曹 陽(yáng)，劉 爽，支玉香

中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院變態(tài)反應(yīng)科，北京 100730

遺傳性血管性水腫(hereditary angioedema，HAE)是一種罕見的、威脅生命的遺傳性疾病，以急性、反復(fù)發(fā)作的皮下和/或黏膜下組織水腫為特征，具有非凹陷性、自限性、局限性等特點(diǎn)，常見受累部位為面部、四肢、軀干、生殖道、上呼吸道和胃腸道[1]。患者自身每次發(fā)作及患者之間表現(xiàn)出的癥狀均有較大差異，表現(xiàn)在發(fā)病年齡、頻率、部位和嚴(yán)重程度等方面，可能與環(huán)境因素及基因突變類型有關(guān)，目前相關(guān)研究較少。經(jīng)典的HAE是由于編碼補(bǔ)體1酯酶抑制劑(C1 esterase inhibitor，C1-INH)的基因SERPING1突變?cè)斐?，?dǎo)致患者體內(nèi)C1-INH量的減少(Ⅰ型)或者功能缺乏(Ⅱ型)，這種與C1-INH突變相關(guān)的HAE稱為HAE-C1-INH。在其他HAE患者體內(nèi)，C1-INH的量和功能均正常，這種由于其他基因突變所導(dǎo)致的HAE稱為HAE-nC1-INH。目前在所有HAE-nC1-INH患者中，有24.5%與F Ⅻ基因發(fā)生突變有關(guān)[2]，近3年又相繼發(fā)現(xiàn)纖維蛋白溶解酶原基因(plasminogen，PLG)和血管生成素1基因(angiopoietin 1，ANGPT 1)突變可能是造成HAE-nC1-INH的原因。此外尚有部分患者的發(fā)病機(jī)制不清。

HAE-C1-INH

最常見的HAE是由于C1-INH基因SERPING 1突變?cè)斐?，其中約85%屬于Ⅰ型，即體內(nèi)C1-INH的量減少進(jìn)而使其功能不足；另外大約有15%的患者屬于 Ⅱ 型，即C1-INH量正常甚至偏高，但功能缺乏[3]。

C1-INH基因位于11號(hào)染色體q11-q13.1，由8個(gè)外顯子和7個(gè)內(nèi)含子構(gòu)成。目前已發(fā)現(xiàn)超過(guò)450種與C1-INH-HAE發(fā)病相關(guān)的突變，所有外顯子和外顯子/內(nèi)含子交界處都有涉及，比較集中于8號(hào)、5號(hào)和6號(hào)外顯子，主要類型為錯(cuò)義突變(34%)，其次為移碼突變及小片段的插入和缺失(31%)、大片段的基因重排(17%)、剪接位點(diǎn)的缺陷(10%)、無(wú)義突變(7%)和調(diào)節(jié)基因突變(1%)[4]。其中無(wú)義突變以及小片段的插入和缺失容易導(dǎo)致mRNA含有提前終止密碼子，從而被無(wú)義介導(dǎo)的mRNA降解途徑選擇性降解[5]。即使有了蛋白質(zhì)產(chǎn)物，產(chǎn)物也無(wú)法有效被細(xì)胞分泌并在細(xì)胞內(nèi)被快速降解。這種類型的突變往往會(huì)導(dǎo)致Ⅰ型HAE。而單個(gè)氨基酸的替換所產(chǎn)生的錯(cuò)義突變，尤其是發(fā)生在8號(hào)外顯子即編碼反應(yīng)中心的位置以及反應(yīng)中心上下游兩個(gè)關(guān)鍵鉸鏈區(qū)的突變，會(huì)使C1-INH能正常分泌但功能異常，無(wú)法與蛋白酶形成正常復(fù)合物，從而導(dǎo)致Ⅱ型HAE-C1-INH[6]。

C1-INH是人體內(nèi)一種重要的絲氨酸蛋白酶抑制劑。在補(bǔ)體系統(tǒng)中，C1-INH的功能不足或數(shù)量缺乏會(huì)導(dǎo)致C1分子不受控制地自身活化，啟動(dòng)補(bǔ)體經(jīng)典激活途徑，裂解并消耗大量C4和C2補(bǔ)體分子，導(dǎo)致患者體內(nèi)C4的水平低于正常值，這對(duì)于HAE-C1-INH的鑒別診斷具有重要意義。另一方面，C1-INH不僅是C1分子活化的抑制劑，同時(shí)也是血漿中產(chǎn)生緩激肽的級(jí)聯(lián)反應(yīng)中重要的控制蛋白，在抑制FⅫ的自發(fā)活化、抑制FⅫ激活激肽釋放酶原、抑制激肽釋放酶對(duì)高分子激肽原的活化，以及抑制激肽釋放酶對(duì)FⅫ的反饋性活化中均有重要功能。C1-INH功能不足時(shí)，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞表面接觸系統(tǒng)的激活，F(xiàn)Ⅻ能夠自發(fā)活化為FⅫa，后者會(huì)將激肽釋放酶原轉(zhuǎn)化為激肽釋放酶，激肽釋放酶一方面能夠?qū)崿F(xiàn)正反饋調(diào)節(jié)，促進(jìn)更多的FⅫ活化，一方面將緩激肽從高分子激肽原上切割下來(lái)。緩激肽則通過(guò)結(jié)合并激活緩激肽β2受體，釋放舒血管因子，破壞內(nèi)皮細(xì)胞鈣黏蛋白，使血管通透性增加，血漿進(jìn)入細(xì)胞外組織間隙，導(dǎo)致水腫形成[6- 7]。

目前發(fā)現(xiàn)的絕大多數(shù)HAE患者為常染色體顯性遺傳，其患者多為雜合子，理論上發(fā)揮功能的C1-INH的量應(yīng)該達(dá)到正常值的50%且不會(huì)引起臨床癥狀，然而患者體內(nèi)的C1-INH水平卻達(dá)不到預(yù)測(cè)值，并且相當(dāng)一部分僅為正常值的10%～15%[8]。針對(duì)這一現(xiàn)象，目前提出3種可能：(1)C1-INH與靶向蛋白酶結(jié)合會(huì)形成不可逆的復(fù)合物，而機(jī)體內(nèi)靶向蛋白酶分子的持續(xù)激活和被抑制造成原本水平就低的功能性C1-INH進(jìn)一步減少[9]；(2)體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，靶蛋白酶激活，尤其是接觸系統(tǒng)中蛋白酶激活會(huì)導(dǎo)致C1-INH從具有活性的110-kD形式轉(zhuǎn)化為不具活性的94-kD形式[10]；(3)突變的C1-INH蛋白會(huì)抑制野生型C1-INH分泌，有研究發(fā)現(xiàn)7號(hào)外顯子缺失會(huì)導(dǎo)致野生型C1-INH蛋白數(shù)量減少，從預(yù)計(jì)正常值的50%下降到11%，另外在8號(hào)外顯子發(fā)生20bp重復(fù)的患者中，突變沒(méi)有影響野生型合成，而是通過(guò)增強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)降解作用或減少分泌來(lái)抑制胞外含量[8]。

HAE-nC1-INH

HAE-FⅫHAE-FⅫ于2000年首次被報(bào)道[11]，這種類型患者的臨床癥狀與HAE-C1-INH相似，但體內(nèi)C1-INH蛋白水平和功能均正常，而FⅫ基因發(fā)生突變。目前已發(fā)現(xiàn)的相關(guān)突變包括：(1)9號(hào)外顯子的兩種錯(cuò)義突變，分別導(dǎo)致蘇氨酸到賴氨酸(Thr328Lys)和精氨酸(Thr328Arg)的突變；(2)9號(hào)外顯子和9號(hào)內(nèi)含子交界處72bp片段(c.971_1018+24del72)的刪除，該片段包含上述錯(cuò)義突變的位點(diǎn)；(3)上述區(qū)域內(nèi)有1段18bp的重復(fù)(c.892_909dup)，導(dǎo)致6個(gè)氨基酸重復(fù)出現(xiàn)。以上幾種突變均位于FⅫ分子的Kringle區(qū)和胰蛋白酶樣絲氨酸蛋白酶(Tryp-SPc)結(jié)構(gòu)域之間富含脯氨酸的連接肽中[4]。

目前FⅫ突變和FⅫ-HAE之間的病理機(jī)制尚不十分清楚。有推測(cè)認(rèn)為，這種突變使得FⅫ功能增強(qiáng)，從而上調(diào)了接觸系統(tǒng)的活化，導(dǎo)致緩激肽產(chǎn)生增加。緩激肽受體拮抗劑(艾替班特)對(duì)于部分患者的效用也證實(shí)了接觸系統(tǒng)調(diào)控失常以及緩激肽的釋放是這種類型HAE的主要原因[12]。2016年，de Maat等[13]發(fā)現(xiàn)纖維蛋白溶酶在FⅫ突變所導(dǎo)致HAE的過(guò)程中起到重要作用，并推測(cè)FⅫ突變改變了蛋白質(zhì)的糖基化水平并引入了新的酶切位點(diǎn)，在纖維蛋白溶酶、激肽釋放酶或其他某種酶的作用下，F(xiàn)Ⅻ被酶切為一種新的形式，不僅能夠躲避C1-INH的抑制作用，同時(shí)能夠?qū)е逻^(guò)量緩激肽形成。而可溶性賴氨酸類似物(如εACA)能夠抑制纖維蛋白溶酶對(duì)FⅫ的活化作用，從而阻止這一機(jī)制發(fā)生，給HAE-FⅫ的治療也提供了新的思路。

此外HAE-FⅫ與其他類型不同的一點(diǎn)是，女性患病率及發(fā)病嚴(yán)重程度遠(yuǎn)高于男性。有研究者發(fā)現(xiàn)，雌激素能通過(guò)結(jié)合到FⅫ啟動(dòng)子的雌激素應(yīng)答元件上，刺激FⅫ合成[14]，從而推測(cè)當(dāng)FⅫ發(fā)生突變時(shí)，其功能活性進(jìn)一步增強(qiáng)，導(dǎo)致女性發(fā)作頻率更高，也更加嚴(yán)重。

HAE-PLG少數(shù)HAE患者SERPING1和FⅫ基因均沒(méi)有發(fā)生突變，研究者也沒(méi)有尋找到相關(guān)致病基因，一直被歸為未知突變的HAE患者(HAE with unknown gene mutations，U-HAE)。2017年，Bork等[15]發(fā)現(xiàn)部分患者PLG基因的9號(hào)外顯子發(fā)生非保守錯(cuò)義突變(c.9886A>G)，導(dǎo)致蛋白Kringle 3區(qū)賴氨酸到谷氨酸的轉(zhuǎn)變[p.Lys330Glu(K330E)]。目前共有24個(gè)無(wú)關(guān)聯(lián)的家系(包含105例HAE患者)被證明與PLG突變有關(guān)，且突變位點(diǎn)與類型相同[16]。PLG共有5個(gè)Kringle區(qū)，它們高度相似，是其他蛋白結(jié)合的識(shí)別位點(diǎn)，由賴氨酸結(jié)合位點(diǎn)調(diào)節(jié)，允許纖維蛋白溶解酶(原)分子和其他蛋白質(zhì)配體的賴氨酸殘基結(jié)合。在進(jìn)化過(guò)程中，Kringle3區(qū)該突變位點(diǎn)上其他物種是高度保守的谷氨酸殘基，而人類的野生型為賴氨酸，表明人類的Kringle3區(qū)缺少賴氨酰結(jié)合位點(diǎn)。而此突變K330E導(dǎo)致患者和其他物種一樣，所以HAE-PLG也證明了人類PLG功能的改良與進(jìn)化[17]。

PLG是一種絲氨酸蛋白酶，由肝臟合成，在人體血漿中循環(huán)，當(dāng)血液凝固時(shí)，PLG大量吸附在纖維蛋白網(wǎng)上，在纖溶酶原激活物(plasminogen activator，PA)的作用下被激活為纖溶酶，促使纖維蛋白溶解。除了在纖溶系統(tǒng)中發(fā)揮作用，纖維蛋白溶解酶原/纖溶酶還在細(xì)胞遷移、細(xì)胞外基質(zhì)降解和組織重建中發(fā)揮重要功能。目前有關(guān)PLG基因突變導(dǎo)致HAE的發(fā)病機(jī)制還有待研究。有研究者認(rèn)為，p.Lys330Glu突變會(huì)改變纖維蛋白溶解酶(原)的結(jié)合能力，從而產(chǎn)生與血管通透性有關(guān)的不正常或新的復(fù)合物[17]。有推測(cè)認(rèn)為，這種突變會(huì)使其更容易被PA激活，導(dǎo)致纖溶系統(tǒng)活化，同時(shí)伴隨有激肽釋放酶-激肽系統(tǒng)(kallikrein-kinin system，KKS)激活及緩激肽產(chǎn)生[13]。另外根據(jù)HAE-FⅫ中的推測(cè)，PLG基因突變也許會(huì)對(duì)FⅫ的切割及活化產(chǎn)生影響，導(dǎo)致FⅫ活性增強(qiáng)。

目前針對(duì)這種突變，氨甲環(huán)酸和緩激肽2受體拮抗劑均有一定的治療效果[11]。氨甲環(huán)酸是纖維蛋白溶酶(原)Kringle區(qū)賴氨酸結(jié)合位點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，對(duì)于HAE-C1-INH[18]、HAE-FⅫ[19]和HAE-PLG[15]有長(zhǎng)期預(yù)防功能，但是具體的抗纖溶功能還不是很清楚。此外緩激肽β2受體拮抗劑也被證明對(duì)患者有效，表明緩激肽也是HAE-PLG發(fā)作過(guò)程中的關(guān)鍵因子[15]。

針對(duì)HAE-PLG的致病機(jī)制研究還不夠深入。同時(shí)由于不能對(duì)患者所有親屬進(jìn)行檢測(cè)，因而無(wú)法測(cè)定其外顯率。目前尚無(wú)特異性的血漿檢驗(yàn)來(lái)鑒別HAE-PLG，需要通過(guò)基因分型來(lái)診斷。由于該類型患者存在患舌水腫甚至上呼吸道阻塞的高風(fēng)險(xiǎn)，所以及時(shí)診斷非常重要，即使還未曾發(fā)病，也需要及早重視和預(yù)防，因?yàn)榭赡軙?huì)發(fā)生在任何年齡段[15]。

HAE-ANGPT 12017年，Bafunno等[20]利用全外顯子測(cè)序?qū)ξ粗蛔兊腍AE患者進(jìn)行基因檢測(cè)，在其中一個(gè)家系中發(fā)現(xiàn)了ANGPT1的一種錯(cuò)義突變(c.807G>T，p.A119S)，這種突變導(dǎo)致了蛋白產(chǎn)物多聚體形式的減少以及對(duì)自然受體內(nèi)皮細(xì)胞特異性酪氨酸激酶2(Tunica interna endothelial cell kinase 2，TIE2)結(jié)合能力的減弱。ANGPT1多聚體結(jié)構(gòu)對(duì)于結(jié)合TIE2非常重要，單體或者二聚體對(duì)于內(nèi)皮細(xì)胞受體的結(jié)合能力都很弱[21]。2018年，d’Apolito等[22]進(jìn)一步證明這種能力的缺失是由于單倍劑量不足造成。

ANGPT1的主要功能是促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)，減少緩激肽誘發(fā)的血漿滲漏，同時(shí)穩(wěn)定正常成熟的血管[23]。此外，ANGPT1能夠拮抗血管內(nèi)皮因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)對(duì)于血管屏障的作用，VEGF通過(guò)促進(jìn)血管內(nèi)皮鈣黏蛋白的內(nèi)吞提高內(nèi)皮細(xì)胞通透性，而ANGPT1能通過(guò)維持內(nèi)皮細(xì)胞之間的黏附作用，促進(jìn)血管穩(wěn)定[24]。TIE2是ANGPT 1的受體，ANGPT1-TIE2形成對(duì)于穩(wěn)定血管內(nèi)皮并調(diào)節(jié)其屏障功能具有重要作用[25]。ANGPT1突變對(duì)于HAE發(fā)病原因的探索有重要意義，把研究者的注意力從緩激肽上轉(zhuǎn)移到另一種調(diào)節(jié)血管通透性的方式。由于推測(cè)ANGPT1基因突變p.A119S是通過(guò)對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞通透性調(diào)節(jié)的改變，從而產(chǎn)生反復(fù)發(fā)作的血管性水腫，所以激活TIE2受體通路或者能夠調(diào)節(jié)并穩(wěn)定血管通透性的藥物可能對(duì)于修復(fù)血管的屏障功能、防止血管滲漏起到一定的治療作用[22]。

總結(jié)與展望

HAE的發(fā)病機(jī)制涉及到3個(gè)系統(tǒng)之間的相互作用，包括C1-INH的表達(dá)及調(diào)節(jié)、接觸系統(tǒng)的激活及緩激肽的釋放、內(nèi)皮細(xì)胞黏著連接及血管通透性的調(diào)節(jié)。不同系統(tǒng)的異常需要采用不同的藥物和治療方式，這就要求醫(yī)生在面對(duì)HAE患者時(shí)做到準(zhǔn)確的分型診斷。然而目前除了HAE-C1-INH可以通過(guò)血漿檢測(cè)C1-INH和C4分子的量來(lái)協(xié)助診斷外，HAE-nC1-INH均需要通過(guò)基因分型來(lái)鑒定，這對(duì)于患者的及時(shí)精準(zhǔn)治療造成一定阻礙。此外除了上述4種和發(fā)病有關(guān)的基因外，還有相當(dāng)一部分HAE患者無(wú)法找到對(duì)應(yīng)的突變基因，需要進(jìn)一步探索與研究。