新的δ-氨基戊二酸脱氢酶缺乏症病例：利用创新的小鼠肝脏模型对基因变异的功能进行深入研究

《JIM –?Journal of Internal Medicine》：New cases of δ-aminolevulinic acid dehydratase deficiency: Functional insights into gene variants using an innovative mouse liver model

ALAD基因缺陷导致遗传性和获得性卟啉症，本研究通过小鼠肝模型揭示3个致病突变及5例重金属中毒患者的分子特征，首次报道女性遗传性ADP病例，并证实rs1805313等SNP与铅中毒易感性相关。

　　本文探讨了与δ-氨基乙酰丙酸脱水酶（ALAD）功能障碍相关的两种不同类型的卟啉症：遗传性ALAD缺乏症（ADP）和获得性ALAD缺乏症（Acq-ADP）。ALAD是血红素合成途径中的第二步酶，其功能异常会导致一系列临床表现，包括神经系统的异常、消化道症状以及慢性肾病等。研究者通过分析三名儿童和五名成人的病例，结合创新的小鼠肝脏模型，深入探讨了ALAD基因变异对疾病表现和治疗反应的影响。这些发现不仅揭示了ALAD基因的高度分子异质性，也为理解ALAD在不同人群中的作用提供了新的视角。

遗传性ADP是一种极为罕见的常染色体隐性遗传疾病，主要影响儿童，其特征是ALAD酶活性显著下降，导致δ-氨基乙酰丙酸（ALA）和相关卟啉在体内积累。本文报道了两名兄弟（其中一名为女性）和一名女性患者携带不同的ALAD基因变异，这些变异可能在不同的个体中表现出不同的临床症状和严重程度。通过分析这些患者的基因型和表型，研究者发现，虽然某些变异在体外表现出了明显的病理作用，但在体内其影响可能更为复杂。例如，两名意大利兄弟携带了c.440G>T和c.441C>T的相邻突变，其中只有前者表现出显著的ALAD活性下降，而后者则没有明显影响。这提示，基因变异的致病性可能受到多种因素的调控，包括基因表达的组织特异性、蛋白质构象变化以及与其他基因变异的相互作用。

此外，研究还发现，某些常见于ALAD基因的内含子变异可能与获得性ADP有关，尤其是与重金属中毒相关的病例。例如，rs1805313变异在四名成年患者中以纯合子形式出现，而rs1800435变异则在两名患者中表现出较高的铅结合能力。这些变异可能影响ALAD的表达和结构，从而增加个体对重金属的敏感性。研究还指出，某些变异可能对肾脏功能产生负面影响，尤其是在携带特定PEPT2等位基因的个体中，肾功能的下降可能与ALAD活性降低相关，而并非单纯由ALA的毒性作用导致。这一发现强调了肾功能在ADP发病机制中的重要性，并提示肾功能障碍可能在某些情况下成为ADP症状加重的诱因。

在治疗方面，本文提到，尽管多种药物和治疗手段被尝试，包括静脉注射血红素、口服羟基脲以及血浆置换等，但这些疗法对ADP患者的临床改善效果有限。例如，ADP1患者在肾移植后，尽管ALAD活性有所恢复，但仍然出现了严重的神经病变和肾功能不全。这一现象表明，ADP的临床表现可能不仅仅依赖于ALAD活性的水平，还可能与神经系统的持续损伤和代谢紊乱密切相关。研究还指出，针对ADP的治疗策略需要更加个性化，以适应不同基因型患者的生理和病理特点。

获得性ADP通常发生在成年人中，与特定化学物质对ALAD的抑制有关，例如重金属（如铅）或某些药物。研究中提到的五名成年患者均表现出不同程度的铅中毒症状，包括高血铅水平（BLL）、红细胞中锌原卟啉（PROTO）的积累以及尿液中ALA和原卟啉III的升高。值得注意的是，尽管这些患者的ALAD活性在体外可以通过添加锌和半胱氨酸类似物（如DTT）恢复，但在体内这种恢复并不明显，这可能意味着ALAD在体内受到其他因素的影响，如细胞内环境或代谢途径的改变。此外，研究发现，某些内含子变异可能通过影响mRNA的剪接，间接影响ALAD的表达水平和功能。

在分子机制方面，研究通过小鼠肝脏模型，揭示了ALAD基因变异对酶活性和蛋白质构象的影响。例如，c.839G>A（p.Gly280Glu）变异导致ALAD活性显著降低，而c.724G>A（p.Val242Ile）变异则表现出较高的残余活性。这表明，不同的基因变异可能具有不同的病理意义，有的可能导致严重的酶功能障碍，而有的则可能仅表现为功能减弱或部分功能缺失。此外，研究还发现，某些变异可能通过改变蛋白质的四级结构，如形成六聚体而非八聚体，从而影响酶的稳定性及催化效率。

研究还强调了ALAD在不同组织中的表达差异，特别是在红细胞和肝脏中的功能特性。例如，ALAD在红细胞中的活性可能受到铅等重金属的抑制，而肝脏中的ALAD则可能在某些情况下通过特定的调节机制维持其活性。这种组织特异性可能影响疾病的诊断和治疗策略。例如，某些患者在血铅水平降低后，ALAD活性仍未能完全恢复，提示可能还存在其他因素影响其功能。

研究还指出，ALAD基因的变异可能与其他基因（如PEPT2）的表达相关，进而影响个体对重金属的敏感性。例如，携带PEPT2*1/*1等位基因的个体可能表现出更高的ALAD对铅的结合能力，从而更容易受到铅中毒的影响。此外，某些变异可能通过改变蛋白质的构象，影响其在细胞内的分布和功能，导致疾病表现的多样性。

在临床管理方面，研究强调了对ADP患者进行长期监测和个体化治疗的重要性。例如，对于携带特定变异的患者，即使在血铅水平降低后，仍可能表现出持续的神经症状，这可能与肾功能下降或其他代谢异常有关。此外，研究还提到，某些治疗手段（如血液透析）可能在特定情况下对ADP患者产生更好的疗效，而传统的血红素治疗则可能效果有限。因此，针对ADP的治疗策略需要综合考虑患者的基因型、临床表现和环境暴露等因素。

最后，研究指出，ALAD基因的变异不仅影响个体对卟啉症的易感性，还可能与其他疾病（如慢性肾病、肝功能异常）相互作用，共同影响患者的健康状况。因此，未来的研究应更加关注ALAD与其他基因的相互作用，以及其在不同组织中的表达调控机制，以期为ADP的诊断和治疗提供更深入的理论依据和更有效的干预手段。