TMPRSS6基因多态性对镰状细胞病儿童铁过载的影响及其调控机制研究

本研究首次探讨了TMPRSS6基因单核苷酸多态性（SNPs）对埃及镰状细胞病（SCD）儿童铁代谢的调控作用。通过病例对照研究发现rs4820268 AG基因型通过上调铁调素（hepcidin）表达，显著提高hepcidin/铁比值，对铁过载（IO）具有保护作用，为SCD个体化铁代谢调控提供了新靶点。

　　

Abstract

本研究旨在探讨跨膜丝氨酸蛋白酶6（TMPRSS6）基因单核苷酸多态性（SNPs）对镰状细胞病（SCD）儿童铁状态的调控作用。铁过载是输血依赖性SCD儿童面临的重要临床问题，但其分子机制尚未明确。研究采用病例对照设计，纳入61名6-18岁SCD患儿及42名年龄性别匹配的健康对照，通过实时荧光定量PCR检测TMPRSS6基因rs11704654 C/T、rs4820268 A/G和rs855791 A/G多态性，并同步测定铁过载相关参数。

Introduction

输血支持是SCD治疗的关键手段，但长期输血会导致铁过载（IO），尤其对于需要卒中一级预防和二级预防的儿科患者。铁作为重要生化元素，过量时会超越转铁蛋白结合能力形成非转铁蛋白结合铁，通过产生活性氧物种导致组织损伤。铁稳态主要受铁调素（hepcidin）调控，其通过介导铁输出蛋白ferroportin的内吞降解来抑制铁进入血浆。TMPRSS6基因编码的matriptase-2蛋白对hepcidin具有持续性抑制作用，其遗传变异与不同人群贫血风险相关。本研究重点关注rs855791（V736A）、rs4820268（D521D）和rs11704654三个SNP位点与SCD患儿铁代谢的关联性。

Subjects and Methods

研究经埃及国家研究中心伦理委员会批准，所有参与者监护人均签署知情同意书。SCD组为连续就诊的61例患儿，对照组为42例健康儿童。通过问卷调查收集输血频率、祛铁治疗、羟基脲使用及并发症等临床资料。实验室检测包括：EDTA抗凝血用于全血细胞计数、hepcidin基因表达检测和基因分型；血清样本检测铁蛋白、hepcidin、转铁蛋白饱和度（Tsat%）等指标。DNA提取采用QIAGEN试剂盒，TMPRSS6基因分型采用TaqMan探针法，hepcidin基因表达通过实时定量PCR以GAPDH为内参基因采用2^?ΔΔCT法计算。

Results

基因分布分析显示：rs11704654位点基因型分布在病例组与对照组间无显著差异（P>0.05）；rs4820268位点在病例组中AG型占67.2%，GG型占32.8%，而对照组AA型达33.3%（P<0.001）；rs855791位点在病例组中AG型占86.9%，GG型占13.1%，对照组AA型占26.2%（P<0.001）。遗传模型分析发现rs11704654在T显性模型中与SCD呈保护性关联（OR=0.36, P<0.05），而rs4820268和rs855791在G显性模型中与SCD风险显著相关（P<0.001）。铁代谢参数分析显示：rs4820268 AG基因型患者hepcidin基因表达水平和hepcidin/铁比值显著高于GG纯合子（P<0.05），而rs11704654和rs855791不同基因型间各铁参数无显著差异。

Discussion

本研究首次在埃及SCD儿童中证实TMPRSS6基因多态性与铁状态调控相关。rs4820268 AG基因型通过上调hepcidin表达，提高hepcidin/铁比值，对铁过载发挥保护作用。hepcidin作为铁代谢核心调控因子，通过降解ferroportin抑制铁释放，其表达受炎症、缺氧、红细胞生成及BMP信号通路调控。TMPRSS6作为hepcidin的关键负调控因子，其功能缺失突变可能导致铁难治性缺铁性贫血（IRIDA），而抑制TMPRSS6表达已成为β地中海贫血、血色素沉着症等铁过载疾病的潜在治疗策略。本研究发现SCD患者中rs855791 AA基因型完全缺失，提示该位点可能对SCD人群铁代谢具有特殊调控意义。镰状细胞病的临床异质性可能源于多机制协同作用，针对TMPRSS6-hepcidin-ferroportin轴的多靶点调控有望为SCD个体化治疗提供新方向。

Conclusions

TMPRSS6基因多态性影响SCD易感性并参与铁状态调控，其中rs4820268 AG基因型通过调节hepcidin表达对铁过载具有保护作用。基于TMPRSS6SNP的铁代谢调控为SCD治疗提供了新的靶点。