阿米什儿童先天性胰腺脂肪酶缺乏症中PNLIP基因新变体p.S290N的功能表征与致病机制研究

本研究针对阿米什人群中发现的先天性胰腺脂肪酶缺乏症(CPLD)，首次鉴定出PNLIP基因新型纯合变异c.869G>A(p.S290N)。通过计算建模和体外功能实验证实，该变异导致蛋白质错误折叠、分泌缺陷和酶活性完全丧失，并触发内质网应激(ER stress)和未折叠蛋白反应(UPR)，为CPLD的分子诊断和潜在胰腺损伤风险提供了重要依据。

　　

在消化系统疾病领域，先天性胰腺脂肪酶缺乏症(CPLD)是一种罕见的常染色体隐性遗传病，主要表现为婴幼儿期出现的脂肪泻、脂溶性维生素缺乏和胰腺脂肪酶活性低下。虽然早在十年前就发现胰腺甘油三酯脂肪酶(PNLIP)基因变异与CPLD相关，但不同人群中的致病变异谱和分子机制仍有待阐明。尤其值得注意的是，封闭聚居的阿米什人群由于奠基者效应，常出现特定遗传病的高发，但此前尚未有该群体PNLIP相关CPLD的报道。

这项发表在《Journal of Lipid Research》的研究，首次在四个阿米什家族中鉴定出PNLIP基因的新型纯合错义变异c.869G>A(p.S290N)。研究人员通过多学科方法揭示了该变异的致病机制：计算建模显示高度保守的Ser290残基替换导致空间位阻和蛋白质构象改变；体外实验证实变异脂肪酶完全丧失催化活性，并在细胞内异常积累；进一步发现变异蛋白诱发内质网应激标志物BiP表达升高和Xbp1 mRNA异常剪接，提示潜在的蛋白毒性风险。这些发现不仅完善了CPLD的分子诊断体系，更为理解PNLIP变异导致胰腺外分泌功能障碍的机制提供了新视角。

研究采用的关键技术包括：全外显子测序鉴定变异；Sanger测序进行家系验证；PredictSNP1/SAAPdap/AlphaMissense等多算法预测变异致病性；HEK 293T细胞表达系统进行功能研究；pH-stat法测定脂肪酶活性；免疫印迹分析蛋白质分布；qPCR检测ER应激相关基因表达。研究对象来自印第安纳州和威斯康星州的四个阿米什家族共6名患儿。

研究结果部分：

1. 1.

   研究参与者：6名患儿均在10-18月龄出现脂肪泻，生长参数基本正常但伴有维生素E缺乏，其中2例粪便弹性蛋白酶降低。

2. 2.

   变异鉴定：全外显子测序发现纯合PNLIP p.S290N变异，家系分析符合常染色体隐性遗传模式，gnomAD数据显示该变异在欧洲人群中具有特异性。

3. 3.

   计算建模：p.S290N引起氢键改变和空间位阻，可能影响催化三联体附近的α螺旋结构。

4. 4.

   功能与蛋白折叠：变异脂肪酶在培养基中完全缺失，细胞内积累增加且主要存在于去垢剂不溶组分，提示严重折叠缺陷。

5. 5.

   细胞反应：变异表达细胞中BiP蛋白水平显著升高，Xbp1 mRNA剪接增加2.5倍，表明UPR通路激活。

讨论部分强调，这是首例在非近亲婚配阿米什家族中发现的PNLIP相关CPLD，p.S290N可能通过奠基者效应在该群体中传播。与既往报道的p.T221M等变异类似，p.S290N也表现出"功能丧失"表型，但独特之处在于其诱导的ER应激反应更为显著。尽管患儿胰腺影像学检查未见异常，但粪便弹性蛋白酶降低和体外发现的蛋白毒性提示需要长期监测胰腺功能。研究建立的靶向检测方法可直接服务于阿米什社区，而发现的分子机制为理解其他胰腺外分泌蛋白变异导致的疾病提供了范式。

这项工作不仅扩展了PNLIP变异谱，更通过精细的机制研究揭示了蛋白质质量控制失衡在消化酶缺陷疾病中的核心作用，为开发针对蛋白质错误折叠的干预策略奠定了理论基础。未来需要建立p.S290N knock-in小鼠模型，以验证其在体情况下的胰腺损伤风险。