臨床生物化學/遺傳性脂蛋白代謝異常
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(一)ApoAⅠ異常症
Assmann分析近兩萬人,發現每500人中有1例ApoAⅠ結構基因雜合子出現,比野生型多一個或少一個正電荷或負電荷。大多數變異無明顯血脂的變化。僅有ApoAⅠMarburg病在107位上的Lys缺失,引起輕度的TG升高。ApoAⅠ的Milano變異體(173Arg→Cys)血漿中HDL有所降低,然而冠心病發病率未見增加。ApoAⅠ和ApoCⅢ基因重排導致的變異可引起家族性ApoAⅠ和ApoCⅢ缺乏症,用EcroⅠ限制性內切酶分析ApoAⅠ基因,發現家族性早發性冠心病患者都出現6.5kb片段純合子,正常人為13kb純合子,其雜合子為13kb/6.5kb,推測純合子6.5kb與動脈粥樣硬化發病有關。
ApoAⅠ與ApoCⅢ缺陷者表現為血HDL水平降低,易出現早期動脈粥樣硬化。有報導ApoAⅠ減少會導致LCAT活性降低,使含ApoCⅠ、ApoAⅢ的脂蛋白如CM置換髮生障礙,從而在體內蓄積。
(二)ApoB異常症
ApoB缺陷將出現無β-脂蛋白血症或低β-脂蛋白血症。無β-脂蛋白血症是純合子隱性遺傳病,稱為Bassen-Kornzeig症候群,有脂肪吸收障礙(脂肪瀉)、紅細胞變形(棘狀紅細胞症)和運動失調等症状。
低β-脂蛋白血症為顯性遺傳病,雜合子者血中LDL濃度低,與無β-脂蛋白血症有區別。經三個家族分析,患者腸粘膜細胞的ApoB48合成正常而不能合成ApoB100,即ApoB48外顯子以外的ApoB100外顯子領區異常,由於LDL受體領域附近的點突變(Arg3500→Glu),使LDL受體結合能力降低。
ApoB100的羧基端是其與LDL受體的結合區,有下列依據證明這一推測:①觀察到30種單株抗體能與LDL受體結合的肽鏈區域結合,即ApoB100的2980-3780一段可被阻止,其他單株抗體無阻止作用;②縮短的ApoB異構體缺乏羧基端,則不能與LDL受體結合;③羧基端有三個區域可與肝素結合,該區域含有幾簇帶正電荷的胺基酸殘基,其中之一的序列與ApoE區域的序列有同源性,這一區域稱為ApoE區,已證實這一區域可與LDL受體結合,其序列為3359-3367胺基酸殘基位置,帶正電荷的胺基酸簇相當保守;④經化學修飾的帶正電荷的ApoB100不能與HDL受體結合;⑤若ApoB100分子中Arg→Gln3500,LDL分子不能與LDL受體結合,導致高脂蛋白血症,如Innerarity的家族性高脂蛋白血症。
ApoB100的cDNA中某一核苷酸的變異或缺失,均可引起家族性低β-脂蛋白血症,迄今已發現有25種之多,血漿LDL濃度降低,雜合子患者血漿中ApoB和LDL濃度為正常的1/4-1/2。一般無症状,純合子則更為嚴重,包括脂肪吸收不良、棘型紅細胞、視網膜色素沉著和神經性肌肉退變。
ApoB100在血漿脂蛋白中分子量最大,胺基酸鏈最長,因此在合成蛋白質和形成脂蛋白的過程中,任何部位或環節均可能發生變異,可想而知,今後發現的ApoB100的變異會更多。
(三)ApoCⅡ異常症(遺傳變異)
ApoCⅡ缺陷導致LPL活性降低。因為ApoCⅡ是LPL發揮催化作用不可缺少的輔因子。ApoCⅡ異常會出現高TG血症,高CM血症,發病率約1/10萬。現已有ApoCⅡ有多種變異體的報導。
(四)ApoE異常症
ApoE是LDL受體的配體,其表型不同,與LDL受體結合的能力也不同,E4和E3幾乎相同,E2幾乎無結合功能。E2純合子因為第158胺基酸殘基突變,CM殘粒或β-VLDL滯留導致高Ch、TG血症,高脂蛋白血症,易出現早期動脈粥樣硬化。典型例子是家族性Ⅲ型高脂血症,ε2基因純合子人群分布頻率為1%,家族性Ⅲ型高脂血症發病率為10000人有2-3人。究其病因,ApoE2純合子遺傳缺陷因素是主要的,然而還有環境及生理性因素等的影響,如甲狀腺功能亢進、腫瘤以及家族性複合型高脂蛋白血症等。
(五)LDL受體異常
LDL受體異常導致FH發生,屬顯性遺傳,遺傳頻率約1/500。雜合子的高LDL血症易導致動脈粥樣硬化。FH的LDL受體基因變異和LDL受體合成的過程中均可出現異常,將其分為四類:①單元1異常是因為mRNA轉錄障礙導致總體蛋白性質改變,生物學活性降低;②單元2異常是分子量為12萬的受體前驅體異常,從小胞體到高爾基複合體運送障礙,ER瀦留,與單元2相同,富含Cys領域閱讀框的缺失(in-framedeletion)存在;③單元3變異,細胞表面的分子量160ku的成熟受體數量顯著減少,使LDL受體結合能力下降;④單元4變異為受體不能局部化,使LDL無法結合而進入細胞內。這幾種變化均與lDL受體結構有關。
(六)LPL與HTGL異常症
LPL與ApoCⅡ異常同樣都是出現高CM血症,而血中VLDL並不升高,常伴有胰腺炎產生。
HTGL缺乏,有與Ⅲ型高脂血症類似的症状,CM殘粒滯留。
(七)LCAT異常症
LCAT缺乏者,HDL中CE比例增加,使HDL處於新生未成熟圓盤狀態,相反LDL的CE減少,TG增多。有角膜混濁、腎損害、溶血性貧血等症状,魚眼病就是LCAT基因突變,使Cys替代Arg引起LCAT活性降低,致使HDL結構變化,並使血漿中ApoAⅠ、Ⅱ和HDL濃度只有正常人的20%。
(八)CETP異常症
CETP缺陷者或者活性受到強烈抑制則呈現高HDL血症,血漿LDL濃度降低,同時還有可能出現動脈粥樣硬化症。
三、繼發性高脂蛋白血症
某些原發性疾病在發病過程中導致脂質代謝紊亂,進而出現高脂蛋白血症,稱為繼發性高脂蛋白血症,引起繼發性高脂血症或高脂蛋白血症的病因是多方面的,如糖尿病、腎病及某些內分泌紊亂等疾患。
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