。 HPS 患者肺胶样物质的积聚可导致肺纤维化或结肠炎,是患者多于30-50 岁死亡的主要原因,又称致死型白化病。

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白化病的危害


白化病的危害主要是眼部的损害和皮肤癌的易患性,以及严重影响患者外观和心理健康。部分综合征性白化病亚型还可合并其他脏器或系统的病变,例如肺纤维化、肠炎、免疫缺陷等,可导致患者幼年或中年期死亡。除对症治疗外,白化病目前尚无有效治疗办法,应尽量减少紫外辐射对眼睛和皮肤的损害。 HPS 患者常于中年病逝,且有出血倾向,个别患者因拔牙或分娩大出血休克,应采取相应的预防措施,避免服用含乙酰水扬酸和阿斯匹林的药物。一些 HPS 患者对血管加压素 (DDAVP) 治疗后,可缓解出血倾向,常作为术前或拔牙前用药。急性期 HPS 患者可进行输血治疗。

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白化病的诊疗


白化病的诊断主要依据眼部的症状与体征。 OCA 伴有皮肤和毛发的色素改变,应注意三种 OCA 的鉴别诊断。酪氨酸酶活性测定有助于 TYR 的诊断,进行分子遗传学分析,可从基因水平对白化病进行分型诊断,有助于患者的预后评估和家庭中的基因诊断与产前诊断。基因分型诊断也是目前患者确诊、携带者检测和产前诊断最可靠的方法。常用的技术和方法有:RFLP连锁分析法、ASO、Southern印迹杂交、PCR-SSCP、Sequencing等。酪氨酸酶活性测定,根据酪氨酸酶活性的高低对本病的杂合型与纯合型以及其他白化皮肤病进行鉴别诊断。

针对中国人群的OCA致病基因研究应首先集中在TYR基因或P基因。符合OCA1表型者首先检测TYR基因,如未检测到,对疑似病理性突变再进一步筛查P基因。对出生时即有少量色素沉着者,则把P基因作为优先研究基因,如未检测到对疑似病理性突变再进一步筛查TYR基因。如在TYR基因和P基因内均未检测到疑似病理性突变,最后再考虑进行OCA4的MATP基因分析。

基于DNA的基因诊断是检出OCA1携带者的最可靠方法。现已报道近200种TYR基因致病突变。一些国家和地区已开展了基于DNA的产前基因诊断。中国大陆地区也已经尝试进行产前基因诊断。中国人群TYR基因最常见的突变方式为exon2 的929insC。对比分析相关研究资料可看出,中国大陆人群TYP基因突变情况与世界其它国家和民族不同,甚至与台湾地区也存在差异。

由于P基因结构比较复杂,有24个外显子,目前白化病数据库只报道了52种P基因病理性突变,病理突变主要为错义突变、无义突变、移码突变和剪切位点突变,多数位于肽链的C末端,这些突变不象0CA1的TYR基因突变那样多成簇出现,比较分散。而且检测到新突变的可能性较大。P基因多态性变异中的大部分位于外显子,这增加了对致病性突变定义的难度,其中一些多态性变异会导致氨基酸的替换。

白化病目前无有效治疗方法,主要是对症治疗。皮肤移植是目前治疗中的常用方法。药物治疗中常用8-甲氧补骨脂素(8-MOP)和皮质激素等,局部可涂用5%对氨基苯甲酸酒精溶液。应避免日晒,保护皮肤,避光和应用防光剂。

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白化病属于家族遗传性疾病,除 OA1 为 X 连锁隐性遗传外,其余均为常染色体隐性遗传,常发生于近亲结婚的人群中,一个白化患者的下一代一定是白化病基因的携带者,一个白化病基因携带者和一个没有携带白化病基因的人结婚生子,那么他们的后代有3/4的可能也是白化病基因携带者,但不会出现病态,有1/4的可能是正常人。如果两个白化病基因携带者结婚生子,他们的后代就会出现病态,这就是有些人上几代都没有白化病而下一代却突然出现白化病的原因。

一些 OCA1 和 OCA3 基因的复合杂合子或纯合子也残留部分酶活性,表型不同于导致酶活性完全缺乏的突变杂合子或纯合子。由于白化病是许多不同的单基因病的共同症状,呈现明显的遗传异质性,要注意除色素减低以外的其它症状或体征。由于色素减低在不同人种的表型有所不同,描述方式也有差异。


参考文献

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