胆汁淤积性肝病相关基因及其在妊娠期肝内胆汁淤积症中的作用
阚延婷, 杨永峰
南京中医药大学附属南京医院， 南京市第二医院
妊娠期肝内胆汁淤积症(ICP)是妊娠期最常见的肝脏疾病，是一种可逆的胆汁淤积性肝病，主要临床表现为在妊娠中晚期出现皮肤瘙痒、黄疸，实验室检查血清总胆汁酸及转氨酶升高。在产后4~6周症状和体征可自行缓解，但是40%~60%的患者再次妊娠时会再次发病。ICP对孕妇的影响较小，主要影响胎儿。正常妊娠时，胎盘浓度梯度可清除羊水中的胆汁酸，而当出现重度胆汁淤积即血清胆汁酸含量超过40 μmol/L时，该浓度梯度将逆转，母体胆汁酸可通过胎盘在胎儿及羊水中蓄积，死胎的概率增大。同时母体胆汁酸水平高可能刺激子宫收缩，导致早产，且有可能导致畸形。因此对于ICP病因的研究意义重大，探索其预防及治疗策略对于提高优生优育至关重要。
目前ICP的病因尚未完全明确，多种研究显示其与遗传、免疫、环境、激素等因素相关。本文将对遗传基因因素导致ICP的研究进展作一综述。因相关研究始于对进行性家族性肝内胆汁淤积症（PFIC）的基因研究，故本文的综述对象为相关基因及其与疾病的关系。
1 遗传与胆汁淤积性肝病
胆汁的生成、转运、分泌、排泄是一个复杂的过程，需要肝细胞及胆管细胞膜上的多种蛋白分子来完成。而当胆汁的生成障碍、胆汁的流动受到抑制时则出现胆汁淤积，表现为黄疸和血清ALP升高，伴或不伴GGT的升高。肝细胞基底侧膜(血窦面)和顶端浆膜(毛细胆管面)上具有参与胆汁转运的结构，毛细胆管膜上有ATP依赖性(ABC)转运蛋白和非ATP依赖性转运蛋白。ABC转运家族根据功能不同分为：胆盐输出泵(BSEP)、磷脂输出泵(MDR3)、多耐药相关蛋白(MRP2)和多种药物输出泵(MDR1)。转运蛋白相关基因发生变异可引起胆汁淤积，PFIC即是一种因基因突变引起胆汁酸转运障碍导致慢性肝内胆汁淤积的遗传性疾病。
1.1 ATP8B1（FIC1）基因
ATP8B1基因位于染色体18q21，编码FIC1蛋白。FIC1在肝脏、肠道等多种组织中表达，是P型ATP酶家族成员之一。分离正常人的肝细胞和胆管细胞，通过Real-time PCR检测ATP8B1的表达，发现胆管上皮细胞的mRNA表达量是肝细胞的20倍，因此ATP8B1在肝胆系统主要表达于胆管。研究显示，FIC1转运磷脂酰丝氨酸，使磷脂酰丝氨酸在毛细胆管膜胞液面较非胞液面更丰富。当FIC1缺陷不能维持脂质双层膜之间的脂质平衡，会影响到BSEP功能；FIC1还可能在膜转运和囊泡转运中发挥作用，这些功能如果受损，可能导致胆汁淤积。
FIC1缺乏表现为PFIC 1型，临床表现为血清GGT正常，胆汁酸升高，转氨酶轻度升高。与FIC1的广泛组织分布相一致，患者在发病过程中往往出现肝外表现，如腹泻、肺炎、听力下降、胰腺疾病、甲状旁腺激素抵抗、胆汁淤积引起的生长障碍等。
1.2 ABCB11基因
ABCB11基因位于染色体2q24～31，其编码BSEP。BSEP是ABC转运蛋白家族一员，主要位于肝细胞毛细胆管膜，负责胆盐的转运。胆盐通过毛细胆管膜上的BSEP向毛细胆管排泌，这种方式是胆汁生成的主要驱动力。当ABCB11基因突变时，BSEP介导的毛细胆管胆汁分泌功能受损，而人类75％胆汁流的形成是胆盐依赖性的，因此当BSEP受损可导致胆汁分泌障碍引起胆汁淤积。Wang等在对PFIC2的基因研究中，将7种错义突变引入鼠的ABCB11基因，发现其中5种突变可以导致BSEP的功能受到抑制，证实了ABCB11基因的突变导致BSEP功能障碍。
BSEP突变有错义突变、无义突变等，有几种不同的临床表现：PFIC2、良性复发性肝内胆汁淤积症2型(BRIC2)、ICP以及药物性胆汁淤积症。BSEP缺乏是PFIC最常见的表现形式，通常在出生后的几个月出现，表现为瘙痒、黄疸、血清胆汁酸及转氨酶升高，而血清GGT不高，脂溶性维生素缺乏，通常在数年内发展为终末期肝病。
1.3 ABCB4（MDR3）基因
ABCB4基因位于染色体7q21，编码MDR3蛋白。MDR3蛋白属于P型糖蛋白，表达于肝毛细胆管膜上，作为磷脂载体负责将磷脂从肝细胞分泌到毛细胆管中，然后将磷脂整合到胆汁中。卵磷脂与胆汁酸和胆固醇分子形成微胶粒后，增加胆固醇在胆汁中的溶解度，防止形成胆固醇结石，同时可减少疏水性胆汁酸对毛细胆管的损害。因此，当ABCB4基因突变引起MDR3障碍时，胆汁酸对胆管造成损害从而引起肝脏疾病，并且由于胆道磷脂减少，胆固醇很容易沉淀形成结石。
与BSEP缺乏不同，MDR3缺乏不会引起胆汁酸在肝细胞中滞留，因此不会直接导致胆汁淤积，发病仅仅是由于随后的胆管病变所造成的损害。即使是完全缺乏MDR3在临床上也可能需要数年时间才表现出来。MDR3缺乏引起PFIC3，通常表现为血清GGT明显升高，以及进行性胆道疾病，组织学显示胆管溶解性改变。
1.4 TJP2基因
Sambrotta等对33例患有胆汁淤积症的儿童进行基因检测，其GGT水平正常或轻度升高，且ABCBl1或ATP881基因没有发生突变，其中12例患儿TJP2基因有不同程度的突变，肝活组织检查提示TJP2蛋白表达缺失。
TJP2基因位于染色体9q21.11，编码紧密连接蛋白，是连接上皮细胞和内皮细胞的结构。TJP2的表达较广泛，紧密连接也普遍存在。在肝细胞内，两个相邻肝细胞的毛细胞胆管膜内陷形成毛细胆管，在毛细胆管两侧肝细胞膜融合形成紧密连接。TJP2基因突变导致紧密连接蛋白结构破坏，毛细胆管内的胆汁反流入血液及细胞间隙，导致胆汁淤积。TJP2基因的纯合突变引起PFIC4型，GGT水平接近正常，均为早发进行性肝病，多在生命最初几年需要肝移植。组织学表现为非特异性，在病程早期，细胞内胆汁淤积和缺乏巨细胞。
1.5 法尼醇受体(FXR)
基因FXR是核受体和转录因子，由NR1H4基因编码，在胆汁酸稳态中发挥着重要作用。在转录水平，ABCB11受FXR调控，而胆汁酸是FXR的天然配体，如果肝脏胆汁酸升高，FXR抑制胆汁酸的合成和吸收，增加胆汁酸从肝细胞中输出。在肠道细胞中，FXR对胆汁酸的调节是诱导FGF19的表达，然后进入肝脏，进一步诱导胆汁酸的合成。
当FXR的基因突变时，ABCB11基因编码的BSEP 蛋白表达水平明显减少，胆汁酸淤积引起胆汁淤积性肝病，表现为PFIC5型，是PFIC的一个相对罕见的类型。临床表现为高结合胆红素血症，血清转氨酶明显升高，GGT正常，凝血功能也受到损害，AFP显著升高。早发性维生素K依赖性凝血病和AFP水平显著升高可能有助于将FXR缺乏症与PFIC的其他遗传形式区分开来。肝组织病理可见小叶内胆汁淤积，巨细胞转化，肝细胞肿胀。随着疾病的进展，出现纤维化、炎症细胞浸润和肝硬化。免疫组化未检测到BSEP和FXR的表达。
1.6 肌球蛋白5B（MYO5B）基因
MYO5B存在于肠上皮细胞、呼吸上皮细胞和肝细胞等多个组织中，在质膜循环、胞质转运和上皮细胞极化中发挥作用。在肝细胞中，MYO5B与RAB11A相互作用，促进ABC转运蛋白(包括BSEP)正常转运至小管膜。
MYO5B的常染色体隐性突变最初是在部分的微绒毛包涵体病(MVID)患者中发现的。部分MVID患者伴有MYO5B突变，出现了胆汁淤积。王建设团队最先将MYO5B基因和PFIC建立联系。在GGT正常或低水平的胆汁淤积性肝病中，发现约2/3的患者携带有ATP8B1和ABCB11基因突变，其他可能与TJP2、FXR基因有关，但发现仍有1/5的该类患者未检测到上述基因突变。他们对GGT水平正常，但未发现已知的几种PFIC相关基因突变的患者进行全基因测序。结果在来自4个不相关家庭的5例患者中检测到双等位基因MYO5B突变，而在与胆汁淤积相关的其他基因中没有发现与这种遗传模式相匹配的致病突变。同时在该研究的另一队列中，发现了与MYO5B疾病类似的组织病理学特征，在接受靶向测序的3例患者中，有2例患者发现了MYO5B突变。
MYO5B缺乏引起的胆汁淤积临床表现为PFIC6型，患者通常在出生后2年内出现黄疸、瘙痒和肝肿大，实验室检查高结合胆红素血症，GGT水平正常，轻度至中度的转氨酶升高。MYO5B缺乏可能通过减少BSEP对小管膜的靶向作用导致胆汁淤积，细胞膜也可能在其他方面出现功能失调。
2 遗传与ICP
ICP的病因复杂，尚未完全了解，但遗传因素参与疾病易感性的迹象是明确的。不同地区和种族的患病率不同，智利原住民中ICP的患病率最高，而在非洲国家报道很少，在我国，不同地区的发病率相差也较大。来自于兄弟姐妹样本的研究表明，有血源关系的姐妹之间风险增加了12倍，说明了遗传因素在ICP发病中的作用。一系列关于ICP的研究发现了很多基因变异，某些变异对疾病易感性的影响轻微，但妊娠期生殖激素的升高对胆汁淤积的影响可能会导致更严重的表型。报道较多的是ABCB11和ABCB4基因突变，其他研究报道了ABCC2、ATP8B1和FXR的遗传变异和（或）杂合突变。具有临床意义的是，ABCB4突变通常与血清高GGT有关，而ABCB11、ATP8B1和FXR突变与低水平的GGT有关。
2.1 ABCB4基因
在对PFIC3型的研究中，首先在家族性病例中发现ABCB4杂合突变，然后在散发性ICP中发现该突变。Jacquemin等首次发现ABCB4基因突变与ICP有关，其用基因测序技术对PFIC3家系的先证者进行研究，发现了ABCB4基因突变，随后对该家族的6名妇女进行研究，发现4人存在ABCB4基因的杂合突变。随后的研究发现，ICP中ABCB4的突变范围很广，最常见的是错义突变，大约10%的ICP妇女携带ABCB4突变等位基因。相继有一系列的研究亦发现了ABCB4与ICP的遗传易感性有关。
Phdixon等在GGT增高的ICP患者中发现了ABCB4基因的14外显子突变，将这一突变引入体外培养细胞同源基因同源部位，导致MDR3的P型糖蛋白合成减少。国外的研究发现ABCB4的基因突变主要涉及外显子6、9、12、14、23，而国内的一些研究并未发现异常，推测ICP发病存在种族差异。
ABCB4基因突变时，磷脂向毛细胆管分泌减少，胆道内磷脂降低，胆固醇溶解度降低，疏水胆汁酸可损伤胆管。同时怀孕时母体肝脏的负担加重，毛细胆管功能不良，胆汁排出障碍从而引起胆汁淤积。PFIC3患者ABCB4基因的突变为纯合突变，而ICP患者多为杂合突变。这种杂合突变代表了ICP患者的遗传易感性，在非孕期无明显影响，而怀孕时，体内增高的雌激素、孕激素等一些非遗传因素可作用于MDR3蛋白，改变MDR3蛋白活性从而影响其功能，促使ICP的发生。
ABCB11基因编码BSEP，当其发生突变时可导致BSEP介导的毛细胆管分泌胆汁的功能受损，临床上已明确可导致遗传性肝病PFIC2、BRIC2。鉴于ABCB11基因对胆盐转运的重要性，推测其可能与其他胆汁淤积性疾病相关。研究提示ABCB 11基因突变可能与 ICP 发病有关，目前已确定ABCB11基因变异在ICP病因学中的作用，尽管其作用似乎小于ABCB4。Eloranta等对ICP患者及健康妊娠妇女的ABCB11基因的多态性进行研究，发现其是 ICP 的高度易感基因，首次确认ABCB11基因与ICP的关系。
研究显示，多达5%的ICP病例携带ABCB11 杂合突变，特别是在PFIC2/BRIC2群体中常见的两个等位基因突变（GLU297Gly和Asp482Gly）也存在于ICP患者中。Strautnieks等在PFIC2患者中鉴定出10种编码序列的突变，其中的错义突变可能导致肝毛细胆管细胞表面功能性蛋白的缺乏，影响BSEP的功能，从而导致ICP，说明ABCB11基因突变与ICP的易感性相关。另外Lang等发现ABCB11基因的第13和17外显子变异是高加索人种特有的，第21外显子变异见于日本人，第16外显子变异见于非洲裔美国人，说明ABCB11基因突变具有种族特异性。
妊娠时体内雌激素增高，而雌激素可降低Na+-K+-ATP酶的活性，使胆盐转运障碍，并可增加胆管的渗透性，使胆汁逆向扩散。通过雌激素诱导的大鼠ICP模型研究发现，肝脏和胎盘的BSEP表达降低。Keitel等检测了一个严重的ICP患者肝脏上的BSEP，发现其表达减少，胆酸的转运受损。同时，ICP时胎盘合体滋养细胞基底膜载体蛋白和母体侧绒毛膜依赖ATP的胆汁酸转运效率下降，此时需要非ATP依赖的转运系统分泌增高的胆汁。而若BSEP的表达降低，胎盘排泌胆汁酸的能力明显降低，胆汁酸进入胎儿体内造成胎儿不良结局。
随着研究的深入，发现一些非遗传因素对ABCB11基因的调节作用也参与ICP的发病。如前所述，ABCB11在转录水平受FXR调控，有研究显示香胶甾酮可通过FXR途径及非FXR途径上调ABCB11基因的表达。另有研究发现雌孕激素的代谢产物可以抑制BSEP的转运，在ICP发病中起重要作用。
2.3 ATP8B1基因
已经明确ATP8B1基因突变在临床上表现为PFIC1型，研究显示PFIC1患者的母亲ICP的发病率更高，说明胆汁形成相关基因的杂合突变在ICP发病中的作用。Mullenbaeh等对16例ICP患者的所有外显子进行排序，发现了ATP8B1基因的3个外显子，从而证实了ATP8B1基因与ICP的相关性。Painter等研究4个芬兰家庭的ICP患者时，均发现了ATP8B1基因单倍体，随后更大样本的研究亦检测到ATP8B1基因突变。这些说明ATP8B1基因突变可能与ICP发病有关。Dixon等证实了ATP8B1变异在ICP中的潜在作用，发现多达3%的ICP患者可能有ATP8B1杂合突变。
该突变在BRIC和PFIC1型患者中较常见。在PFIC患者的母亲和BRIC的亲属中发现ICP的病例，提示ATP8B1基因将会增加ICP易感性。而ATP8B1基因突变位点的不同，表达蛋白的稳定性不同，临床上会有BRIC/ICP和PFIC1不同的表型。肝细胞小管膜蛋白表达的完全缺失表现为PFIC1，而肝细胞小管膜有剩余蛋白的表达时表现为BRIC/ICP。这种基因缺陷的患者血清GGT水平是偏低的。
ATP8B1基因编码P型ATP酶，是磷脂的载体，且主要集中于胆管细胞，当ATP8B1突变时，肝小叶胆管膜脂质的不对称分布消失，使胆盐转运受损，并且ATP8B1基因突变后FICl蛋白缺失，导致FXR活性下降，从而导致短异源二聚体蛋白(SHP)表达减少，引起回肠重吸收胆盐增加，使得患者的胆盐排泄能力受损，从而导致ICP。另外，当其突变时，胎盘FICI表达减少，胎盘合体滋养细胞膜的极性和稳定性降低，影响胆汁酸转运蛋白的功能。
2.4 FXR基因
FXR是体内胆汁酸的感受器，作用于胆汁酸代谢、胆固醇转运中的靶基因，调控胆汁酸的合成、代谢和转运，通过胆酸的负反馈机制维持肝内胆汁酸水平的恒定。因此推测FXR的变异导致ICP的易感性。van Mil等对92例ICP患者FXR的外显子进行测序，发现了4个FXR的杂合突变体（M1V、M80R、M173T、-1g＞T），首次发现了FXR与ICP的相关性。研究FXR基因敲除的大鼠模型时，发现其胆汁酸排泄率明显下降，引起肝内胆酸的聚集及肝细胞损伤。
FXR作用的靶基因有SHP、BSEP、回肠胆汁酸结合蛋白，通过SHP调节胆汁酸的合成，BSEP调节胆汁酸的排泄，回肠胆汁酸结合蛋白调节胆汁酸的摄取。在ICP患者中，一方面内源性的FXR基因突变，从转录水平对BSEP的调节受到抑制，从而导致胆汁淤积。另一方面，妊娠时高水平的雌孕激素可能抑制胆汁酸转运蛋白的功能，并且FXR调节多种胆汁酸转运蛋白，可能因高水平的激素受到抑制，失去对BSEP等靶基因的调控作用，从而导致胆汁淤积形成ICP。
2.5 其他基因
ATP结合盒亚家族C成员2（ABCC2）基因编码MRP2，MRP2是唯一分布于毛细胆管膜的多药耐药家族，参与胆汁的形成。这种蛋白质能将胆红素、一些胆汁酸和其他许多负离子结合成胆汁。ABCC2的纯合突变导致罕见的肝脏疾病Dubin-Johnson综合征，表现为高结合胆红素血症。Sookoian等研究了70例ICP患者和112例健康孕妇的ABCC2编码区和非编码区SNPs，发现ABCC2基因第28外显子rs3740066与ICP之间存在相关性，说明该基因与ICP的易感性相关。
另外，研究显示，所有参与胆汁酸代谢的分子发生突变都可能致病，比如CYP7A1、转运蛋白分子、钠离子-牛磺胆酸共转运蛋白、MRP3等。这些分子编码区的突变可能引起导致胆酸代谢的改变，加上妊娠时体内性激素水平的变化，可能促使ICP的发生。同时与雌激素代谢相关酶的基因多态性可能会改变酶活性，影响雌激素的代谢从而导致ICP，比如CYP19、CYP1B1等，限于篇幅不做详述。
3 ICP的治疗
ICP的一线治疗是熊去氧胆酸（UDCA），约75%的病例中，UDCA可改善孕妇症状和生化指标，并有助于改善ICP对胎儿的影响。UDCA是亲水性胆盐，可增强胆汁酸的排出，还有抗凋亡作用，并可增加骚痒素的排泄，如黄体酮硫酸盐。体外和体内实验表明，UDCA增强了胆汁酸从胎儿到母亲的胎盘转运，减少胎盘损伤。利福平是一种有效的孕烷X受体激动剂，与UDCA联合应用对非阻塞性胆汁淤积具有协同作用。在ICP中，利福平联合UDCA可改善约1/3对UDCA无反应妇女的症状和生化紊乱，因此被用作对于UDCA无反应患者的二线治疗药物。s-腺苷蛋氨酸可促进磷脂排泄，据报道，在某些研究中可改善瘙痒和生化异常。地塞米松对于ICP的症状和生化指标无明显改善，只在促进胎肺成熟时才应用。补充维生素K可降低产后出血或新生儿出血的风险。同时脂溶性微量营养素可能吸收不良，需要补充维生素A、D、E和K。当药物治疗失败时，更多的需要侵入性干预，如胆汁引流，将胆汁分流到体外，从而减少循环和肝脏的胆汁酸池。
4 小结和展望
ICP是妊娠时常见的肝脏疾病，其对胎儿的影响较大，病因复杂，目前尚未研究清楚。近年来随着人们对胆汁淤积性肝病基因的研究，发现了遗传因素对于ICP易感性的重要性。其意义在于：（1）有助于发现ICP的易感人群，从而早期监测和治疗，避免不良妊娠结局；（2）ICP可能是进行性家族性肝内胆汁淤积症的临床表现，通过基因检测有助于发现早期病例，降低其向终末期肝病发展的可能；（3）对于这些基因的研究，也将为其靶向治疗提供依据，使未来ICP和基因突变相关胆汁淤积的精准治疗成为可能。
引证本文：阚延婷, 杨永峰. 胆汁淤积性肝病相关基因及其在妊娠期肝内胆汁淤积症中的作用[J]. 临床肝胆病杂志, 2019, 35(7): 1439-1443.
本文编辑：王莹
公众号编辑：邢翔宇