陈大为,张 敏
1912年,Wilson详细描述了一组同时具备神经症状和肝脏损伤的家族性病例。1921年该组疾病正式被称为肝豆状核变性,但医学界仍然多用Wilson病(Wilson’s disease, WD)来指代这种疾病。WD是一种常染色体隐性遗传的铜代谢障碍性疾病。ATP7B基因是其致病基因,其功能主要是编码一种铜依赖性的P型ATP酶,将铜转运至高尔基体,进而合成铜蓝蛋白(ceruloplasmin,CP)后随胆汁排出体外。该基因突变会破坏ATP酶的正常结构和功能,从而引起进行性加重的肝脏、神经系统等损伤[1]。既往国外报道WD人群发病率为1/10万~1/3万,杂合子频率为1/200~1/100[2],而英国一项研究认为其理论发病率不低于1/7026,推测外显率下降和诊断的局限性可能是实际发病率统计偏低的主要原因[3]。中国目前尚缺乏大样本多中心的WD发病率调查,但有文献分析,该病发病率在中国比西方国家更高[4]。WD可发生于任何年龄,但以儿童及青少年多见。
早期WD以肝病就诊为主,可以是慢性肝炎、急性肝衰竭,也可以无症状表现。神经精神表现可以是肌张力障碍、震颤、人格改变以及认知障碍等。有典型肝损伤的发病年龄为10~13岁,神经精神表现者为19~20 岁。随着人们体检意识的增强和诊断水平的提高,有越来越多的低龄患者被发现患该病[5]。除了肝脏和脑部,其他较常见的损伤部位还有肾脏和骨关节等。
研究发现,肾脏受损后可以导致范可尼综合征,进而引起骨质疏松[6],有些患者甚至出现假性骨折,提示我们要意识到这种症状的相关性。
自身免疫抗体阳性在WD病例中常有报道,而在某些儿童和年青患者中,WD发病时更像是自身免疫性肝炎。其共同特点是:发病通常很急迫;都会出现疲劳、不适、关节病甚至皮疹;实验室发现包括转氨酶水平升高、血清免疫球蛋白G显著升高,以及抗核抗体或抗平滑肌抗体等自身抗体阳性等。Pradhan等[7]的研究也认为狼疮性肾炎可能与WD有关联性。然而,更多研究者认为,WD与自身免疫性疾病的关联性,到底是统计数据上的巧合,还是病理生理机制的确有趋同性,还须要进一步研究,因为这两种疾病的治疗和预后完全不同。
一般认为,肝癌极少出现在WD患者中,而近期研究表明,WD患者的肝癌诊断年龄可以出现在10~70岁之间[8],甚至胆管癌也可能发生在WD患者中。
WD神经系统病变的主要表现是锥体外运动功能障碍。Biswas等[9]研究发现,WD的非运动症状(nonmotor symptoms, NMS)可能出现在临床疾病表达之前和正在进行的疾病过程中,常易导致临床诊断混乱和延误。WD常见的NMS表现为人格障碍、情绪变化、精神病、认知异常、睡眠障碍和自主神经障碍等。另外,多达20%的WD患者可能有独立的精神症状[10],其中抑郁症是最常见的,恐惧症或强迫症也常报道,甚至还可能出现攻击或反社会行为。在一些仅表现为单纯精神病特征的WD患者中,诊断可以被延误到老年。
WD主要特征性检测指标包括:CP、血清铜、24 h尿铜、眼K-F环、肝铜含量、ATP7B基因等。CP明显降低是WD的特征性表现之一(极少数病例CP可以在正常范围),但某些疾病(如营养不良、肝功能衰竭、肾病综合征、先天性CP缺乏症、胆汁淤积性肝病等)也可能出现CP不同程度降低,常给临床医生带来困扰。目前国内外普遍将CP阈值定为0.20~0.25 g/L。Xu等[11]研究建议,在中国将CP的阈值定为0.15 g/L,该阈值对于检出WD会有95.6%的敏感度和95.5%的特异度。WD的严重程度与内脏积累的游离铜浓度有关。目前临床常用的血清铜检测不能直接反映体内游离铜的状况,而可交换铜(exchangeable copper, CUEXC)测定是一种测定等离子体铜的新技术,可能对WD的诊断和病情评估具有重要意义。研究发现,神经型WD患者CUEXC值明显高于肝型WD患者(P<0.0001),而CUEXC值>2.08 μmol/L可以体现肝外脏器受累的严重程度[12]。肝铜含量的正常上限为55 μg/g干重,一般高于250 μg /g干重被认为是WD的诊断依据。近期有研究提出以209 μg/g干重作为高敏感度和特异度的界值[13]。
目前研究认为,WD是单基因缺陷疾病。ATP7B是一个具有21个外显子和编码区为4.1 kb的大基因,其突变主要集中在几个热点突变,但是存在大量的罕见突变。目前世界上有多个数据库报道了其突变位点,如艾伯塔大学雨果数据库(http://www.wilsondisease.med.ualberta.ca) 报 道了540个致病突变[14],HGMD(The Human Gene Mutation Database)(http://www.hgmd.cf.ac.uk)报道了600 多个被识别的突变[15],还有很多新的突变不断被认识。其突变类型很复杂,包括错义、无义、缺失、插入、剪接和点突变方式,其中由单核苷酸引起的错义或无义突变最常见(60%),其次是插入、缺失(26%)和剪接位点突变(9%)[16],分布在所有外显子/内含子中。在某些情况下,还必须结合DNA和RNA进行分析[17]。
结合这些检测指标,目前我们采用的WD诊断标准主要分为两种:我国2008版WD指南提出,结合起病年龄、肝病史和肝病症状、神经系统症状、铜生化指标异常表现等,可拟诊为WD[18]。也可按照2018欧洲儿童WD诊疗指南推荐,以Ferenci评分标准为依据,≥4分者可以诊断为WD[19]。
Sintusek等[20]提出了一个包含血清锌的WD诊断评分,与WD的严重程度有关。在等待基因检测结果时,试用这一WD诊断评分可能对临床诊断有帮助。
欧洲儿童WD诊疗指南第六条建议:一旦确诊 WD,患者的一级亲属包括兄弟姐妹、后代及父母均应行肝功能、铜代谢指标及基因检测。由于生化测试的波动性,在症状前阶段确诊困难,基因测试可以弥补这一缺陷[21]。筛查胎儿或儿童是对WD的一种新兴诊断干预措施,但还有各种技术问题(如采集样本为血液还是其他组织,测试标准是采用基因还是其他指标,实验方法如何统一等)须要进一步地改进。
WD是少数可治疗性遗传疾病之一,治疗手段主要包括饮食控制、药物治疗和肝脏移植等,基因治疗尚未成熟。若能早期诊断,早期启动低铜饮食和排铜治疗,患者可实现疾病缓解,并可获得良好的生活质量和与正常人近似的生存期,无须肝移植[22]。
3.1 药物治疗 主要是青霉胺、曲恩汀、四硫代钼酸盐、锌剂、二巯基丙醇、二巯丁二酸等[19]。在西方国家,曲恩汀已经有取代青霉胺首选药物地位的趋势,但该药在我国尚未应用。目前在我国,青霉胺、锌剂、二巯丁二酸仍然是最常用的排铜药物[4]。
青霉胺是较早应用且目前应用最广泛的排铜药物,通过螯合铜等金属离子,自尿液中排出,其螯合作用约在2~6个月达到高峰,疗效可靠。但青霉胺的不良反应较多,如过敏反应、肾毒性、皮肤毒性、骨髓毒性、口腔病变等,新的不良反应还在不断被发现[23],约 30%的患者因严重不良反应而最终停药,部分原本只有肝损害症状的患儿在青霉胺治疗后突然出现神经症状。因此对于肝型WD患儿,青霉胺可能并不是最佳选择[24]。
欧美国家多建议使用曲恩汀替代青霉胺。曲恩汀的4个氨基可以与铜形成稳定的复合物,以类似青霉胺的速率快速排泄尿铜。且其不良反应小于青霉胺,已成功应用于失代偿性肝衰竭患者。在初期强化和后期维持阶段,它都可以用作一线治疗药物,也推荐用于无症状的WD患者以及孕妇,但建议在治疗期间避免母乳喂养。另外,曲恩汀也不适于神经型WD患者的初始治疗。其不良反应包括铁缺乏、哮喘、支气管炎、接触性皮炎、系统性狼疮、横纹肌溶解症及结肠炎等,有人误用大剂量(6 g)曲恩汀也只发现轻微的不良反应[25]。总之,曲恩汀长期治疗的安全性比较可靠[26]。
锌剂不属于螯合剂,它主要作用是竞争性地抑制铜在肠道吸收,另外,通过诱导肠和肝细胞合成金属硫蛋白,使大部分铜呈非毒性结合状态或随肠黏膜细胞脱落排出体外。锌还可以逆转肝细胞铜过量对核受体功能的有害影响[27]。其不良反应相对较小,主要为胃肠道反应,可能引起轻度血清脂肪酶、淀粉酶增高。该药常用于儿童、孕妇及慢性患者的一线和维持治疗,更适用于神经型WD 的一线治疗。也有研究表明,锌单药治疗也能有效控制WD相关肝病[28],目前也有逐渐用锌剂替代青霉胺的趋势。锌剂的缺点是起效慢(4~6个月),严重病例一般不宜作为首选[29]。
二巯丁二酸是广谱金属解毒剂,也是螯合剂。该药进入肝脏后,可以络合肝内沉积的铜,提高肝脏铜代谢能力和增加胆汁流动率。研究显示,它的排铜效果略低于青霉胺,不良反应却非常轻微,仅有少许消化道反应及中性粒细胞减少等。另外,该药治疗WD不会加重神经系统症状,更适用于神经型和轻型WD[30]。
口服的四硫代钼酸盐通过在肠道内形成铜和蛋白质的复合物来阻止饮食中铜的吸收,比锌更有效、更快速。此外,四硫代钼酸盐也可以螯合组织铜,其缺点是价格昂贵。四硫代钼酸双胆碱(wtx101)目前正处于III期药物临床试验中,它可直接去除细胞内多余的铜,并与循环中的铜和白蛋白形成惰性三方复合物,促进胆汁铜排泄[31]。
铜螯合药物的铜结合亲和力与药物分子中巯基团、硫原子的数量呈正相关,因此有研究假设其内源性生物活性物质α-硫辛酸可以用于WD的治疗,并通过细胞培养实验证实了α-硫辛酸可以在铜毒性环境中保护肝细胞,为研发新一代药物提供基础[32]。
3.2 手术治疗 WD患者须要终身服药,但约有30%~50%的 WD 患者用药期间出现过不依从期,还有患者出现不可逆的神经精神症状[33]。当患者出现药物无法改善的脾功能亢进时,建议将脾脏切除。对于经药物治疗效果不佳的肝硬化失代偿患者,选择肝移植可以获得较好的预后。但肝移植不能完全替代驱铜治疗,很多患者在肝移植后仍需要低铜饮食以及驱铜治疗[34]。
3.3 基因治疗 基因疗法可能是未来一种有效的治疗策略。Murillo等[35]使用基因疗法治疗 WD小鼠后发现,转氨酶好转、尿铜排泄减少以及胆汁恢复对铜过载的铜排泄反应,小鼠肝脏出现组织学的恢复。另外,随着单细胞基因组测序[36]及基于NGS靶向测序技术的完善和发展,选择无基因缺陷的胚胎在技术上已成为可能。
3.4 饮食治疗 饮食铜限制长期以来被认为是治疗WD的一个重要方面。然而,目前还没有公开的随机对照试验来验证这一建议。一般认为,患者每天的进食铜量,成人应<1 mg/d,儿童<0.1 mg/(kg·d)。也有研究者认为,饮食铜限制不太可能显著减少铜吸收量,不仅难以管理,而且容易引起患者营养吸收障碍[37]。根据目前的证据,坚持药物治疗的稳定WD患者不必严格限制饮食铜,但有两种食物例外——贝类和动物肝脏。
WD患者是由于体内过多的游离铜最终导致组织损伤,如果疾病被迅速诊断并坚持治疗,WD患者通常有一个良好的预后。因此,如何能尽早筛查和确诊WD是个关键问题。目前的治疗已经能解决多数WD患者的问题,但还有一些问题亟待解决,如某些药物的不良反应较多使得患者难以坚持,严重的神经系统疾病目前还很难完全解决等,还应该加强对ATP7B基因是否存在补偿调控因素的研究,进一步深入了解发病机制,以寻找新的诊治策略。
欧美WD指南曾经指出,螯合剂和锌剂的联合治疗可能是优化治疗的方向[19,22],本课题组的研究也初步提示了这一趋势[38],但至今尚未形成规范。国内进行的WD治疗研究虽然很多,但标准化临床试验相对较少,大部分的治疗方法都是基于专家经验和来自其他国家的证据。因此,有必要完善和制定适合中国WD患者的治疗方案[4,18]。