朱欽士 （美國南加州大學(xué)醫(yī)學(xué)院）

（上接2018年第6 期第21 頁）

2.9 甲狀腺素和視黃醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白引起的淀粉樣變性病 甲狀腺素和視黃醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（transthyretin）是血液中轉(zhuǎn)運(yùn)甲狀腺素（thyroxine）和在眼中轉(zhuǎn)運(yùn)視黃醇（retinol）的蛋白質(zhì)，分別由肝臟和眼內(nèi)的色素細(xì)胞層合成，所以其名稱來自transports thyroxine and retinol，簡稱TTR。

TTR 蛋白以同質(zhì)四聚體的形式執(zhí)行其生理功能。 TTR 分子以β-折疊相互聯(lián)系，形成二聚體，2個(gè)二聚體再聚合成四聚體。 由于TTR 分子自身就含有大量的β-折疊，故較易將原先的β-折疊改變?yōu)镻rion 型的β-折疊，再進(jìn)而形成小纖維樣的結(jié)構(gòu)，在身體各處和眼睛中沉積，從而引起疾病。TTR 沉積物也能被剛果紅染色，并在偏振光顯微鏡下呈蘋果綠的雙折射現(xiàn)象，說明TTR 沉積物也是以Prion 型的結(jié)構(gòu)引起疾病的。

基因突變能改變TTR 分子中的個(gè)別氨基酸，使TTR 更容易改變?yōu)镻rion 類型的結(jié)構(gòu)。 但無論是“正?！钡模礇]有氨基酸序列改變的）TTR 和有基因突變的TTR（即有氨基酸序列改變的）都可引起淀粉樣變性病，但影響的器官不同，癥狀也有所差別。 由TTR 蛋白引起的淀粉樣變性病主要有3 種：①家族性多發(fā)神經(jīng)淀粉樣變性?。虎诩易逍孕募〉矸蹣幼冃圆?；③老年全身性淀粉樣變性病。 前2 種是基因突變引起的，有遺傳性，在家族中常有多人受影響，而第3 種不是基因突變引起的，無遺傳性。

一個(gè)常見的TTR基因突變就是使蛋白中第30 位的氨基酸從纈氨酸變?yōu)榈鞍彼幔╒al30Met）。該突變引起的淀粉樣變性病主要影響周圍感覺神經(jīng)和自主性神經(jīng)，所以稱為家族性多發(fā)神經(jīng)淀粉樣 變 性?。╢amilial amyloid polyneuropathy，F(xiàn)AP）。全世界約有1 萬個(gè)病例報(bào)告?；颊咭话?0 多歲即可發(fā)病，初始患者感覺腳趾發(fā)麻和疼痛，皮膚逐漸喪失觸覺和對(duì)溫度的感覺。 此后癥狀逐漸向上蔓延，影響小腿、大腿，直至上肢。 患者感覺神經(jīng)有火燒樣的疼痛，行走困難，并交替出現(xiàn)便秘和腹瀉，惡心，嘔吐，體重減輕，眼中可有玻璃體混濁。

其他一些TTR基因的突變，例如第60 位的蘇氨酸變?yōu)楸彼幔═hr60Ala）、第68 位的異亮氨酸變?yōu)榱涟彼幔↖le68Leu）、第111 位的亮氨酸變?yōu)榈鞍彼幔↙eu111Met），第122 位的纈氨酸變?yōu)楫惲涟彼幔╒al22Ile），則主要影響心臟，稱為家族性心肌淀粉樣變性?。╢amilial amyloid cardiomyopathy，F(xiàn)AC）。它幾乎能影響心臟的所有組織，包括心臟跳動(dòng)信號(hào)的傳導(dǎo)系統(tǒng)、心室、心房、瓣膜、冠狀動(dòng)脈、大動(dòng)脈等，從而引起氣短（即使在輕微運(yùn)動(dòng)后）、心悸、心律不齊、運(yùn)動(dòng)后易暈厥，心臟腫大，最后發(fā)展為心衰。 其他癥狀包括下肢水腫、疲乏、體重減輕、胸痛等。

TTR 在沒有氨基酸序列改變的情況下也可改變折疊狀況，變成Prion 型的沉積物，從而引起疾病。由于它主要影響老年人，所以被稱為老年全身性淀粉樣變性?。╯enile systemic amyloidosis，SSA）。據(jù)估計(jì)，80 歲以上的老人約有25%患該病。 由于該病和FAC 一樣主要影響心臟，所以又稱為老年淀粉樣心臟病變（senile cardiac amyloidosis，SCA），癥狀與FAC 也非常相似。

由于TTR 主要是由肝臟生產(chǎn)的，治療遺傳性TTR 淀粉樣變性?。从蒚TR基因突變引起的疾?。┑囊粋€(gè)辦法就是實(shí)行肝移植。肝移植不能改變?nèi)淼腡TR基因，卻可在移植的肝臟中獲得正常的TTR基因，生產(chǎn)出正常的TTR 蛋白。 這不會(huì)改變眼中TTR基因突變引起的后果，例如玻璃體混濁，也不能消除患者年老時(shí)患老年全身性淀粉樣變性病的危險(xiǎn)，但至少可以治療已經(jīng)出現(xiàn)的其他全身性癥狀。

2.10 胰島淀粉樣蛋白引起的胰島細(xì)胞死亡 胰島的β-細(xì)胞除分泌胰島素，調(diào)節(jié)血糖外，還同時(shí)分泌一種蛋白，稱為胰島淀粉樣多肽（islet amyloid polypeptide，IAPP）。 由于它能轉(zhuǎn)變?yōu)镻rion 型的淀粉樣沉積，這種蛋白也稱為Amylin，其生理作用是在腦中產(chǎn)生飽足感，促使人停止進(jìn)食，同時(shí)延緩胃排空時(shí)間，總的效果就是避免進(jìn)食后血糖水平的爆發(fā)性增加。

Amylin 是與胰島素一起分泌到血流中的，與胰島素的分子數(shù)量比約為100:1，即每分泌一個(gè)胰島素分子，就要同時(shí)分泌100 個(gè)Amylin 分子。 且Amylin基因和胰島素基因使用同一個(gè)啟動(dòng)子，胰島素分泌增多時(shí)，Amylin 的分泌也相應(yīng)增加。在II型糖尿病中，身體對(duì)胰島素的敏感度下降，促使身體分泌更多的胰島素，這會(huì)同時(shí)使得Amylin 的分泌增加，這2 個(gè)因素相加，就會(huì)使Amylin 在血液中的濃度極大增加，易形成淀粉樣沉淀，從而引起疾病。 Amylin 分子形成的淀粉樣沉淀可被剛果紅染色，并在偏振光顯微鏡上呈蘋果綠色的雙折射現(xiàn)象，說明Amylin 形成的沉積物也與Prion 蛋白具有相似的橫向β-折疊結(jié)構(gòu)。

Amylin基因?yàn)?9 個(gè)氨基酸殘基編碼，但是最終起生理作用的蛋白只含有37 個(gè)氨基酸殘基。從最初合成的蛋白質(zhì)到Amylin，需經(jīng)多個(gè)修飾步驟。首先由22 個(gè)氨基酸殘基組成的信號(hào)肽鏈被切除，形成有67 個(gè)氨基酸殘基的前體蛋白（proIAPP）。然后11 個(gè)氨基酸殘基從前體蛋白的氨基端去掉，16 個(gè)氨基酸殘基從前體蛋白的羧基端去掉，羧基肽酶再除去羧基端的2 個(gè)氨基酸殘基，暴露羧基末端的甘氨酸氨基。 另一個(gè)酶將這個(gè)甘氨酸殘基中的羧基和中心碳原子去除，只留下其氨基與肽鏈相連，形成肽鏈兩端都是氨基的情形。 IAPP 分子第2 位和第7 位的半胱氨酸殘基之間形成二硫鍵，Amylin 分子才最后完成。 此二硫鍵和羧基端的氨基對(duì)于Amylin 的生理活性都是必要的。

在胰島素分泌大量增加時(shí)，前體蛋白也大量形成，但加工前體蛋白的活性，特別是除去氨基端11 個(gè)氨基酸殘基的活性跟不上，使得前體蛋白大量淤積，導(dǎo)致前體蛋白的折疊狀況發(fā)生變化，轉(zhuǎn)變?yōu)镻rion 型的結(jié)構(gòu)。 形成Prion 型結(jié)構(gòu)的前體蛋白又可作為“種子”，使已分泌的Amylin 分子也改變折疊方式，形成淀粉樣沉積，引起胰島β-細(xì)胞的死亡。 在Ⅱ型糖尿病患者的胰島中可發(fā)現(xiàn)Amylin的淀粉樣沉淀，這是Ⅱ型糖尿病的特征之一。

2.11 溶菌酶變異引起的淀粉樣變性病 溶菌酶（lysozyme）是人體分泌的用于對(duì)抗細(xì)菌的蛋白質(zhì)。溶菌酶可分解構(gòu)成細(xì)菌細(xì)胞壁的糖蛋白，使細(xì)菌失去細(xì)胞壁的機(jī)械支撐而破裂死亡。 溶菌酶主要由肝臟、消化道和巨噬細(xì)胞生產(chǎn)，在眼淚、唾液、黏膜及母乳中都大量存在，是人體對(duì)抗細(xì)菌感染的重要手段之一。

溶菌酶為球形分子，含有大量的β-螺旋結(jié)構(gòu)，而沒有β-折疊。 但基因突變可改變?nèi)芫钢心承┌被?，使得溶菌酶原來的結(jié)構(gòu)變得不穩(wěn)定，易轉(zhuǎn)變成為β-折疊，形成Prion 型的結(jié)構(gòu)，在身體內(nèi)形成沉積，從而引起淀粉樣變性病。這些沉積的性質(zhì)可用剛果紅染色，并在偏振光顯微鏡下呈蘋果綠的雙折射現(xiàn)象得到確認(rèn)。 已報(bào)道的基因突變有：第56 位的異亮氨酸變?yōu)樘K氨酸（Ile56Thr）、第57 位的苯丙氨酸變?yōu)楫惲涟彼幔≒he57Ile）、第64位的氨基酸從色氨酸變?yōu)榫彼?（Trp64Arg）、和第67 位的天冬氨酸變?yōu)榻M氨酸（Asp67His）。

溶菌酶引起的淀粉樣變性病主要影響唾液腺和淚腺、消化道，以及維管系統(tǒng)（包括血管和淋巴系統(tǒng)），分別引起干燥綜合癥（sicca syndrome）、腹瀉和腹痛、腎損傷和淋巴結(jié)出血，但不侵犯神經(jīng)系統(tǒng)。不同的基因突變?cè)斐傻陌被釟埢母淖冇兴顒e，形成的淀粉樣沉淀彼此不同，侵犯的器官和組織不同，所引起的癥狀也不完全一樣。輕的只有腹瀉、腹痛和營養(yǎng)不良，而嚴(yán)重的會(huì)有腎損傷，需要腎透析或腎移植，以及肝臟破裂，需要手術(shù)修復(fù)。

2.12 纖維蛋白原變異引起的家族性腎病 纖維蛋白原（fibrinogen）是由肝細(xì)胞生產(chǎn)的用于凝血的蛋白質(zhì)，目的是防止血管損傷時(shí)過度出血。 纖維蛋白原由2 個(gè)部分組成，每個(gè)部分含有3 個(gè)不同的肽鏈，分別稱為α、β、γ，所以每個(gè)纖維蛋白原總共含有6 根肽鏈。 當(dāng)組織受損時(shí)，纖維蛋白原中的α 鏈和β 鏈的氨基端被纖維蛋白酶（thrombin）水解而被去除，余下的部分稱為纖維蛋白（fibrin）。 纖維蛋白能聚合成長纖維，并彼此交聯(lián)，將血細(xì)胞包裹其中，形成凝血塊，堵塞血管破裂處，以防止繼續(xù)出血。

纖維蛋白原是溶于水的，主要由α－螺旋組成。 但如果纖維蛋白原的基因，例如為α－鏈編碼的基因發(fā)生突變，改變?chǔ)粒溨械囊粋€(gè)氨基酸，就會(huì)使得纖維蛋白原結(jié)構(gòu)不再穩(wěn)定，折疊狀況改變，形成β－折疊，像Prion 蛋白那樣聚集成為不溶于水的沉積物，從而引起疾病。已經(jīng)報(bào)道的能引起纖維蛋白原淀粉樣沉積的基因突變都發(fā)生在為α－鏈編碼的基因上，包括第526 位的谷氨酸變?yōu)槔i氨酸（Glu526Val）、第543 位的苯丙氨酸變?yōu)橘嚢彼幔≒he543Lys）、第545 位的谷氨酸變?yōu)橘嚢彼幔℅lu545Lys）、第554 位的精氨酸變?yōu)榱涟彼幔ˋrg554Leu）、第573 位的苯丙氨酸變?yōu)榻M氨酸（Phe573His）、第574 位的甘氨酸變?yōu)楸奖彼幔℅ly574Phe），以 及 第1 611 位 的 丙 氨 酸 被 刪 除（1611delA）。 除第1 611 的丙氨酸被刪除外，其余5 種突變都發(fā)生在一個(gè)窄小的區(qū)域內(nèi)（從526 位至574 位），說明該區(qū)域內(nèi)的氨基酸殘基對(duì)肽鏈的折疊方式非常重要，稍有改變就會(huì)使α－螺旋變?yōu)棣?折疊。

纖維蛋白原引起的淀粉樣變性病不影響神經(jīng)系統(tǒng)，而主要影響腎功能，癥狀包括蛋白尿、高血壓和氮血癥（azotemia），即由于腎臟清除廢物的功能降低，血液中含氮廢物的濃度升高，包括尿素、肌酐（creatinine），以及其他含氮廢物。有時(shí)癥狀還會(huì)很嚴(yán)重，例如在一個(gè)秘魯裔的家族中，就有3 位成員由于纖維蛋白原淀粉樣變性病而死亡。

2.13 胱抑素蛋白變異引起的腦部疾病 半胱氨酸蛋白酶抑制蛋白（cystatin C，簡稱胱抑素）是一種蛋白酶抑制蛋白，能抑制細(xì)胞溶酶體中的半胱氨酸蛋白酶（在催化反應(yīng)中心使用半胱氨酸殘基的蛋白酶）的活性。人體所有具有細(xì)胞核的細(xì)胞都會(huì)生產(chǎn)胱抑素，所有的體液也都含有胱抑素，所以胱抑素是身體防止細(xì)胞受損時(shí)釋放的溶酶體蛋白酶破壞身體組織的防線。

胱抑素是一個(gè)小蛋白，只含有120 個(gè)氨基酸殘基，含有α－螺旋和β－折疊。若胱抑素的基因發(fā)生突變，改變其中的一個(gè)氨基酸殘基，就有可能改變胱抑素肽鏈的折疊情形，形成Prion 蛋白那樣的橫向β-折疊結(jié)構(gòu)，形成淀粉樣沉積物，從而引起疾病。

在冰島發(fā)現(xiàn)了一種疾病，患者腦部血管病變，造成腦溢血或中風(fēng)，導(dǎo)致患者在40 歲以前死亡。這些患者的腦組織中并沒有阿茨海默癥患者腦組織淀粉樣的斑塊沉積，而是在腦血管中有淀粉樣沉積，可用剛果紅染色和偏振光下的雙折射現(xiàn)象確認(rèn)。 對(duì)受影響的8 個(gè)家族的128 位患者的研究發(fā)現(xiàn)，這些沉積物含有一種變異的胱抑素蛋白，其氨基端的10 個(gè)氨基酸殘基缺失，且在第68 位上亮氨酸被谷氨酸代替（Leu68Glu）。這2 個(gè)改變導(dǎo)致腦中胱抑素改變了肽鏈的折疊方式，成為致病蛋白。

2.14 凝溶膠蛋白變異引起的角膜病變 凝溶膠蛋白（gelsolin）是影響肌動(dòng)蛋白（actin）聚合和解聚的蛋白質(zhì)，使得含有肌動(dòng)蛋白的液體在凝膠（gel）狀態(tài)和溶膠（sol）狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，因而得名。 肌動(dòng)蛋白是重要的“細(xì)胞骨架”之一。 它們聚集成長絲，成為支撐細(xì)胞形狀的“骨架”；同時(shí)還作為“軌道”，使肌球蛋白（myosin）沿著其長絲滑動(dòng)，在細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、肌肉收縮、細(xì)胞內(nèi)的“貨物運(yùn)輸”中發(fā)揮重要作用，而這些活動(dòng)都離不開凝溶膠蛋白的作用。凝溶膠蛋白在細(xì)胞內(nèi)（細(xì)胞質(zhì)和線粒體）和細(xì)胞外（血漿）中都存在。

基因突變導(dǎo)致的凝溶膠蛋白中個(gè)別氨基酸殘基變化，能改變凝溶膠蛋白的折疊方式，使它變?yōu)镻rion 型的蛋白質(zhì)，在體內(nèi)沉積引起疾病。 根據(jù)突變引起的氨基酸殘基改變的不同，聚合物的沉積處不同，引起的癥狀也不同。

一種基因的突變使得凝溶膠蛋白第187 位的天冬氨酸變?yōu)樘於０罚ˋsp187Asn）。 這個(gè)突變首先在一些芬蘭家族中發(fā)現(xiàn)，所引起的疾病稱為芬蘭型全身性淀粉樣變性?。╢amilial amyloidosis,Finnish type）。 患者角膜中出現(xiàn)淀粉樣沉淀，引起角膜網(wǎng)絡(luò)病變癥（lattice corneal dystrophy），使角膜變得渾濁，影響視力。 除角膜外，在皮膚中也有淀粉樣沉積，包括沉積在皮膚的血管、 神經(jīng)和彈性纖維上，使皮膚失去彈性導(dǎo)致皮膚松弛癥（cutis laxa）及皮膚內(nèi)出血。 淀粉樣沉積還會(huì)造成神經(jīng)纖維的退化，導(dǎo)致面部皮膚癱瘓。 若運(yùn)動(dòng)神經(jīng)受到影響，還會(huì)引起運(yùn)動(dòng)失調(diào)和全身癱瘓。

相反，若基因突變?cè)斐傻陌被釟埢淖儾皇前l(fā)生在第187 位，而是第184 位，氨基酸殘基從天冬酰胺變?yōu)橘嚢彼幔ˋsn184Lys），或第167 位的氨基酸殘基從甘氨酸變?yōu)榫彼幔℅ly167Arg），凝溶膠蛋白就不沉積在角膜和皮膚中，而是只影響腎功能，癥狀表現(xiàn)為蛋白尿甚至腎功能衰竭。

（待續(xù)）