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遗传性血色病的基因诊断

韩悦，张欣欣

上海交通大学医学院附属瑞金医院临床病毒研究室

铁是人体不可或缺的重要金属元素，体内主要涉铁部位包括肝、肠、红细胞、巨噬细胞、骨髓等。正常情况下，铁在各组织细胞之间按需交互流动，以确保造血等重要生理功能，日出入量稳定。贫血或低氧状态下，铁利用度增加，支持造血；如出现无效造血，则最终导致贫血基础上铁过量。而在感染、炎症性疾病情况下，机体阻止铁不被其他病原体利用，导致炎症性贫血。全身或局部铁过量，包括血浆中的游离铁、组织、巨噬细胞铁沉积，将导致氧化应激，对所在部位造成化学伤害，长期以往最终出现以血色病为主的各种铁过量疾病及严重并发症。血色病可分为遗传性和继发性，后者在血液、肝脏等系统疾病基础上发生，包括输血、外源铁摄入过量，各型红细胞异常、溶血性疾病，自身免疫性疾病、慢性病毒性肝炎、酒精/非酒精性肝病等。

目前遗传性血色病的基因诊断还有很多问题。首先，亚洲人群致病基因与西方人种完全不同，遗传方式多样，某些亚型单纯放血治疗无效甚至加重病情。此外，血色病研究进展相对较慢，欧美肝病学会发布的血色病指南近10年未更新；英国血液病学学会2018年指南也仅针对西方常见的血色病；亚太肝病学会甚至没有单独的血色病指南；2015年一项比利时荷兰联合研究对欧美国际指南进行逐条比较，发现指南之间存在显著差异，指南间达成共识只占57%。上述现象均提示遗传性血色病错综复杂，研究难度高，人种遗传背景、地域差异较大。研究集中于高加索人种，间或少量非裔人群研究，亚洲研究极为缺乏。遗传性血色病大多数亚型一旦诊断，治疗效果良好，尤其是早期诊断。因此精准的分子诊断在血色病诊疗中显得尤为重要。

综上，本文将结合中西方研究结果及本研究小组数据，尽可能全面论述血色病各基因分型及诊断，期望供临床实践参考，有助于我国人群研究。

1已知血色病亚型及相关基因

铁主要来自外源性小肠吸收和内源性巨噬细胞对衰老红细胞的吞噬。铁水平受运铁素-铁调素轴严苛监控，该系统直接作用于小肠细胞和体内储铁部位，防止过多的铁从肠道细胞、网状内皮系统细胞进入外周血，以确保红细胞生成及其他重要生理功能，同时预防铁过量带来的毒性。运铁素和铁调素均由肝脏分泌，运铁素是膜蛋白，负责将铁从各储铁部位向外周血转运；铁调素是分泌性蛋白，直接抑制运铁素。当循环中铁水平升高时，铁调素分泌相应增多，作用于细胞膜上的运铁素，阻碍内源、外源铁向循环铁池中流动。该系统中任何分子的异常都会引发铁代谢异常。已知的各型遗传性血色病致病机理无一例外均牵涉到铁调素异常，其中研究史最悠久的是经典HFE基因突变导致的血色病。

1865年，法国病理学家ArmandTrousseau报道了第1例血色病患者，随后发现其病因是铁沉积导致肝脏、皮肤、胰腺、关节甚至脑部出现包括肝纤维化、肝癌、糖尿病、关节炎等相应症状。首例血色病发现100年后，Simon等将致病区域大致定位到6号染色体短臂近HLA区。同年，新英格兰杂志刊登的一项研究，通过对10个血色病家系、261人长达20年的随访，明确其常染色体隐性遗传方式，杂合子功能亦受到不同程度影响。此后，又过了整整20年，最终确定了主要致病基因，并命名为HFE（HFE在英语中寓意高铁量）。该基因的2个主要致病位点纯合突变在高加索患者中检出率非常高。然而，HFE并不编码铁调素或运铁素。之后的研究发现，HFE无法解释所有的遗传性血色病，继而发现了更多的相关致病基因及相应亚型，而在这些已知致病基因中，铁调素、运铁素基因突变导致的血色病在高加索人种中较少见，以下将对不同基因导致的血色病亚型进行分节论述。

1.1HFE遗传性血色病

经典型，又名血色病1型。

1.1.1临床表现

早期表现为乏力、关节疼痛、腹痛、性功能低下，由于过多的铁储积，后期可致皮肤色素沉着（高加索人种可出现铜色，亚洲人群表现为肤色加深）；在胰腺可致胰岛萎缩、糖尿病；在肝脏可致小结节性肝硬化，进一步发展成肝细胞癌；在心脏可致心肌病、关节炎、生殖功能障碍等。实验室表现包括血清转铁蛋白饱和度、铁蛋白升高。一般男性发病年龄在40~60岁，女性在绝经之后。

1.1.2致病基因及遗传方式

由HFE基因突变导致，常染色体隐性遗传。突变影响铁调素信号通路，导致铁调素分泌减少，循环铁池铁吸收持续增加，最终导致铁过量。其对运铁素-铁调素轴的具体调控机制尚未完全阐明。高加索人种数据显示，确诊HFE遗传性血色病发病患者通常有该基因纯合突变或复合杂合突变，其中约95%存在纯合C282Y突变，其余5%~10%存在H63D突变。北美高加索人群C282Y携带率较高，约每330个人中有1人携带致病纯合子，约每135个人中可能有1人携带致病复合杂合子。但存在C282Y不一定伴临床表现，单纯H63D无临床表现，仅部分C282Y和H63D的复合杂合子患