2022肝豆?fàn)詈俗冃訵ilson病的源起及病理特點(diǎn)(全文)

1、2022 肝豆?fàn)詈俗冃?Wilson 病的源起及病理特點(diǎn)（全文）Wilson 病，又名肝豆?fàn)詈俗冃裕且环N常染色體隱性遺傳的銅代謝障礙 性疾病，由于肝內(nèi)膽汁中的銅排泄障礙， 導(dǎo)致銅在肝臟和大腦中過度蓄積。Wilson 病臨床表現(xiàn)為多種體征和癥狀，在不到一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里人們逐 漸認(rèn)識(shí)發(fā)展到該病病理機(jī)制的分子水平。本文將嘗試針對(duì) Wilson 病從源 起（遺傳學(xué)）到發(fā)生（病理生理學(xué)） 、發(fā)展（病理學(xué)）一系列病程全貌進(jìn) 行概述。01 、Wilson 病的遺傳學(xué)基礎(chǔ)Wilson 病最初是由 Wilson 教授提出為遺傳性疾病，后來 Hall 教授于 1921 年證明了其確實(shí)具有遺傳特性 1 ，后續(xù)研究

2、揭示其為伴常染色體隱 性遺傳 2 。隨后，有學(xué)者根據(jù) Wilson 病與紅細(xì)胞酯酶 -D 基因位點(diǎn)的聯(lián) 系，將 Wilson 病基因定位在第 13 號(hào)染色體的長(zhǎng)臂上 3 ，后來的研究進(jìn) 一步證實(shí)了其在染色體中的定位 4, 5 。Menkes 病致病基因的發(fā)現(xiàn)，給研究 Wilson 病銅代謝缺陷的分子基礎(chǔ)帶 來一個(gè)巨大的突破。 Menkes 病是另一種罕見的銅代謝遺傳病，其致病基 因產(chǎn)物為 ATP7A 。這是一種陽(yáng)離子轉(zhuǎn)運(yùn)型 P 型腺苷三磷酸酶（ ATP 酶）， 參與銅在許多組織中的轉(zhuǎn)運(yùn) 6-8 。 銅轉(zhuǎn)運(yùn) P 型 ATP 酶的發(fā)現(xiàn)在 Wilson病研究中引發(fā)了這么一個(gè)假設(shè)：銅和銅藍(lán)蛋白的結(jié)合缺

3、陷、膽汁銅分泌失敗和銅在肝臟中的蓄積是否與肝臟特異性銅轉(zhuǎn)運(yùn)體基因的突變有關(guān)？不久， Wilson 病的致病基因 ATP7B 便被科學(xué)家鑒定出來。該 3 個(gè)獨(dú)立的 實(shí)驗(yàn)室?guī)缀跏峭瑫r(shí)完成了該特異性基因的鑒定 9-12 。ATP7B 基因位于包括 22 個(gè)外顯子（第 22 外顯子包含在一個(gè)罕見轉(zhuǎn)錄序 列中）的大約 80kb 的 DNA 區(qū)域中，編碼約 7.8kb 的信使 RNA ，并且在 肝臟中高表達(dá) 13 ?；蛐蛄蟹治霰砻?， ATP7B 屬于一個(gè)進(jìn)化高度保守并 且依賴于 ATP 的金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族 14 。對(duì) ATP7B 突變的篩選工作已使得大量疾病 （ >500 種）的特異性突變和基 因

4、多態(tài)性得到識(shí)別 15,16 。迄今為止發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)突變是導(dǎo)致氨基酸替換 的點(diǎn)突變。然而，缺失、插入、錯(cuò)義和剪接位點(diǎn)突變也有報(bào)道。當(dāng)在特定 人群或少數(shù)民族成員中頻繁發(fā)現(xiàn)特定突變時(shí)，這些突變的直接分析就顯得 特別有意義，可以加快診斷的速度。DNA 測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步及其廣泛的可用性，直接突變分析成為檢驗(yàn)的一種 有效選擇，除此以外單體型分析（ ATP7B 周圍區(qū)域的多態(tài)性分析）已被 證明對(duì)兄弟姐妹的遺傳篩選是有用的。最常見的點(diǎn)突變，即導(dǎo)致從組氨酸 到谷氨酰胺（ H1069Q ）的突變，存在于近 30% 的歐洲血統(tǒng)的患者中。在 奧地利，有一個(gè)群體被報(bào)道有非常高的突變頻率（高達(dá)65% ）17 。大多數(shù)突變集

5、中在該蛋白的幾個(gè)跨膜區(qū)域周圍及另一被預(yù)測(cè)與 ATP 結(jié)合有關(guān)的區(qū)域。一些證據(jù)表明，導(dǎo)致ATP7B蛋白表達(dá)缺失的突變可能導(dǎo)致出現(xiàn)更嚴(yán)重的表型，然而，并非所有研究都支持這一結(jié)論。另一項(xiàng)研究表明， 另一個(gè)名為APOE的基因的表達(dá)，可以改變 Wilson病的表型。銅代謝中 涉及的其他基因的多態(tài)性也可以改變疾病表型，如MURRI或COMMD1的研究所提示的18。這是一個(gè)蛋白家族的成員，該基因在貝得靈頓厚毛 犬中是導(dǎo)致銅中毒的責(zé)任基因，其在銅運(yùn)輸中的功能還不是很確定，但可 能與細(xì)胞內(nèi)銅轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)。XIAP（ X連鎖凋亡抑制因子）是另一種受銅濃 度影響的蛋白，銅濃度可改變細(xì)胞凋亡的閾值19。正在進(jìn)行的進(jìn)一步研

6、究旨在將Wilson病的特定表型表現(xiàn)與ATP7B基因型及其他潛在修飾基因 的表達(dá)相關(guān)聯(lián)起來。02、Wils on病的病理生理學(xué)特點(diǎn)銅是許多酶和蛋白質(zhì)的重要輔因子，對(duì)組織貯存鐵的動(dòng)員是很重要的。銅 代謝的正常途徑見圖10T小腸銅吸收腸道非吸收銅門靜側(cè)循環(huán)組織歸存鐵 的動(dòng)員摑藍(lán)至白|卩肌膽道銅排泄翼銅排泄蚩白質(zhì)降解非銅藍(lán)彊白結(jié)合銅厝臟提取亠肝外銅代謝或E存尿銅排泄圖 1、 Wilson 病的銅代謝和病理生理學(xué)肝細(xì)胞通過細(xì)胞表面人銅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 （ HCTR1 ）從門靜脈循環(huán)中攝取銅 20 ， 然后細(xì)胞內(nèi)銅與低分子量配體相互作用，如谷胱甘肽、金屬硫蛋白和 HAH121-23 ，被用作轉(zhuǎn)移或儲(chǔ)存劑。隨后它

7、們被用于細(xì)胞代謝需要，結(jié) 合到分泌型糖蛋白銅藍(lán)蛋白中，或被排泄到膽汁中。銅從肝細(xì)胞傳遞到膽汁對(duì)于其體內(nèi)平衡至關(guān)重要，因?yàn)榕判沟侥懼械你~ 要經(jīng)歷腸肝循環(huán) 24 。肝細(xì)胞內(nèi)的銅轉(zhuǎn)運(yùn)到膽汁依賴于 ATP7B 功能的囊泡 通路，而 ATP7B 蛋白質(zhì)一般主要存在于肝細(xì)胞的跨高爾基網(wǎng)絡(luò)中 25 。有 趣的是，在 Menkes 病的 ATP7A 蛋白的同源研究中，觀察到隨著銅水平 的增加， 該蛋白的細(xì)胞內(nèi)定位也隨之發(fā)生改變 26 。對(duì) ATP7B 蛋白的研究 表明， ATP7B 蛋白也會(huì)根據(jù)銅負(fù)荷重新分布到泡狀室， 這可能是跟適應(yīng)微 環(huán)境中的不同水平的銅有關(guān)。 據(jù)推測(cè)， 小泡通路是膽道銅排泄的關(guān)鍵途徑。

8、 然而，其他研究者認(rèn)為 ATP7B 蛋白存在于小管周圍區(qū)域，并隨著細(xì)胞銅 的增加而直接定位于小管膜 27 。如果 ATP7B 蛋白存在于該位點(diǎn)， 則可直 接參與銅向膽汁的轉(zhuǎn)移。無論 ATP7B 蛋白是否存在于小管膜中，還是銅 是否由小泡通過該部位輸送， ATP7B 功能的缺失或降低都將導(dǎo)致膽汁銅排 泄減少，進(jìn)而導(dǎo)致 Wilson 病患者肝臟中銅的蓄積 28-30 。血漿銅藍(lán)蛋白是一種每個(gè)分子中含有 6 個(gè)銅原子的糖蛋白， 主要是在肝臟 中合成。銅被高爾基體中的載脂蛋白銅藍(lán)蛋白和肝細(xì)胞分泌的含銅的全蛋 白質(zhì)結(jié)合 31 ，用于銅藍(lán)蛋白生物合成的新轉(zhuǎn)運(yùn)銅還必須穿過細(xì)胞器膜進(jìn) 入蛋白質(zhì)生物合成途徑，這

9、一過程依賴于 ATP7B ，也就是大多數(shù) Wilson 病患者缺失或減少的基因。在大多數(shù) Wilson 病患者中，由于不含銅的載 脂蛋白不穩(wěn)定，在體內(nèi)降解較快，因此銅藍(lán)蛋白與銅的結(jié)合被認(rèn)為是導(dǎo)致 該蛋白的循環(huán)水平降低的原因。當(dāng)銅蓄積超過細(xì)胞安全儲(chǔ)存的容量時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致肝細(xì)胞損傷。過量銅的 毒性作用包括自由基的產(chǎn)生、膜和 DNA 的脂質(zhì)過氧化、蛋白質(zhì)合成的抑 制和細(xì)胞抗氧化劑水平的改變 32 。肝細(xì)胞壞死和凋亡都可能是由銅誘導(dǎo) 的細(xì)胞損傷觸發(fā)的 33,34 。當(dāng)銅誘導(dǎo)的損傷發(fā)生時(shí)，損傷、細(xì)胞死亡和肝 細(xì)胞再生能力之間的微妙平衡便會(huì)被打破，從而導(dǎo)致肝臟功能下降。當(dāng)肝臟儲(chǔ)存銅的能力超過其正常水平，或

10、者當(dāng)肝細(xì)胞損傷導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的銅釋放到循環(huán)中時(shí)，循環(huán)中非銅藍(lán)蛋白結(jié)合的銅水平便會(huì)升高，銅的肝外沉 積正是由此發(fā)生的。而腦部正是肝外銅沉積最關(guān)鍵的部位，所以銅所致神 經(jīng)元損傷是 Wilson 病的神經(jīng)和精神表現(xiàn)及腦影像學(xué)特征性變化的重要原 因。03 、Wilson 病的病理學(xué)特征Wilson 病患者組織中病理變化的快慢與銅在各身體器官中累積的相對(duì)速 率息息相關(guān)。因?yàn)樽畛醯倪z傳缺陷存在于肝臟中，并且由于肝臟是銅的主要儲(chǔ)存器官，所以最早的病理表現(xiàn)本質(zhì)上是表現(xiàn)在肝臟。當(dāng)銅從肝臟“溢出 到其他器官時(shí)，病理表現(xiàn)便幵始出現(xiàn)在大腦、腎臟、眼睛、紅細(xì)胞和關(guān)節(jié) 等部位。01、肝臟病理學(xué)宏觀上，Wilson病患者早期的

11、肝臟表現(xiàn)可能只是輕度增大。要是不治療, 大多數(shù)患者的肝臟病理便會(huì)向纖維化和肝硬化的方向進(jìn)展。肝硬化結(jié)節(jié)轉(zhuǎn) 變?yōu)榛旌系拇蠼Y(jié)節(jié)-小結(jié)節(jié)模式，其中結(jié)節(jié)的顏色可能根據(jù)銅的積累程度而變化（見圖2）。患者之間的病理改變率可有很大差異，在某些情況下，不 伴有肝硬化的脂肪變性和纖維化可能持續(xù)數(shù)十年35。圖2、已確診的肝硬化患者肝臟 Massion染色片，圖中顯示出纖維化的寬帶，這些纖維化橫跨大小不同的結(jié)節(jié)，具有不同的染色特征在微觀層面上，早期銅積累的證據(jù)可能是細(xì)微的和非特異性的。用免疫組 織化學(xué)方法（如繞丹寧、二硫代草酰胺）檢測(cè)銅時(shí)，可能并不能看到彌漫 性的細(xì)胞質(zhì)的銅積累。銅積累的早期階段表現(xiàn)與巨脂肪變性、微

12、脂肪變性和糖原核相關(guān)，這些特征可以在多種其他條件下看到（見圖3） 36圖3、無癥狀 Wils on病患者的病理切片，圖中明顯的微囊泡和大泡性脂肪變性和一些炎癥細(xì)胞Sternlieb發(fā)現(xiàn)在Wilson病患者肝臟病變的早期階段，線粒體變化在其中 發(fā)揮著重要的作用 37 0顯微鏡下， 肝細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化主要有嵴間間隙 的加寬、線粒體內(nèi)外膜的擴(kuò)大和分離、基質(zhì)的密度和粒度增加或者由大的 空泡取代0多形性變化也可在過氧化物酶體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中見到，細(xì)胞核顯示 出糖原包體0隨著疾病的進(jìn)展，銅相關(guān)蛋白被隔離在溶酶體中，在光學(xué)顯 微鏡下表現(xiàn)為電子致密的小管周圍結(jié)構(gòu)，通過銅免疫組織化學(xué)可檢測(cè)到相 關(guān)顆粒0如果病情未得到

13、治療或尚未被早期診斷，則肝豆?fàn)詈俗冃詴?huì)從初始階段進(jìn) 展到中期階段0其特點(diǎn)是門靜脈周圍炎癥伴單核細(xì)胞浸潤(rùn)、限制性小葉板 糜爛、小葉壞死和橋接性纖維化，這些特點(diǎn)與許多其他原因?qū)е碌穆曰?動(dòng)性肝炎難以區(qū)別0 在這個(gè)疾病階段， 無論是微結(jié)節(jié)還是混合大結(jié)節(jié) - 微結(jié) 節(jié)組織學(xué)模式， 部分肝硬化幾乎是不可避免的0 在多達(dá) 50% 的活檢標(biāo)本中 可見 Mallory 體0在急性肝衰竭的患者中，其病理變化以肝細(xì)胞球囊化的實(shí)質(zhì)壞死、凋亡小體、膽汁淤積和肝衰竭為主0在這些患有急性肝衰竭的患者中，肝臟有明 顯的塌陷和橋接性纖維化，但是可能不存在肝硬化0銅沉積的組織化學(xué)證據(jù)可能對(duì)鑒定該疾病有幫助0然而，陰性結(jié)果也并不能排除銅過載0在肝硬化結(jié)節(jié)再生階段，繞丹寧、二硫代草酰