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盤狀球蛋白在致心律失常性右室心肌病中的研究進展
楊超君楊俊李松
(三峽大學心血管病研究所三峽大學第一臨床醫(yī)學院心內科,湖北宜昌443003)
〔關鍵詞〕致心律失常性右室心肌??;盤狀球蛋白;免疫熒光
第一作者:楊超君(1990-),女,在讀碩士,主要從事心血管疾病免疫學研究。
致心律失常性右室心肌病(ARVC)好發(fā)于青壯年,臨床表現主要為心悸、暈厥、心律失常、右室擴張、心衰、心源性猝死,在很多患者中也可以沒有癥狀表現,因此,ARVC的嚴重程度多不與臨床表現嚴重程度呈正比〔1〕。近年來人們對ARVC的分子遺傳學進行了大量研究,普遍認為ARVC是一種橋粒蛋白編碼基因突變導致的遺傳性疾病〔2〕。特別是對盤狀球蛋白(PG)的研究取得了顯著的進展,這對ARVC的發(fā)病機制和診斷方法有了新的見解。
1與ARVC發(fā)病相關的橋粒蛋白
橋粒蛋白是維持心肌細胞之間的連接結構,存在于心肌潤盤處,ARVC也可以稱為一種潤盤性疾病〔3〕。橋粒蛋白主要有3大類:①跨膜的橋粒膠蛋白(DSC)和橋粒芯蛋白(DSG);②負責連接心肌細胞內肌間絲的橋粒斑蛋白(DSP);③介導跨膜蛋白與DSP連接的PG及血小板親和蛋白(PKP)。ARVC存在PG基因2 bp缺失突變是其分子遺傳學機制上的突破性進展〔4〕,這為發(fā)現ARVC中PKP2〔5〕、DSG2〔6〕、DSC2〔7〕、DSP〔8〕的突變和非橋粒蛋白跨膜蛋白(TMEM)43〔9〕的突變奠定了基礎。Ermakov等〔10〕發(fā)現ARVC中有44.4%發(fā)生了橋粒蛋白突變,這與Sen-Chowdhry等〔11〕研究40%的突變率較一致,Asimaki等〔12〕研究顯示橋粒蛋白突變率高達72.7%。
2PG在ARVC中發(fā)病機制中的假說
ARVC致病基因的識別研究已取得了顯著性進展,但是橋粒蛋白突變基因導致ARVC病變機制仍然不十分清楚。橋粒蛋白功能受損導致心肌細胞在潤盤處脫離,心肌細胞隨之變性退化,逐漸被纖維脂肪細胞替代,這是目前普遍認可的一個假說。Garcia-Gras等〔13〕通過離體細胞實驗及動物模型研究發(fā)現,橋粒蛋白DSP的缺失可以導致PG轉入胞核,誘導細胞凋亡,使心肌細胞被脂肪纖維組織替代。Asimaki等〔12〕通過免疫組織化學技術分析研究ARVC患者的活檢標本或尸檢標本,發(fā)現無論心肌細胞有無PG基因的突變,大部分ARVC病例標本中PG表達在潤盤處都明顯下降,但細胞內PG沒有變化。由此,產生一種假說認為,橋粒蛋白突變導致PG在細胞內重新分布,從而抑制Wnt/β-catenin信號通路,促進細胞凋亡、纖維脂肪組織的生成。PG在細胞膜表面的重新分布不僅是一種潛在的診斷ARVC的新的生物標志物,也是深入研究ARVC發(fā)病機制的靶點〔14〕。
Delmar〔15〕提出ARVC的發(fā)生與細胞橋粒、縫隙連接、鈉離子通道三者密切相關。心肌細胞間的電傳導需要通過縫隙連接及鈉離子通道來介導,潤盤處縫隙連接緊挨著橋粒蛋白。Delmar〔15〕認為橋粒蛋白發(fā)生突變,導致縫隙連接和鈉離子通道功能紊亂,進而影響電傳導產生心律失常,這可能是ARVC處于隱匿階段還未出現解剖結構改變時的發(fā)病機制。
3PG對ARVC的診斷價值
Asimaki等〔12〕提出通過免疫組化技術檢測PG表達量來診斷ARVC后,一系列關于PG免疫組化診斷ARVC的研究〔10,12,16,17〕都發(fā)現了ARVC潤盤處PG表達下調,但關于其診斷價值的觀點并不一致。
Asimaki等〔12〕收集30例病例標本發(fā)現PG免疫組化診斷ARVC敏感性為91%,綜合之前的21例標本(共51例)其敏感性升高為95%。Noorman等〔16〕對32例標本分別進行冰凍切片和石蠟切片,進行免疫組化檢測PG,ARVC診斷敏感性分別為74%(冰凍切片)和70%(石蠟切片)。Kwon等〔17〕對42例病例標本進行免疫組化檢測PG,ARVC診斷敏感性為76%。Ermakov等〔10〕對16例病例標本通過免疫組化檢測PG的方法診斷ARVC,其敏感性為60%。PG免疫組化法檢測ARVC的敏感性非常不穩(wěn)定,造成研究結果差異大的原因主要歸結為切片制備方法、PG抗體稀釋度、實驗方法這幾個方面。見表1。
1)n=30;2)n=51
這四項研究都采用甲醛溶液處理的石蠟切片,只有Noorman等〔16〕即使用了石蠟切片又使用了冰凍切片,石蠟切片和冰凍切片的區(qū)別在于切片的厚度,石蠟切片(4 μm)較冰凍切片(10 μm)薄,那么切片上所含有的PG抗原表位可能就較少,這可能要求抗體的稀釋度也要有所不同。Noorman等〔16〕證明了切片制備方法和抗體稀釋度對于PG診斷ARVC至關重要??贵w稀釋至1∶100 000時,74%的ARVC患者潤盤處PG的表達會降低,但是抗體稀釋至1∶50 000時,ARVC與對照組的PG表達沒有明顯差別。Ermakov等〔10〕的實驗發(fā)現抗體稀釋度為1∶75 000時,60%的ARVC患者潤盤處PG的表達會降低,但是抗體稀釋度在1∶50 000時,PG的表達在ARVC和對照組間無差別。免疫熒光制備的切片,熒光容易淬滅,這可能也是影響實驗結果的一個因素。另外,免疫組化存在一定程度上的主觀性,將影響實驗結果的判斷。
四項研究中,只有Asimaki等〔12〕提出應用免疫組化技術檢測PG的表達量,可能成為診斷ARVC的新方法;Noorman等〔16〕認為這項技術診斷ARVC存在很多不確定性,目前尚處于實驗性的階段;Kwon等〔17〕指出免疫組化檢測PG診斷ARVC雖然有較高的敏感性和特異性,但是還不足以作為ARVC的獨立診斷因子;Ermakov等〔10〕建議免疫組化檢測PG診斷ARVC還不能應用于臨床。Basso等〔18〕直接指出免疫組化檢測PG診斷ARVC,現在還不是應用于臨床的時候。
限制PG免疫組化診斷ARVC的敏感性和特異性的最主要的原因是缺乏一個金標準。其實PG作為一種生物標記物存在一定的局限性,首先生物標記物測定的研究需要大樣本,而ARVC發(fā)病率相對比較低;另外,一個好的生物標志物必須具備以下條件,容易取材、檢測迅速方便、檢測技術可重復性、有較高的陽性預測值和陰性預測值,而PG免疫組化屬于侵入性檢查且受到實驗過程中各種因素的影響。
綜上,ARVC是一種常染體顯性遺傳病,2010年改良的Task Force標準中將ARVC致病基因的有意義突變作為一項主要條件〔1〕,這說明對ARVC的分子遺傳學越來越重視。PG可能通過潤盤脫離、Wnt/β-catenin信號通路和鈉離子通道,在ARVC的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。Asimaki等〔12〕提出PG免疫組化診斷ARVC有敏感性高達95%,但后來的研究結果顯示其敏感性并沒有那么高,實驗結果的重復性并不好。PG的研究對ARVC的診斷和發(fā)病機制的研究有一定的價值,但是需要大樣本的研究,從樣本來源、檢測方法、標本處理方式(切片厚度)、抗體的種類、抗體的稀釋度、實驗技術等方面考慮,確定一套標準的檢測方法,綜合分析此項技術的敏感性和特異性才能決定是否能夠應用于臨床。
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〔2014-06-14修回〕
(編輯苑云杰/杜娟)
通訊作者:楊俊(1962-),男,教授,碩士生導師,主要從事心血管疾病研究。
基金項目:國家自然科學基金(No.81170133;81200088;81470387);湖北省醫(yī)學領軍人才(201304)
〔中圖分類號〕R542.2
〔文獻標識碼〕A
〔文章編號〕1005-9202(2015)22-6611-03;
doi:10.3969/j.issn.1005-9202.2015.22.143