2022肝豆狀核變性Wilson病的源起及病理特點(全文)

1、2022 肝豆狀核變性 Wilson 病的源起及病理特點（全文）Wilson 病，又名肝豆狀核變性，是一種常染色體隱性遺傳的銅代謝障礙 性疾病，由于肝內膽汁中的銅排泄障礙， 導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，在不到一個世紀的時間里人們逐 漸認識發(fā)展到該病病理機制的分子水平。本文將嘗試針對 Wilson 病從源 起（遺傳學）到發(fā)生（病理生理學） 、發(fā)展（病理學）一系列病程全貌進 行概述。01 、Wilson 病的遺傳學基礎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，有學者根據(jù) Wilson 病與紅細胞酯酶 -D 基因位點的聯(lián) 系，將 Wilson 病基因定位在第 13 號染色體的長臂上 3 ，后來的研究進 一步證實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帶 來一個巨大的突破。 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 。這是一種陽離子轉運型 P 型腺苷三磷酸酶（ ATP 酶）， 參與銅在許多組織中的轉運 6-8 。 銅轉運 P 型 ATP 酶的發(fā)現(xiàn)在 Wilson病研究中引發(fā)了這么一個假設：銅和銅藍蛋白的結合缺

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運體基因的突變有關？不久， Wilson 病的致病基因 ATP7B 便被科學家鑒定出來。該 3 個獨立的 實驗室?guī)缀跏峭瑫r完成了該特異性基因的鑒定 9-12 。ATP7B 基因位于包括 22 個外顯子（第 22 外顯子包含在一個罕見轉錄序 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 13 ?；蛐蛄蟹治霰砻?， ATP7B 屬于一個進化高度保守并 且依賴于 ATP 的金屬轉運蛋白家族 14 。對 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)性得到識別 15,16 。迄今為止發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)突變是導致氨基酸替換 的點突變。然而，缺失、插入、錯義和剪接位點突變也有報道。當在特定 人群或少數(shù)民族成員中頻繁發(fā)現(xiàn)特定突變時，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 測序技術的進步及其廣泛的可用性，直接突變分析成為檢驗的一種 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 證明對兄弟姐妹的遺傳篩選是有用的。最常見的點突變，即導致從組氨酸 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，有一個群體被報道有非常高的突變頻率（高達65% ）17 。大多數(shù)突變集

5、中在該蛋白的幾個跨膜區(qū)域周圍及另一被預測與 ATP 結合有關的區(qū)域。一些證據(jù)表明，導致ATP7B蛋白表達缺失的突變可能導致出現(xiàn)更嚴重的表型，然而，并非所有研究都支持這一結論。另一項研究表明， 另一個名為APOE的基因的表達，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。這是一個蛋白家族的成員，該基因在貝得靈頓厚毛 犬中是導致銅中毒的責任基因，其在銅運輸中的功能還不是很確定，但可 能與細胞內銅轉運有關。XIAP（ X連鎖凋亡抑制因子）是另一種受銅濃 度影響的蛋白，銅濃度可改變細胞凋亡的閾值19。正在進行的進一步研

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 的表達相關聯(lián)起來。02、Wils on病的病理生理學特點銅是許多酶和蛋白質的重要輔因子，對組織貯存鐵的動員是很重要的。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循環(huán)組織歸存鐵 的動員摑藍至白|卩肌膽道銅排泄翼銅排泄蚩白質降解非銅藍彊白結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肝細胞通過細胞表面人銅轉運蛋白 （ HCTR1 ）從門靜脈循環(huán)中攝取銅 20 ， 然后細胞內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 ，被用作轉移或儲存劑。隨后它

7、們被用于細胞代謝需要，結 合到分泌型糖蛋白銅藍蛋白中，或被排泄到膽汁中。銅從肝細胞傳遞到膽汁對于其體內平衡至關重要，因為排泄到膽汁中的銅 要經(jīng)歷腸肝循環(huán) 24 。肝細胞內的銅轉運到膽汁依賴于 ATP7B 功能的囊泡 通路，而 ATP7B 蛋白質一般主要存在于肝細胞的跨高爾基網(wǎng)絡中 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， 該蛋白的細胞內定位也隨之發(fā)生改變 26 。對 ATP7B 蛋白的研究 表明， ATP7B 蛋白也會根據(jù)銅負荷重新分布到泡狀室， 這可能是跟適應微 環(huán)境中的不同水平的銅有關。 據(jù)推測， 小泡通路是膽道銅排泄的關鍵途徑。

8、 然而，其他研究者認為 ATP7B 蛋白存在于小管周圍區(qū)域，并隨著細胞銅 的增加而直接定位于小管膜 27 。如果 ATP7B 蛋白存在于該位點， 則可直 接參與銅向膽汁的轉移。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致膽汁銅排 泄減少，進而導致 Wilson 病患者肝臟中銅的蓄積 28-30 。血漿銅藍蛋白是一種每個分子中含有 6 個銅原子的糖蛋白， 主要是在肝臟 中合成。銅被高爾基體中的載脂蛋白銅藍蛋白和肝細胞分泌的含銅的全蛋 白質結合 31 ，用于銅藍蛋白生物合成的新轉運銅還必須穿過細胞器膜進 入蛋白質生物合成途徑，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，在體內降解較快，因此銅藍蛋白與銅的結合被認為是導致 該蛋白的循環(huán)水平降低的原因。當銅蓄積超過細胞安全儲存的容量時，可能會導致肝細胞損傷。過量銅的 毒性作用包括自由基的產(chǎn)生、膜和 DNA 的脂質過氧化、蛋白質合成的抑 制和細胞抗氧化劑水平的改變 32 。肝細胞壞死和凋亡都可能是由銅誘導 的細胞損傷觸發(fā)的 33,34 。當銅誘導的損傷發(fā)生時，損傷、細胞死亡和肝 細胞再生能力之間的微妙平衡便會被打破，從而導致肝臟功能下降。當肝臟儲存銅的能力超過其正常水平，或

10、者當肝細胞損傷導致細胞內的銅釋放到循環(huán)中時，循環(huán)中非銅藍蛋白結合的銅水平便會升高，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)及腦影像學特征性變化的重要原 因。03 、Wilson 病的病理學特征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速 率息息相關。因為最初的遺傳缺陷存在于肝臟中，并且由于肝臟是銅的主要儲存器官，所以最早的病理表現(xiàn)本質上是表現(xiàn)在肝臟。當銅從肝臟“溢出 到其他器官時，病理表現(xiàn)便幵始出現(xiàn)在大腦、腎臟、眼睛、紅細胞和關節(jié) 等部位。01、肝臟病理學宏觀上，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向纖維化和肝硬化的方向進展。肝硬化結節(jié)轉 變?yōu)榛旌系拇蠼Y節(jié)-小結節(jié)模式，其中結節(jié)的顏色可能根據(jù)銅的積累程度而變化（見圖2）?；颊咧g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)可能是細微的和非特異性的。用免疫組 織化學方法（如繞丹寧、二硫代草酰胺）檢測銅時，可能并不能看到彌漫 性的細胞質的銅積累。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，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， 肝細胞超微結構變化主要有嵴間間隙 的加寬、線粒體內外膜的擴大和分離、基質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質網(wǎng)中見到，細胞核顯示 出糖原包體0隨著疾病的進展，銅相關蛋白被隔離在溶酶體中，在光學顯 微鏡下表現(xiàn)為電子致密的小管周圍結構，通過銅免疫組織化學可檢測到相 關顆粒0如果病情未得到

13、治療或尚未被早期診斷，則肝豆狀核變性會從初始階段進 展到中期階段0其特點是門靜脈周圍炎癥伴單核細胞浸潤、限制性小葉板 糜爛、小葉壞死和橋接性纖維化，這些特點與許多其他原因導致的慢性活 動性肝炎難以區(qū)別0 在這個疾病階段， 無論是微結節(jié)還是混合大結節(jié) - 微結 節(jié)組織學模式， 部分肝硬化幾乎是不可避免的0 在多達 50% 的活檢標本中 可見 Mallory 體0在急性肝衰竭的患者中，其病理變化以肝細胞球囊化的實質壞死、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銅沉積的組織化學證據(jù)可能對鑒定該疾病有幫助0然而，陰性結果也并不能排除銅過載0在肝硬化結節(jié)再生階段，繞丹寧、二硫代草酰