载脂蛋白A-Ⅰ型淀粉样变性的研究进展

鲁春蕾，左科，王金泉

[南京大学医学院附属金陵医院(南京军区南京总医院) 国家肾脏疾病临床医学研究中心，全军肾脏病研究所，江苏 南京 210002]

淀粉样变性是由具有异常β片层结构的蛋白质在细胞外形成纤维丝并沉积在不同组织和器官，导致相应的组织破坏和器官功能紊乱的一类疾病[1]。目前已发现36种淀粉样蛋白，并依据淀粉样蛋白的前体物质分型[1]，最常见的为免疫球蛋白轻链相关(AL)淀粉样变性。载脂蛋白A-Ⅰ(Apo A-Ⅰ)淀粉样变性是相对罕见的淀粉样变性，主要由编码Apo A-Ⅰ的基因发生突变所致，呈外显率可变的常染色体显性遗传的特点。至今已发现20种相关的基因突变[2-17]。临床表现与基因突变类型相关，以慢性肾功能衰竭、肝脾肿大和进展性心功能衰竭为主[2-17]。此外，近年来越来越多的研究发现野生型Apo A-Ⅰ亦可形成淀粉样纤维，局部沉积在动脉血管内膜、膝关节半月板及外周神经等处，造成组织损害[18-20]。由于该病临床表现多样，容易漏诊和误诊，免疫组化及新的诊断技术如激光微分离联合质谱蛋白质组学技术可以有效地鉴定淀粉样变性亚型[21]。支持治疗和靶器官衰竭的替代治疗如肝脏、肾脏移植可改善患者的生存预后[22-23]。作者就Apo A-Ⅰ型淀粉样变性的发病机制、临床表现、诊断及治疗作一综述，旨在提高对Apo A-Ⅰ型淀粉样变性的认识，减少误诊和漏诊。

1 Apo A-Ⅰ的分子结构及生理作用

成熟的Apo A-Ⅰ是高密度脂蛋白(HDL)的主要结构蛋白，由243个氨基酸残基组成，相对分子质量为28.1×103。其二级结构主要包含N端8～10个由氨基酸重复序列构成的两亲性α螺旋[24]。两分子的Apo A-Ⅰ反向平行形成具有半圆形构象的二聚体，通过两亲性α螺旋疏水部分与脂质相互作用，包绕脂质双分子层，形成圆盘状的HDL[24]。与HDL结合后Apo A-Ⅰ溶解度降低，且易于被蛋白酶水解。Apo A-Ⅰ主要在肝脏和小肠合成。Solomon等[19]认为半月板软骨细胞亦可产生Apo A-Ⅰ。肾脏是其降解的主要部位[24]。Apo A-Ⅰ在脂质代谢中发挥重要作用，与HDL结合的Apo A-Ⅰ具有促进胆固醇的逆向转运、抗动脉粥样硬化的效应[25]。此外，Apo A-Ⅰ还具有抑制低密度脂蛋白(LDL)氧化修饰、保护血管内皮细胞、抑制细菌内毒素血症等作用[24]。

2 发病机制

2.1 Apo A-Ⅰ突变与淀粉样变性

迄今为止，共发现20个与Apo A-Ⅰ淀粉样变性相关的突变位点[2-17]。突变热点区域定位在残基50～93和 170～178。绝大多数为点突变，还包括3个移码突变(Asn74LysFs、Ala154fs、His155Metfs)、1个缺失突变(Glu70_Trp72del)、1个缺失/插入突变(Leu60-Phe71delins 60Val_61Thr)。研究表明淀粉样纤维主要由突变的Apo A-ⅠN端83～100个氨基酸残基组成。Gursky等[26]研究发现，致淀粉样变性突变既可以破坏游离Apo A-Ⅰ结构的稳定性，也可引起HDL结构的紊乱，使Apo A-Ⅰ从HDL解离，使N端80～100片段易被基质金属蛋白酶水解，其中的L44～S55片段形成淀粉样纤维的交联β-片层模板，进而形成淀粉样物质并沉积于组织。此外，部分突变引起患者外周血Apo A-Ⅰ和HDL水平降低[2,7-9,15-16]，Apo A-Ⅰ突变体不能被细胞有效分泌及分泌后加快的血管内代谢可能是其原因[24]。虽然HDL与降低的心血管风险相关，但在遗传性Apo A-Ⅰ淀粉样变性患者中，并未发现该脂质代谢紊乱与心血管疾病之间有明确关联，具体机制尚不清楚。

2.2 野生型Apo A-Ⅰ与淀粉样变性

近年来，越来越多的研究发现野生型Apo A-Ⅰ亦可形成淀粉样纤维。动脉粥样硬化斑块的血管内膜是主要受累部位[18]。局部的炎症状态和局部低pH环境可通过Apo A-Ⅰ第86位甲硫氨酸残基氧化从而促进野生型Apo A-Ⅰ形成淀粉样纤维[27]。Das等[27]提出一个假说：Apo A-Ⅰ有4个易于形成淀粉样纤维的片段(14～22、53～58、69～75、227～232)，这些片段通常形成α-螺旋，保护蛋白质免于错误折叠。致淀粉样变性的基因突变和局部微环境变化可以影响这些片段，使其失去保护作用，触发Apo A-Ⅰ的错误折叠，形成淀粉样纤维[27]。

3 临床表现

遗传性Apo A-Ⅰ型淀粉样变性是由Apo A-Ⅰ突变引起的常染色体显性遗传性疾病。该病较为罕见，目前一项样本量最大(474例)的肾淀粉样变性的分型研究发现，淀粉样变性以AL型淀粉样变性最常见(384例，81%)，其次为淀粉样物相关蛋白A型(AA)淀粉样变性(33例，7%)，Apo A-Ⅰ型仅1例(0.2%)[28]。自1969年van Allen等[2]首先报道此类型淀粉样变性以来，世界范围已有数十家系及散发病例报道，白种人多见，国内梁少珊等[5]曾报道1例中年起病、以肾损害为突出表现的案例。该病起病年龄在18～55岁之间，男女发病率无明显差异，多数伴家族史，外显率较高。临床表现与突变位点相关。突变定位于残基1～75的患者主要发生肾脏和肝脏淀粉样变性。肾脏受累以高血压、少量至肾病范围蛋白尿、慢性肾功能不全为特点，常为疾病的首发表现，从起病到终末期肾病的中位时间约为8年[21]。肝脏是较常累及的器官，常表现为肝大、肝酶升高，通常在淀粉样变性进展多年后才累及肝脏的合成功能，很少发生暴发性肝衰竭[2-11]。而定位于残基173～178突变的患者较常发生皮肤、心脏和喉淀粉样变性，典型皮疹为斑丘疹样，可伴瘀斑和紫癜，累及面、颈、腋窝等部位，心脏受累呈限制性心肌病样表现，主要死亡原因为进展性心功能衰竭，通常发生在明确诊断后10年内[15,17]。另外也有少数患者累及外周神经、睾丸、子宫、卵巢等，临床主要表现为感觉障碍、性腺机能减退。携带Lys107del突变的患者主要表现为主动脉内膜大量淀粉样物质沉积，导致缺血性心脏病[13]。

研究发现野生型Apo A-Ⅰ亦可形成淀粉样纤维造成器官和组织损害。此类型的淀粉样变性多见于动脉粥样硬化[18]。一项纳入225例颈动脉内膜剥脱术患者的研究发现，动脉粥样斑块血管内膜中Apo A-Ⅰ淀粉样沉积的发生率达20%[18]。淀粉样物质亦可分别局限性沉积在膝关节半月板和胫神经，引起退行性关节病和外周神经病变[19-20]。

4 组织形态学特征

肾脏是Apo A-Ⅰ型淀粉样变性最常累及的器官。与遗传性纤维蛋白原A-α链淀粉样变性主要累及肾小球不同[21]，不同突变类型的Apo A-Ⅰ型淀粉样变性累及肾脏的不同部位。携带有Leu75Pro突变的患者仅累及髓质间质，光镜下表现为PAS、HE均质淡染、Masson嗜亮绿、不嗜银的无定形均质物质呈线样沉积于肾小管管周和弥漫性/结节样沉积在肾髓质间质，且上述沉积物刚果红染色阳性，偏振光下呈现苹果绿双折光，表明为淀粉样物质沉积，常伴间质纤维化、肾小管萎缩及肾小球硬化[11]。而携带Trp50Arg、Ala154fs突变的患者以肾小球受累为主，表现为肾小球体积增大，肾小球内细胞数减少，系膜区及毛细血管袢结构消失，系膜区、内皮下大量PAS均质淡染物质沉积，乃至堵塞袢腔[5,10]，PASM-Masson见这些物质周围被完整的基膜包绕，常伴随轻度的慢性小管间质病变。携带Gly26Arg及Glu34lys突变的患者有肾小球及血管的累及，后者同时伴有脂质的共沉积[2-4]。携带有His155Metfs突变的患者有肾小球及间质的累及[4]。免疫荧光显示淀粉样物质沉积部位Apo A-Ⅰ染色阳性，多不伴有其他免疫球蛋白及补体沉积。电镜下淀粉样物质显示为直径8～10 nm的僵硬无分支排列紊乱的丝状结构。肝脏是遗传性Apo A-Ⅰ型淀粉样变性较常累及的器官，初期常表现为汇管区结节状淀粉样物质沉积，后期可充满肝小叶，替代正常肝脏结构[7]。心肌受累时淀粉样物质可沉积在心肌间质、血管等部位，进展至替代正常心肌纤维，引起心室壁增厚[12,14,16]。野生型Apo A-Ⅰ形成的淀粉样物质则多沉积在动脉粥样硬化斑块的血管内膜，伴慢性炎细胞浸润[18]。

5 诊 断

Apo A-Ⅰ型淀粉样变性的诊断主要依赖病理学检查，受累组织器官的活检是必需的依据。典型的淀粉样物质光镜下呈无定形、均匀的嗜伊红性(HE染色)，刚果红染色阳性并在偏振光显微镜下呈典型的苹果绿双折光。电镜下沉积的淀粉样物质为无分支、无规律排列的8～10 nm的细纤维丝样结构[21]。常规的免疫组化和免疫荧光染色可以对淀粉样变性进行分型。由于Apo A-Ⅰ免疫染色不在常规淀粉样变性筛查范围内，临床上对怀疑淀粉样变性、轻链染色阴性且符合上述Apo A-Ⅰ淀粉样变性病理特点的患者，应行组织Apo A-Ⅰ染色。新的诊断方法如激光微分离联合质谱蛋白质组学技术可以发现罕见的淀粉样蛋白亚型[21]，但是该检查技术要求高，在大型临床中心才能做该项检查。在此基础上，基因分析有助于明确疾病的遗传特点及预后。文献报道5%～10%的原发性淀粉样变性为遗传性，而且不同的突变类型病情严重程度不同[21]。但是基因检测的结果需结合免疫染色或者蛋白组学结果来共同解释疾病的病因。Rowczenio等[4]曾报道了1例肾脏AL型淀粉样变性的患者携带有Apo A-Ⅰ S36A突变，但病理检查并未发现Apo A-Ⅰ淀粉样物质沉积。此外，因为突变的Apo A-Ⅰ 可以引起血浆Apo A-Ⅰ和HDL水平的下降，因此血脂异常对遗传性Apo A-Ⅰ型淀粉样变性有提示作用。对于有多脏器累及又不能行组织活检的患者，由于123I标记的血清淀粉样P成分(123I-SAP)可以与体内的淀粉样物质特异性结合，123I-SAP闪烁扫描技术能敏感地检测和半定量内脏淀粉样沉积物[21]。但因为心脏不停地跳动，此项技术不能很好地用于诊断心脏淀粉样变性，临床常用心脏MRI和超声心动图来筛查有无心脏累及。

6 治 疗

目前尚无特效的药物治疗方案，许多患者从外科手术中获益。Gillmore等[22]报道了8例肾移植及2例肝肾联合移植的患者，尽管移植器官中有淀粉样蛋白沉积，肾移植后移植物可以存活10～15年以上。肝脏是产生Apo A-Ⅰ的主要器官之一，在2例肝肾联合移植患者中则观察到肝外淀粉样沉积物的消退，且随访过程(分别为7年和3.5年)中未观察到移植物有淀粉样物质沉积[22]。虽然心脏移植不能改善淀粉样前体物质的产生，但中长期观察移植物受者生存状况良好[15-16,22]。此外，研究显示，抗SAP抗体及SAP的竞争性抑制剂CPHPC通过清除SAP进而减少淀粉样沉积物，在系统性或局限性淀粉样变性的治疗中有巨大的潜力[23]。目前一项一期临床研究证实有肝脾受累的Apo A-Ⅰ型淀粉样变性患者接受CPHPC和序贯性IgG抗SAP抗体治疗后肝脏淀粉样沉积物减少，且未观察到明显的副作用[23]，为Apo A-Ⅰ型淀粉样变性的治疗提供了新的手段。

7 小 结

Apo A-Ⅰ型淀粉样变性可以分为遗传型和非遗传型。遗传型Apo A-Ⅰ型淀粉样变性是由Apo A-Ⅰ突变所引起，肾脏、肝脏和心脏受累多见。非遗传型Apo A-Ⅰ型淀粉样变性是由野生型Apo A-Ⅰ引起，主要累及动脉粥样硬化斑块的血管内膜。淀粉样变性的分型诊断主要依赖病理活检和基因检测，激光微分离联合质谱蛋白质组学技术提供了一种新的且准确度高的方法，其发病机制及有效的治疗方法则有待进一步研究。

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