萬明雨綜述, 黃銀蘭, 哈 靜審校
偏頭痛分為先兆型偏頭痛(Migraine with Aura,MA)和無先兆型偏頭痛(Migraine without Aura,MO)兩個亞型,其中70%的為無先兆性偏頭痛。Russel等[1]用復(fù)合分離分析法研究MA和MO,結(jié)果支持兩者為多基因遺傳,且兩者子代之間未發(fā)現(xiàn)遺傳差異。同時該研究也證實了MA更多的是由遺傳因素決定,而MO則是遺傳和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果,這為從分子遺傳學(xué)研究偏頭痛定下了基調(diào)。
頭痛發(fā)作期血小板5-HT含量和血中濃度急劇下降,因5-HT減少不能維持血管收縮,故引起血管擴張,同時5-HT減少也使丘腦的痛閾降低。因此5-HT代謝基因與偏頭痛的關(guān)聯(lián)性成為研究熱點。
5-HT基因大部分等位基因由14(Short,S)或16(long,L)個22bp的重復(fù)序列組成,可形成L/L、L/S及S/S3種常見的基因型,長型(L)和短型(S)2種常見的等位基因,超長型等位基因較少見。日本的一項研究[2]發(fā)現(xiàn)偏頭痛患者中S/S基因型的發(fā)作頻率明顯高于L/S或L/L型。由此認為該多態(tài)性可能影響偏頭痛的發(fā)作頻率。Ogilvie等[3]發(fā)現(xiàn)在5-HT轉(zhuǎn)運體基因的多態(tài)性區(qū)域VNTR的Stin2.1等位基因頻率增加與偏頭痛危險性增加相關(guān),之后Colson等[4]的研究得出相同的結(jié)論。
匈牙利關(guān)于87例兒童偏頭痛的基因研究表明[5]:5-HT基因中Stin2位點分布的多態(tài)性與先兆性偏頭痛間的相關(guān)性,該研究也提示兒童偏頭痛的一個新的內(nèi)在表型,以發(fā)作期間過度嘔吐和腹痛為特征。Marziniak等[6]研究了5-HT轉(zhuǎn)運體基因啟動子多態(tài)性,該多態(tài)性可導(dǎo)致5-HT攝取活動增強或減低,他們發(fā)現(xiàn)在MA患者中低活性等位基因頻率增加,這提示5-HT可能與MA的發(fā)病有關(guān)聯(lián)。
張現(xiàn)偉等[7]偏頭痛與5-HT轉(zhuǎn)運體基因多態(tài)性的相關(guān)性研究:采集40例偏頭痛患者(實驗組)和40例健康成人(對照組)的肘靜脈血觀察5-HT基因多態(tài)性的基因型和等位基因頻率在兩組中的分布特點。結(jié)果得出5-HT基因多態(tài)性的基因型和等位基因頻率在實驗組和對照組中的分布無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05),在偏頭痛各臨床特征中的分布也無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。可見5-HTT基因是否在漢族人群偏頭痛發(fā)病中起作用,有待進一步研究。
對于5-HT受體 1A、1B、lD、lF、2A、2B、2C 研究中,國際上只有Erdal等[8]發(fā)現(xiàn)在5-HT受體2A中的密碼子102T/C多態(tài)性與MA相關(guān)。但國內(nèi)關(guān)珂等[9]得到的結(jié)果與之相反,5-HT2A受體啟動子區(qū)域T102C基因多態(tài)性與哈爾濱地區(qū)漢族人偏頭痛無相關(guān)性??赡芤驗檠芯繉ο蟮赜虿町愒斐上喾吹难芯拷Y(jié)果,后者應(yīng)擴大研究對象的范圍。
劉艷等[10]研究中國人群中5-HT2C受體基因Cys23Ser多態(tài)性與偏頭痛的關(guān)聯(lián)性,僅在1個正常女性個體發(fā)現(xiàn)5-HT2C受體基因Cys23Ser多態(tài)性。得出5-HT2C受體基因Cys23Ser多態(tài)性可能與中國人的偏頭痛關(guān)系不大。
楊曉蘇等[11]5-HT 2C受體和1A受體基因多態(tài)性與偏頭痛的關(guān)聯(lián)研究進一步證明了5-HTR2C基因-759C/T和5-HT R1A基因-1018C/G的多態(tài)性位可能不是中國漢族偏頭痛群體的主要遺傳危險因素。國內(nèi)劉群友等[12]五羥色胺1A受體基因多態(tài)性與偏頭痛的關(guān)系也得出相同的結(jié)論。以上幾個實驗均未發(fā)現(xiàn)5-HT受體基因與中國人偏頭痛相關(guān)聯(lián)的證據(jù)。
但王寶祥等[13]偏頭痛患者外周血淋巴細胞5-HT 1D受體基因表達的研究得出5-HT 1D受體基因可能是偏頭痛發(fā)作的參與者。這一結(jié)果與以上幾例截然相反,且在國際上尚未查到相同結(jié)果。這一關(guān)聯(lián)究竟存在與否有待進一步研究。
家族性偏癱型偏頭痛(Fami1ial hemiplegic migraine,F(xiàn)HM)是先兆型偏頭痛的一種罕見類型,其遺傳方式為常染色體顯性遺傳。該病變中共鑒定出3種基因突變——CACNAIA基因、ATP1A2基因和SCN1A基因,其中CACNAIA基因的研究最多。
Kors等[14]研究表明CACNAIA基因的堿基突變,直接影響鈣離子道的通道孔或通電壓敏感部分,使神經(jīng)元持續(xù)去極化,導(dǎo)致線粒體內(nèi)鈣聚積,能量衰竭能引起神經(jīng)性疾病,包括家族性偏癱型偏頭痛。
在FHM患者中共鑒定出15種CACNAIA基因突變,涉及11個外顯子,且均為錯義突變,其中 T666M型基因突變最常見,它666號殘留物上的蘇氨酸被蛋氨酸所代替。Curtis等[15]研究證實神經(jīng)元細胞表達T666Mα1A能夠減少整個細胞的門控電流密度,鈣離子內(nèi)流,降低了神經(jīng)元上鈣通道的密度。T666M突變的通道具有較低的傳導(dǎo)方式,甚至在某些情況下呈現(xiàn)自發(fā)性的開關(guān)狀態(tài),這樣可以導(dǎo)致擴散性抑制(CSD)形成,而其他一些突變?nèi)鏡583Q和D715E,重復(fù)刺激可以引起非活化通道的堆積,這些現(xiàn)象可以解釋或部分地解釋 FHM 的發(fā)作性表現(xiàn)[16,17]。
李海榮[18]對中國南方人偏頭痛CACNAIA基因多態(tài)性相關(guān)研究卻得出相反的結(jié)論,認為在中國人FHM家族中未發(fā)現(xiàn)有T666M、R583Q和D715E 3個突變。FHM以及有先兆偏頭痛與CACNAIA基因的相關(guān)性有待進一步研究。但FHM患者及有先兆偏頭痛患者是否存在CACNAIA基因的其他外顯子突變,仍有待研究。
De Fusco等[19]于2003年首次在 FHM家系中發(fā)現(xiàn)了lq23位點上編碼Na+/K+-ATP酶a2亞基的ATP1A2基因突變,這對家族性偏癱型偏頭痛研究取得了突破性的進展。目前為止,該基因共發(fā)現(xiàn)25種突變,但是國內(nèi)這方面的研究尚屬空白。
Marconi等[20]在兩個意大利家系中將FHM2基因定位于lq23位點上DIS2635與CASQ1.SNF之間0.9Mb的狹窄區(qū)域內(nèi),且家系所有成員擁有相同的單體型。Spadaro等[21]在對意大利一個家系28個成員的分析中發(fā)現(xiàn)了第5個錯義突變G30lR。Jurkat等[22]對26個無親戚關(guān)系的 FHM家系和24例散發(fā)性偏癱型偏頭痛患者的研究發(fā)現(xiàn),D7l8N點突變易引起頻發(fā)且持續(xù)時間較長的偏癱型偏頭痛,P979L突變可能引起昏迷再發(fā),這兩種突變還易誘發(fā)癲癇和產(chǎn)生精神發(fā)育遲緩。
Vanmolkot等[23]對 R689Q、M731T 和 T345A 等突變使Na+/K+-ATP酶a2亞基的動力學(xué)發(fā)生改變,即細胞外K+的親和力或催化轉(zhuǎn)換率降低,從而導(dǎo)致細胞外K+清除延緩。后1年Laura Segall等[24]的研究也肯定了這一結(jié)論。
Riant等[25]對法國26個FHM家系進行了研究,其中11個家系鑒定出8個新的突變,包括6個錯義突變和2個缺失突變(分別為移碼突變和結(jié)構(gòu)缺失)。這些突變并沒有集中在某一特定區(qū)域,可以看出該基因的突變譜相當廣。但國內(nèi)學(xué)者針對中國患者的該基因突變的研究極少,幾乎為零。
降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)在偏頭痛的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。近來發(fā)現(xiàn),在α-CGRP(CALCA)基因的啟動子區(qū)和第3外顯子區(qū)分別存在兩個新的單核苷酸多態(tài)性(979G/A、4218T/C)位點。
谷峰等[26]CALCA基因多態(tài)性與偏頭痛的關(guān)聯(lián)研究,得出結(jié)論CALCA基因979G/A位點及CALCA基因4218T/C位點的多態(tài)性可能不是中國漢族偏頭痛的主要遺傳危險因素,CALCA基因4218T/C多態(tài)性位點與偏頭痛的臨床特征無明顯關(guān)聯(lián)。雖然如此,但仍有必要擴大樣本量在該基因?qū)ふ移渌鸖NP位點進行進一步研究。
研究表明,偏頭痛以癥狀不明顯的腦梗死和白質(zhì)損害為特征,又出現(xiàn)在皮質(zhì)下梗死和腦白質(zhì)病的常染色體顯性遺傳性腦動脈病(CADASIL)的一系列癥狀中,Notch3基因突變與血管損傷有關(guān),所以有學(xué)者就提出Notch3基因突變可能是CADASIL的致病原因。為此 Borroni等[27]設(shè)計實驗探討Notch3基因的功能多態(tài)性T6746C是否是偏頭痛的一個危險因素。卻發(fā)現(xiàn)Notch3基因的功能多態(tài)性T6746C并未增加偏頭痛或偏頭痛亞型的發(fā)病風(fēng)險。
大量證據(jù)說明類固醇激素尤其是女性激素會影響偏頭痛易感性。Colson等[28]研究了雌激素受體1(estrogen receptor 1,ESR1)基因的第8外顯子上的G594A多態(tài)性,在病例組和對照組中都有發(fā)現(xiàn),但病例組和對照組間的等位基因頻和基因型分布有顯著的統(tǒng)計學(xué)差異,說明這些類固醇激素受體基因的變異在增加偏頭痛危險性上起協(xié)同作用。
Ni等[29]研究ADRA2B基因啟動子區(qū)的12堿基插入/缺失多態(tài)與偏頭痛易感性之間的關(guān)系:在中國漢族人群中368例偏頭痛患者和517例健康對照者進行對照。得出在等位基因和基因型水平,該多態(tài)均未顯示出與偏頭痛易感性的相關(guān)性,并不表明ADRA2B基因啟動子區(qū)的12堿基插入/缺失多態(tài)在偏頭痛的發(fā)生中起作用。
第10號染色體同源丟失性磷酸酶張力蛋白基因(phosphatase and tensinhomolog deleted on chromosome ten,PTEN)是目前發(fā)現(xiàn)的第一個具有雙重特異性磷酸酶活性的抑癌基因,在腦組織中高度表達,研究發(fā)現(xiàn)PTEN也參與了神經(jīng)源性疼痛的過程。絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(serine-threonine kinase,Akt)是 PTEN負性調(diào)控的下游關(guān)鍵信號因子,在神經(jīng)元存活、軸突生長及突觸可塑性方面發(fā)揮重要作用,并調(diào)節(jié)cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cAMP response element-binding protein,CREB)。CREB是細胞內(nèi)重要的核轉(zhuǎn)錄因子,參與了多種信號通路的調(diào)節(jié),除調(diào)節(jié)神經(jīng)元興奮性、發(fā)育和長時程突觸可塑性等功能外,在神經(jīng)損傷的可塑性及神經(jīng)源性疼痛中也有重要作用。
桂蓓等[30]研究PTEN、Akt與 CREB基因在偏頭痛大鼠三叉神經(jīng)節(jié)的表達,得出大鼠三叉神經(jīng)節(jié)中 PTEN、Akt及CREB在GTN不同時間點表達發(fā)生改變,且 PTEN調(diào)控了Akt與CREB的表達,可能通過影響神經(jīng)突觸可塑性,參與偏頭痛的發(fā)生發(fā)展過程。本實驗尚停留在動物實驗層面,但給了我們很多啟示,或許學(xué)者們苦苦尋找的影響中國人的偏頭痛的基因出現(xiàn)在這里。
偏頭痛主要是由環(huán)境因素和遺傳因素雙方面決定的,結(jié)合以上國內(nèi)外科學(xué)家的種種論著、假說和理論,有一些基因突變在國外被檢測到但在國內(nèi)患者群體中尚未發(fā)現(xiàn),個人認為考慮樣本量大小不同、選取種族的差別以及生化技術(shù)的差異是造成這種情況的可能原因。直到現(xiàn)在為止,基因研究仍舊不能全面概括各型偏頭痛的確切發(fā)病機制,關(guān)于偏頭痛的發(fā)病機制仍然是醫(yī)學(xué)界的一個謎題,所以筆者大膽猜想,可否將環(huán)境因素引入該病的基因研究之中?醫(yī)學(xué)的研究對象是人,人具有自然屬性不假,但人更多的表現(xiàn)為社會屬性,把人自身的因素和社會環(huán)境、自然環(huán)境相結(jié)合本身就是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的前進方向和終極目標。但迄今為止,至少在偏頭痛的發(fā)病機制研究范疇內(nèi),筆者仍未找到1例研究和環(huán)境因素有關(guān)系,所以對偏頭痛相關(guān)基因研究仍任重而道遠。
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