于越乾 暴芳芳 劉 紅

遺傳性大皰性表皮松解癥(hereditary epidermolysis bullosa, EB)是由皮膚中各種結(jié)構(gòu)蛋白的遺傳基因突變導(dǎo)致的一組機械性大皰病，臨床主要表現(xiàn)為機械性脆性皮膚、張力性大皰和糜爛結(jié)痂等。其發(fā)病率大約為每5萬個新生兒中會有1個EB患者，所有的種族都可能患此病，男女發(fā)病率相同。1886年Koebner首次引入大皰性表皮松解癥這個術(shù)語，1962年P(guān)earson首次明確提出了大皰性表皮松解癥有三種類型[1]。根據(jù)2008年最新EB分類，主要分為單純型大皰性表皮松解癥(epidermolysis bullosa simplex，EBS)，交界型大皰性表皮松解癥(junctional epidermolysis bullosa，JEB)，營養(yǎng)不良型大皰性表皮松解癥(dystrophic epidermolysis bullosa，DEB)和Kindler綜合征(kindler syndrome, KS)[2]。

EB的臨床分型除了依靠特異的臨床特征外，主要通過電子顯微鏡，免疫熒光和基因測序分析得到證實[3]。分子遺傳學(xué)的進步對EB診斷分型產(chǎn)生很大的影響，特別是新的EB診斷分類標(biāo)準(zhǔn)發(fā)表后，越來越多的EB致病基因及突變位點被報道。這些基因編碼與不同EB亞型相關(guān)的結(jié)構(gòu)蛋白，結(jié)構(gòu)蛋白的缺失導(dǎo)致了大皰的形成。迄今，至少有19個基因已經(jīng)被報道，也有大量的文獻報道了不同EB亞型的臨床特征和已知致病基因及突變的聯(lián)系[4,5]。詳細致病基因及其編碼蛋白見表1，本文就該病近年來發(fā)現(xiàn)的致病基因情況綜述如下。

1 單純型大皰性表皮松解癥的致病基因

1991年，EBS成為第一種發(fā)現(xiàn)由中間絲基因突變引起的疾病[6]。表皮基底膜由4個超微結(jié)構(gòu)亞群組成，由淺到深依次為細胞骨架、半橋粒斑和基底層角質(zhì)形成細胞的胞漿層；透明板；致密板；真皮乳頭層的致密板下帶。EBS的大皰位于基底細胞胞質(zhì)的最下部，患者常在手掌、肘部和足跖部位起皰，也可伴有其他系統(tǒng)的特殊表現(xiàn)。75%的EBS患者KRT5和KRT14基因發(fā)生突變[7]，8%的EBS患者是PLEC1發(fā)生突變導(dǎo)致的[8]，其他致病基因有PKP1、EXPH5、JUP、TGM5、DST、DSP、KLHL24、ITGA6和ITGB4等。

圖1 EB致病基因及其編碼蛋白

1.1 KRT5和KRT14 KRT5和KRT14編碼角蛋白5和角蛋白14，二者突變的概率大致相同。KRT5和KRT14突變導(dǎo)致75%的EBS發(fā)生，可引起多種臨床亞型，患者大部分為顯性遺傳。角蛋白是上皮細胞胞質(zhì)中最豐富的結(jié)構(gòu)蛋白，也是表皮、毛囊、毛發(fā)和指甲的重要組成結(jié)構(gòu)，形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以維持角質(zhì)形成細胞的形狀。其分子量40～70 kD，中央為四個桿狀α螺旋功能區(qū)，四個功能區(qū)之間是三個非α螺旋序列，兩端連接氨基末端和羧基末端[9]。中央α螺旋區(qū)突變的患者臨床表現(xiàn)更重，中間連接區(qū)和兩端突變的患者病情較輕，這可能與角蛋白中間絲的裝配受損相關(guān)[7]。此外，研究發(fā)現(xiàn)突變位點的數(shù)量，以及變化的氨基酸生物物理性質(zhì)也影響EBS的嚴(yán)重程度。KRT5和KRT14突變使異常角蛋白聚集于細胞核下及半橋粒，導(dǎo)致表皮基底細胞中間絲形成障礙，破壞了蛋白網(wǎng)絡(luò)的完整性和半橋粒的穩(wěn)定性，使角質(zhì)形成細胞受到外力時容易破裂，皮膚脆性增加。

1.2 PLEC1 PLEC1基因編碼網(wǎng)蛋白，分子量499～533 kD。網(wǎng)蛋白呈啞鈴狀結(jié)構(gòu)，包含一個中央的桿狀區(qū)域和兩側(cè)的球狀區(qū)域[10]。網(wǎng)蛋白廣泛表達于各種組織，在基底層角質(zhì)形成細胞中,網(wǎng)蛋白將細胞的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與細胞膜上的半橋粒連接，在維持細胞和組織完整性、協(xié)調(diào)細胞結(jié)構(gòu)等方面起重要作用。

PLEC1與EBS-幽門閉鎖型(EBS-PA)和EBS-肌肉萎縮型(EBS-MD)相關(guān)。EBS-PA多見于外顯子1-30錯義突變以及位點的插入或缺失，臨床表現(xiàn)為皮膚起皰和幽門閉鎖；EBS-MD是一種罕見的常染色體隱性遺傳疾病，與外顯子31的突變相關(guān)，表現(xiàn)為新生兒皮膚起皰和進行性肌營養(yǎng)不良，大多數(shù)的患者皮膚電鏡下顯示有蛋白聚集、肌纖維變性和線粒體異常。此外，網(wǎng)蛋白的常染色體顯性突變也可以引起EBS的其他亞型，這些病例通常沒有皮膚外特征[11]。

1.3 PKP1 KRT5和KRT14被發(fā)現(xiàn)后，在其他結(jié)構(gòu)蛋白中確定出幾個相關(guān)致病基因[5]。PKP1基因位于1q32，編碼的橋粒斑菲素蛋白-1主要表達于橋粒，與其他橋粒蛋白及角蛋白相互作用，在橋粒形成過程中增加穩(wěn)定性。PKP1常染色體隱性突變表現(xiàn)為皮膚發(fā)育不良和皮膚脆性綜合征，突變使橋粒內(nèi)角質(zhì)形成細胞喪失黏附功能，表現(xiàn)為皮膚脆性增加，而表皮分化及增殖改變導(dǎo)致外胚層發(fā)育不良[12]。

1.4 EXPH5 多個病例報道證實EXPH5基因純合突變導(dǎo)致皮膚脆性增加和大皰形成[13]。EXPH5編碼的Exophilin-5蛋白參與細胞內(nèi)蛋白運輸和外泌體分泌，在細胞內(nèi)囊泡轉(zhuǎn)運中起重要作用[14]。

1.5 JUP EBS的致病基因中，有許多罕見的常染色體隱性遺傳基因，JUP就是其中之一。JUP編碼的橋斑珠蛋白作為錨定分子抵抗機械應(yīng)力，穩(wěn)定表皮結(jié)構(gòu)?；蚯贸男∈蟊憩F(xiàn)為嚴(yán)重的心臟異常和早期胚胎死亡[15]。已報道幾例常染色體隱性突變患者，臨床表現(xiàn)為皮膚剝脫、毛發(fā)異常、掌跖角化和心肌病，橋斑珠蛋白嚴(yán)重缺失會發(fā)生致死性EB[16]。

1.6 TGM5 TGM5基因編碼谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶-5，為罕見EBS致病基因。谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶-5通過催化相鄰多肽間谷氨酰胺-賴氨酸二肽鍵的形成，參與蛋白間交聯(lián)，此過程對表皮細胞的形成和分化起重要作用[17]。TGM5改變引起皮膚剝脫綜合征，這是一種以全身皮膚在紅斑基底上角質(zhì)層不斷脫落為主的罕見常染色體隱性遺傳綜合征，臨床上難與EB相鑒別[18]。

1.7 DST DST基因編碼BPAG1，近年發(fā)現(xiàn)純合的DST突變導(dǎo)致溫和的EBS發(fā)生[19]。BPAG1為半橋粒上230kD大小的非膠原蛋白質(zhì)，其球狀羧基端周期性排列的氨基酸促進了與角蛋白的結(jié)合，氨基端與整合素β4、BPAG2相連，加強了中間絲與半橋粒的黏附[20]。BPAG1參與構(gòu)建基底層細胞骨架，敲除BPAG1的小鼠出現(xiàn)皮膚脆性增加以及肌張力障礙[21]。在KRT5和KRT14基因代償機制下，DST突變患者起皰不嚴(yán)重。

1.8 DSP 第一例DSP突變于1998年被報道為Carvajal綜合征，表現(xiàn)為心臟及皮膚多系統(tǒng)損害[22]。DSP位于p24.3，編碼橋粒斑蛋白，目前已報道40多個致病突變位點，多為雜合錯義突變。橋粒斑蛋白是橋粒中表達最多的成分，主要存在于表皮和心肌。DSP突變會引起皮膚脆弱起皰、表皮松解癥、掌跖角化病、心肌改變和甲改變。早期的皮膚改變可能預(yù)示心臟受累[23]。

1.9 KLHL24 根據(jù)全世界不同實驗室的報告，約25%的EBS病例沒有發(fā)現(xiàn)致病基因。2017年有研究者發(fā)現(xiàn)，KLHL24起始密碼子等位基因突變會導(dǎo)致皮膚脆性增加[24]。KLHL24編碼Kelch-like 24蛋白，在皮膚角質(zhì)形成細胞、成纖維細胞以及黑素細胞表達，基因譜顯示KLHL24與應(yīng)激反應(yīng)和細胞增殖相關(guān)的基因有密切聯(lián)系。現(xiàn)已成為皮膚穩(wěn)定性的新熱點。有趣的是，KLHL24缺陷的老鼠沒有皮膚脆弱表現(xiàn)，KLHL24和KRT14之間的的關(guān)系有待充分的描述[25，26]。

2 交界型大皰性表皮松解癥的致病基因

JEB發(fā)病率較低，過去認(rèn)為其為常染色體顯性遺傳病，近年報道了幾例常染色體隱性遺傳的病例[27]。JEB大皰存在于表皮-真皮交界的透明板，主要分為JEB-局限型和JBS-泛發(fā)型。導(dǎo)致JEB的基因如下所述。

2.1 LAMA3，LAMB3，LAMC2 LAMA3，LAMB3以及LAMC2基因突變導(dǎo)致層粘連蛋白-332改變。層粘連蛋白-332位于透明板與致密板連接處，與整合素α3β1和α6β4相互交聯(lián)，并廣泛結(jié)合于透明板。透明板將橋粒與基質(zhì)下錨纖維緊密相連，在表皮細胞黏附過程中起關(guān)鍵作用，層粘連蛋白-322缺失引起位于透明板的大皰形成[29]。JEB-泛發(fā)型是最嚴(yán)重的一種亞型，大部分為純合子突變，臨床表現(xiàn)為廣泛的黏膜脆性和嚴(yán)重并發(fā)癥(包括發(fā)育不良、貧血、呼吸困難、肺炎或膿毒癥等)，大多數(shù)個體在5～8月死亡。而JEB-局限型還殘留一些有功能的層粘連蛋白-332，臨床表現(xiàn)較溫和[30]。此外，LAMA3突變會導(dǎo)致罕見的常染色體隱性遺傳的喉-甲-皮膚綜合征(Shabbir綜合征)，主要發(fā)生在穆斯林人群中，臨床表現(xiàn)為結(jié)膜和喉部的皮膚糜爛，甲營養(yǎng)不良和過盛的血管肉芽組織[31]。

2.2 ITGA6，ITGB4 ITGA6，ITGB4基因編碼整合素α6β4，突變可引起EBS或JEB。整合素α6β4是一類連接細胞外基質(zhì)和細胞骨架的受體，β4亞基的近膜區(qū)與網(wǎng)蛋白結(jié)合，遠側(cè)羧基端區(qū)與XVII型膠原相連[32]，刪除小鼠部分ITGA6或ITGB4基因會造成廣泛的表皮下水皰形成。大部分患者為常染色隱性突變遺傳，但曾報道一例ITGB4錯義突變導(dǎo)致的常染色體顯性遺傳亞型[33]。ITGA6或ITGB4突變已被證實導(dǎo)致罕見的JEB-幽門閉鎖型(JEB-PA)，患者出生時即可出現(xiàn)幽門閉鎖，甚至死亡，高度保守的氨基酸錯義突變可能其相關(guān)[34]。

2.3 ITGA3 ITGA3基因編碼整合素α3，與間質(zhì)肺疾病、腎病綜合征和JEB相關(guān)[35]。研究發(fā)現(xiàn)整合素α3對調(diào)節(jié)角質(zhì)細胞粘附和遷移具有潛在意義，敲除ITGA3的小鼠表皮與真皮之間出現(xiàn)水皰，腎臟和肺產(chǎn)生缺陷，在出生24小時內(nèi)死亡[36]。

2.4 COL17A1 COL17A1基因位于6p12.1，包含112個外顯子，跨度超過496 kb。COL17A1編碼XVII型膠原(又稱BPAG2)。BPAG2是三條α1鏈組成的三聚體，胞內(nèi)區(qū)域與BPAG1和整合素β4結(jié)合。電鏡下可見包含由重復(fù)Gly-X-Y三肽組成的膠原區(qū)插入致密板，羧基端反轉(zhuǎn)插入透明板，對穩(wěn)定透明板中錨纖維結(jié)構(gòu)起重要作用。 COL17A1突變引起交界性大皰形成，皮膚病理表現(xiàn)為表皮細胞松解，基底角質(zhì)形成細胞脆弱，臨床表現(xiàn)為皮膚黏膜機械刺激后出現(xiàn)水皰和糜爛面。

3 營養(yǎng)不良型大皰性表皮松解癥的致病基因

DEB是僅次于EBS的第二常見的類型，大皰位于致密板下。COL7A1基因是其發(fā)生的最重要基因。COL7A1編碼VII型膠原蛋白，內(nèi)含復(fù)雜內(nèi)含子和118個外顯子，表達于皮膚、角膜以及胃腸粘膜。VII型膠原蛋白由三股螺旋體形成的α-肽鏈構(gòu)成。在組裝過程中，3個膠原蛋白鏈聚集成三聚體分子，折疊成三螺旋狀構(gòu)象，從細胞內(nèi)分泌到細胞外后，大量VII型膠原二聚體組裝成超分子與層蛋白-511結(jié)合。這是基底膜的主要成分，這些結(jié)構(gòu)被稱為錨纖維[38]，錨纖維受損及缺失會導(dǎo)致致密板下水皰形成。COL7A1主要呈常染色體遺傳，通常為錯義突變,比如甘氨酸被另一個氨基酸替換導(dǎo)致的錨纖維裝配受損[39]。皮膚表現(xiàn)的嚴(yán)重程度取決于COL7A1突變類型，常染色體隱性遺傳DEB通常比常染色體顯性遺傳DEB嚴(yán)重得多，包括廣泛的皮膚侵蝕、并指和牙齒病變[38]。在修飾基因和環(huán)境因素影響下，DEB的臨床表現(xiàn)有很大差異。

4 Kindler綜合征的致病基因

FERMT1基因編碼Kindlin1蛋白，突變導(dǎo)致Kindler綜合征。Kindler綜合征是一種常染色體隱性遺傳的皮膚病，臨床表現(xiàn)為皮膚起水皰、粘膜炎癥和不同程度的光敏感。除了皮膚的特征特性外，病人偶有腸道癥狀，包括腹瀉、牙周炎以及結(jié)腸炎。嚴(yán)重的腸道并發(fā)癥患者很少報道，目前還不清楚這是其特點還是巧合[40]。FERMT1位于染色體20p12.3，包含15個外顯子，Kindlin1參與了肌動蛋白細胞骨架與細胞外基質(zhì)之間的連接。角質(zhì)形成細胞中缺少Kindlin1蛋白會導(dǎo)致細胞粘附和增殖減少、細胞凋亡增加以及細胞極性喪失[41]。

5 結(jié)語

基因型-臨床亞型之間的關(guān)系是EB遺傳學(xué)研究的熱點，迄今為止已經(jīng)發(fā)現(xiàn)19個致病基因，但仍有部分患者沒有找到致病基因。目前還發(fā)現(xiàn)一些與皮膚脆弱相關(guān)的基因，如DSC3和DSG1，這些基因是否應(yīng)該包括在EB的致病基因有很大爭議。相信隨著研究的深入，EB的基因型-臨床亞型之間的關(guān)系會逐漸闡明，這將為以后的臨床診斷、遺傳咨詢和基因治療提供有效的理論依據(jù)。