乳糜泻的基因检测

乳糜泻的基因检测 作者:Edwin Liu，MD 乳糜泻(celiac disease, CD)是由遗传危险因素(人白细胞抗原(HLA)等位基因)和最具特征的环境刺激物之一麦醇溶蛋白(gliadin)所致的一种引人注目的常见自身免疫性疾病。乳糜泻患者体内谷氨酰胺转移酶(transglutaminase)自身抗体的发现使人们能根据该抗体来识别原本需肠活检确定的大量有症状或无症状乳糜泻患者。由于我们已经对无症状乳糜泻的长期后果及遗传敏感性和环境因素之间的特殊相互作用有了进一步的了解，因而用自身抗体检测和基因检测筛查乳糜泻已成为整个公共卫生中的一个重要组成部分。检测乳糜泻的自身抗体试验实用性强、预测值高，而基因检测主要用于特殊的指征。 病例研究 一名8岁男孩新近被诊断患有1型糖尿病，医师认为1型糖尿病患者及其亲属有发生乳糜泻的危险，因而询问实验室筛查乳糜泻用什么试验最好，另外还想了解如果这个孩子被诊断患有乳糜泻，有没有哪种基因检测可以有效地评估家属成员患乳糜泻的危险性。 乳糜泻亦称麸质敏感性肠病，病人从黑麦和大麦中摄入麦麸质或相关蛋白后会导致免疫介导的不耐受。麸质是小麦面粉不溶于水的部分，大部分由两组蛋白质组成:麦谷蛋白(不溶于酒精)和麦胶蛋白(溶于酒精)。乳糜泻患者对麸质的麦胶蛋白部分不耐受，对黑麦和大麦中相当的醇溶谷蛋白不耐受，此病非常独特，很显然环境因素是该病达所必需的。 乳糜泻患者继续摄入麸质时可发生小肠病变，其特点是绒毛萎缩、腺管和表皮内的淋巴细胞增生。饮食中去除麸质后则可发生逆转。该病以前被认为只是有肠道病变(因此传统术语称“麸质过敏性肠病”)，而实际上它是一种全身性自身免疫病，具有很多肠外表现，可影响皮肤、肝脏、骨骼、关节、心脏、脑等器官。临床表现包括腹痛、腹胀、胃气胀、发育障碍、呕吐和腹泻，常见于婴儿和儿童。随着更多的患者通过实验室遗传危险因子筛查被检出后，许多乳糜泻患者并不出现传统的临床症状，而是以亚临床为多见(无症状乳糜泻)。虽然无症状乳糜泻患者的病史不清楚，但未经治疗的乳糜泻患者的长期并发症包括骨质疏松和骨折的增多、不育和小肠恶性肿瘤。治疗乳糜泻患者的唯一是采用无麸质饮食，但由于很多食品包括面包、意大利面食、色拉调料和啤酒中均有麸质，因而这种治疗方法的难度极大。 乳糜泻的流行病学 随着认识的提高和检测的增加，再加之麸质的广泛应用，更多的乳糜泻病例正在被发现。目前根据血清阳性率的估计表明乳糜泻患者占北美和欧洲总人口的0.4,,1,或者说是每100,250人中有1人。这些数字表明每诊断1例乳糜泻患者意味着还有3,7例患者没有被诊断出来。 怎样诊断乳糜泻, 临床诊断乳糜泻常用的是特异性血清学诊断，如为阳性则需做肠活检以进行确定。在研究工作中，血清学试验常用于过筛以确定人群中的疾病流行情况。试验通常采用商品化试剂盒，包括抗麦胶蛋白IgG和IgM(AGAIgG和AGAIgA)、抗肌内膜IgA(EMAIgA)、抗组织转谷酰胺酶IgA(TGIgA)、抗网硬蛋白(reticulin)IgA和抗肌动蛋白(actin)抗体。抗麦胶蛋白、EMA和TG试剂的敏感性和特异性见表1。 表1:乳糜泻的常见抗体总体情况 敏感性 特异性 抗麦胶蛋白(IgG和IgA) 52,,100, 47,,100, 86,,100, 90,,100, EMA IgA 77,,100, 91,,100, TG IgA 目前有关抗网硬蛋白和抗肌动蛋白抗体检测试剂的敏感性和特异性的资料尚不充分。虽然大多数实验室都在使用这类试剂，但大多数胃肠病专家认为其敏感性和特异性较差，因而对乳糜泻的预测值很差。EMA和TG自身抗体试验是最有用的检测方法，与乳糜泻有着高度的相关性。以前EMA是最常用的血清学检测，它采用间接免疫荧光法，需要人脐带或灵长类食管为基质。TGIgA由于具有较高的预测值，加之操作简便，因而目前已在很大程度上取代了EMA检测。人重组TG优于豚鼠TG，因而现在已广泛作为TGIgA的基质。TGIgA亦可定量，阳性值越高表明乳糜泻患者的组织学异常越明显。 乳糜泻的相关基因 目前已经可以测定位于第6对染色体(DQ2和DQ8)上的乳糜泻特异HLA基因型。HLA是细胞表面上与免疫调节有关的一些分子，有助于人器官移植的组织分型。90,以上的乳糜泻患者有HLA DQ2(DQA1*0501，DQB1*0201)，常归入与HLA DRB1*0301等位基因有牢固连接的DR3;其余患者(8,,10,)携带HLA DQ8(DQA1*0301，DQB1*0302)。 DQ2或DQ8形成的分子带有对免疫系统致病的重要麸质抗原，因此乳糜泻患者几乎都有DQ2、DQ8。总人群中有36,的人携带DQ2、40,携带DQ2或DQ8。HLA分子是异二聚体，含α和β链，两者结合表现为特异HLA等位基因。对每个HLA基因型来说遗传的两个等位基因各来自父母一方，因而父母可遗传DQ的两个拷贝给后代;如父母均不携带此等位基因则不遗传给后代。 此外，父母遗传基因的α链和β链可以构成HLA,DQ2分子。因此在第6对染色体上cis或trans编码的DQA1*0501和DQB1*0201可以形成DQ2(DQA1*0501，DQB1*0201)分子。这是一个重要概念，因为一个染色体上有HLA,DR5(DQA1*0501，DQB1*0301)和DR7(DQA1*0201，DQB1*0202)的人可形成DQ2(如DQA1*0501，DQB1*0202)，而DQB1*0201和DQB1*0202本质上是相同的。因此除了在两个染色体间序列信息分离外，DQ2的再建亦有DR5/DRT(见图1)。 图1. 对其它与乳糜泻有关的非HLA基因如CTLA,4和HLA区的MIC,A与MIC,B也进行了研究，但结果表明相关性较HLA,DQ2和DQ8差。这说明虽然乳糜泻是一种复杂的遗传性疾病，但识别乳糜泻危险的最有用基因是DQ2和DQ8。 谁有患乳糜泻的危险, 表达至少一个DQ2等位基因的5岁儿童中的3,有发生乳糜泻自身免疫(TGIgA阳性)的危险，而DQ2阴性者仅有0.3,。单卵双胞胎中一方出现乳糜泻时则另一方有75%的可能也发生乳糜泻，而二卵双生则不同，这表明该病有明显的遗传作用。乳糜泻高危险人群也与其他自身免疫病如1型糖尿病、Addison氏病、甲状腺病以及唐氏综合症、Turner氏综合症、William氏综合症有关。表2显示了遗传与乳糜泻的相对危险性。 表2:高危险人群乳糜泻的流行程度 流行程度 总人群 0.7,,1, 非DQ2 0.3, DQ2阳性 3, 与1型糖尿病或乳糜泻有1级亲缘关系 2, 1型糖尿病 8,,10, 1型糖尿病，DQ2/DQ2 33, Down、Turner或William综合症 5,,10, 乳糜泻筛查 对公共卫生筛查而言，乳糜泻是理想的HLA相关性疾病。它是伴有长期并发症的常见疾病，是可以治疗的(无麸质饮食)。TGIgA抗体检测价格不贵，敏感性和特异性也较高，阳性时表明有肠道病损。目前引起争议的是乳糜泻的筛查是否有必要做。现阶段我们还不知道筛查所发现的乳糜泻亚临床患者的临床/生物学意义。他/她是否会像乳糜泻患者一样存在着发生贫血、生长障碍、肠吸收不良等长期并发症的可能,另外，TGIgA试验一次阴性并不能排除以后患病的可能性;因此乳糜泻的抗体检测试验可能需要反复多次，这将会给患者带来不便。 HLA的DQ2/DQ8试验:最好的基因学检测 DQ2如果决定对乳糜泻进行过筛试验，则实际上是对大量人群进行基因学检测，这种情况下HLA,和DQ8将会是乳糜泻最好的基因学试验。HLA过筛试验存在的主要问题是40,的人群有DQ2或DQ8，但在这一人群中只有DQ2或DQ8的一个亚组人群会发展为可以被活检证实的乳糜泻;因此采用HLA分型的大量基因学试验仅能使60,的人群免于TGIgA筛查。DQ2或DQ8阳性人群中，仅有3,的儿童至7岁时有发展为乳糜泻自身免疫的危险(如果家庭成员中有乳糜泻或1型糖尿病患者则危险性会增高)。 临床上遗传学试验的作用是什么, DQ2或DQ8的基因检测阳性并不意味着此人是或者可能会成为乳糜泻患者，但它表明有发生乳糜泻的危险。例如DQ2或DQ8阳性者中有3,有发生乳糜泻的危险，而1型糖尿病DQ2纯合子则有33,的危险。此外，对一个乳糜泻“高危险者”而言，基因学试验可排除其是否疾病的可能。基因试验阴性(无DQ2或DQ8)实际上排除了此人发生乳糜泻的可能性。由于DQ2或DQ8基因试验只表明有患乳糜泻的危险，因而大多数胃肠病专家不推荐将基因试验应用于临床。需要做这种试验的理由有两个: 1(帮助排除患病可能——当血清学(特别是IgA缺乏)检测和肠活检均不能肯定时;2( 缓解心情 ——有家族史的人总关心患乳糜泻的可能性，基因试验阴性可以使他们放心;但如果出现DQ2或DQ8 阳性则可能会加剧他们的忧虑。 最后，预测性流行病学研究正在评估选择采用谷类食物的时间是否会影响到乳糜泻的最终发展。如能找到对乳糜泻有意义的饮食影响(如延迟采用谷类食品)，则会推动对新生儿的HLA过筛。 结论 对于以HLA,DQ等位基因为基础的新生儿基因过筛来讲，乳糜泻是一个重要的备选;但这种用于筛查的基因试验的特异性并不高。作为大量人群过筛时，基因试验可将做TGIgA等自身抗体试验(非DQ2或DQ8危险性低)的人群减少60%。基因试验在临床中的角色仅在于帮助评价患病的危险性，乳糜泻的诊断仍将依赖于自身抗体的阳性和异常的肠组织学变化。 参考文献(略) 作者简介:Edwin Liu，MD，美国丹佛儿童医院儿科助教。