范可尼贫血详细解析


范可尼贫血的发病机制:
  范可尼贫血患者染色体修复系统中基因相关疾病的基因突变率高(14.4%),DNA修复能力缺陷,引起染色体畸变率增高,导致机体功能障碍及脏器畸形。骨髓微环境中存在体液抑制因子致多能干细胞功能缺陷。亦有研究表明部分FA患者成纤维细胞持续产生超量的细胞生长因子,认为这可能与其易发生白血病有关。
  范可尼贫血遗传异质性与互补群及其与临床的关系
  利用体细胞融合杂交技术和FA细胞对交链因子异常敏感的缺陷研究F-A的遗传异质性,称互补分析(complementation analysis)。将来源于不同FA患者的细胞系融合杂交,检查子代杂交细胞的FA样缺陷,如果子代杂交细胞这一缺陷得到纠正,称为互补(complementation),表示其父代的两株FA细胞存在不同的基因缺陷,属于不同互补群(complementation group);如果子代杂交细胞这一缺陷得不到纠正,称为不互补(noncomplementation),表示其父代的两株FA细胞存在同一基因的缺陷,属于同一互补群,至今已发现FA至少有8个互补群(A、B、C、D、E、F、G、H)。
  互补群的分析有以下意义:可通过互补群在人群中的分布估计范可尼贫血不同基因在人群中的分布;互补群分析法为克隆不同的基因提供了基础;经互补群分析,如患者基因为FANC人、FANCC和FANCG,则可进一步进行突变分析,了解患者的分子缺陷,为基因治疗提供依据。因此,本研究领域的多数专家建议对范可尼贫血的诊断还应包括互补群的分析。不同互补群与患者的临床表现无明显关系。
  1.FANCC基因、突变、及分子缺陷FANC-CcDNA的长度约为2.3kb,FANCC基因位于染色体9q22.3,长1674bp,含14个外显子,大小为53~204bp,编码一个558个氨基酸的蛋白质。分析FANCC患者的基因,发现存在各种不同突变,例如框移突变、剪接点突变、错义突变、终止突变等,且分布于不同的DNA区域。FANCC基因型与表现型的关系,发现基因缺陷与临床表现有一定关系,如IVS4突变或外显子14突变的患者造血系统异常发生早,发展为急性髓系白血病(AML)早,平均年龄分别为10.8岁和15.9岁,预后差;而外显子1突变组发展为AML平均年龄为21.9岁。
  2.FANCA基因、突变、及分子缺陷
  FAN-CAcDNA,其长度为5.4kb,开放阅读框架为4348bp, 1.1kb的3'UTR, 31nt的5'UTRo FAN-CA基因定位于染色体16q24.3的区域,长度超过80kb,有43个外显子组成,外显子含34~188bp.编码一个1455个氨基酸的蛋白质。
  分析欧洲97例范可尼贫血患者,发现28例患者中有27种突变,包括框移突变、终止突变、剪切点突变、错义突变和大片段缺失突变,其中最多的突变是1263deIF,5个无亲缘关系的患者均为此突变。另有13个错义突变,因在1名正常人中查出,尚无法肯定是病理突变还是基因的多态性。FAN-CA分子缺陷与临床表现的关系尚不清楚。
  3.FANCG基因、突变、及分子缺陷
  FAN-CGcDNA长约2.5kb,其中含1869bp的开放阅读框架,编码相对分子质量约70×10^3的蛋白质。FANCG基因与人XRCC9基因有着相同的开放阅读框架和3'UTR序列。而XRCC9基因具有逆转MMC敏感的中国仓鼠细胞系UV40细胞对MMC的敏感的缺陷的功能.XRCC9可能参与DNA复制后的修复或细胞周期调控。分析4例FANCG患者,发现2种突变:终止突变和错义突变因FANCG病例太少,尚无法分析其基因缺陷和临床表现的关系。
  随着分子生物学的研究进展,已认识到范可尼贫血的发生是一个复杂的病理生理过程。DNA损伤识别或修复缺陷和FA细胞对氧的超敏性是FA发生的关键。
  DNA交联修复缺陷:FA细胞对能产生链内和链间交联的双功能交联剂(如DEB、MMC、氯芥、环磷酰胺、顺铂等)敏感。DEB和MMC诱导的链内交联修复使DNA链切开,双链DNA同时损伤则没有可用的模板进行修复,需通过同源末端联结(NHEJ)修复。在FA细胞,非同源重组修复的保真性下降,导致细胞缺陷。相反,通过姐妹染色单体互换的同源重组在范可尼贫血没有缺陷,除了NHEJ异常,DNA损伤的识别也是受损的,使FA细胞在复制完成后阻滞在G2期检查点。
  FA细胞对氧的超敏性:资料证明,氧代谢缺陷是FA细胞病理性DNA修复缺陷的一个重要因素。范可尼贫血是被蓄积的氧自由基损伤的,这些氧自由基是由于诱变剂如高氧张力、γ射线、诱裂剂和产生活性氢氧根的药物而产生。FA尚有细胞周期调控异常,FA细胞生长缓慢,G2期延长,G2/M期转换延迟或完全停滞,这进一步增加了细胞在交联荆或高氧浓度中的暴露,造成氧化损伤的增加。
  在FA中可能有一类与DNA修复密切相关的蛋白,目前已证明范可尼贫血有8种互补基因的异常,自1992年以来6种基因已被克隆,即FANCA、FANCC、FANCD2、FANCE、FANCF、FANCG。FANCC最早被克隆,对其研究也较多,绝大部分FANCC蛋白存在于细胞质中。FANCC的表达与细胞周期有关,FANCC蛋白可与Cdc2结合,可以调控细胞周期G2期的进程,FANCC蛋白的缺陷,可使G2/M期停滞,但这种功能除FANCC外还需FANCA、FANCG蛋白之间的相互作用。这可能是FA细胞周期延长的原因。此外,FANCC缺陷细胞对肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和干扰素-γ(IFN-γ)特别敏感,很小剂量即可引起细胞凋亡。
  许多研究显示范可尼贫血细胞的凋亡调节和端粒维持异常。FA细胞的自发凋亡增加,凋亡的增加可能与FA细胞修复损伤的能力有关。端粒与染色体的稳定性及细胞增生有关,当细胞分裂时端粒缩短。FA细胞中可检测到端粒较对照缩短并加速,且病情严重者端粒缩短更为明显,在FA细胞的端粒序列也有较高的断裂发生。提示端粒维持有缺陷。因此从另一侧面提示范可尼贫血造血功能异常,可能是由于高凋亡率和端粒维持缺陷。
  范可尼贫血的造血缺陷被证明在祖细胞水平,伴有AA或不伴有AA的FA的患者,从骨髓CFU-E、BFU-E和CFU-GM来源的克隆均减少。由于各系统造血祖细胞都受影响以及FA患者能通过BMT治愈,提示FA的再生障碍可能是多能干细胞的缺陷。对FA患者细胞因子的研究发现患者细胞因子产生的异常,血浆中TNF-α的水平显著增加、白细胞介素-6(IL6)减少,这些可能也与发病机制直接有关。

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