Fabry病的肾脏病变研究近况

1、Fabry病的肾脏病变研究近况            【关键词】  皮肤科    1898年皮肤科医生Anderson和Johann Fabry各首先报道了1例本病，故命名为Anderson-Fabry Disease（AFD），简称Fabry病。AFD为一遗传性疾病，因缺乏-GalA，致使鞘糖脂（glycosphingolipids）成分，如神经酰胺三己糖苷（ceramide trihexoside,CTH或称为globot

2、riaosylceramide,Gb3）等堆积于体内各器官，如肾脏、神经系统、皮肤以及心血管系统等，引起相应的临床表现。AFD肾病典型表现为氮质血症和蛋白尿，大多数受累的男性患者，若未行透析或肾移植，通常多在50岁左右死于尿毒症1。本病少见，男性发病率约为1/40,000，女性患者更为罕见，症状较轻，且临床表现多样。近年来AFD越来越受到关注，本文就其近年来的发展简要综述如下。1  发病机制AFD致病基因-GalA定位于Xq22.1，由7个外显子组成，每个外显子的异常均可导致AFD。至今已发现240余种-GalA基因突变2，其中错义突变占57，无义突变占11，基因缺失18，基因插入6

3、，剪接位点突变6。该基因编码蛋白为-GalA，它是一种外糖苷酶,可水解鞘糖脂类化合物，绝大部分为神经酰胺三己糖苷（Gb3）末端的-半乳糖残基。由于基因突变导致-GalA 功能部分或全部缺失，致使该酶底物（主要是Gb3）的正常降解受阻，使Gb3在心、肝、肾、眼、脑及皮肤的神经、血管等多种组织细胞溶酶体中堆积，引起一系列临床表现。残余的-GalA生物学活性与肾脏的病理改变有关，且-GalA基因型与AFD所致慢性肾功能不全的发生与年龄有关1。在肾脏血管，Gb3主要堆积于肾脏动脉和小动脉以及毛细血管的内皮细胞、血管平滑肌细胞与外膜细胞；在肾小球，Gb3主要堆积于肾小球上皮细胞、内皮细胞中，在肾小球系膜

4、细胞中也有少许；在肾小管，Gb3主要堆积于远端肾小管上皮细胞，包括Henle氏袢、集合管，而在近端肾小管上皮细胞较少3。Gb3的堆积使次级溶酶体扩大,形成多层薄片、螺纹状小体，细胞内充满脂质呈空泡状，细胞结构与功能丧失。肾小球脏层上皮细胞破坏后早期为足突融合、破损，以后基底膜与壁层上皮细胞直接接触并粘连，在多肽生长因子、细胞因子作用下产生修复反应，基底膜增厚或呈双轨，系膜细胞及巨噬细胞活化并增殖，系膜增生,细胞外基质增多，毛细血管袢萎陷，肾小球硬化。Gb3在肾小管上皮细胞内的积聚也引起局灶性肾小管萎缩，间质纤维化，其上游肾小球功能丧失,其他肾小球代偿性肥大，发生超滤过，引起局灶性节段性肾小球硬

5、化。Gb3在肾脏血管中的堆积使内皮细胞坏死、平滑肌增殖、间质纤维化、血管壁增厚，血管闭塞引起肾脏缺血性改变，也参与肾小球硬化的形成3。AFD肾脏病变的病理演变与细胞内逐渐累积的鞘糖脂类密切相关，并最终导致终末期肾病4。2  AFD肾病的诊断2.1  临床表现  AFD半合子男性患者早期可因肾小管浓缩功能障碍表现为多尿及夜尿增多，严重者可表现为肾性尿崩症或远端肾小管酸中毒；2030 岁时可出现无症状性轻中度蛋白尿，是肾脏受累的早期表现，偶尔并发血尿，少数患者可表现为大量蛋白尿，部分伴有低蛋白血症、高脂血症。23的患者最终进展为终末期肾病（ESRD）。杂合子女性患者表

6、现不典型且多样化，有时仅表现为轻度蛋白尿。 2.2  生化检查  应用ELISA、放免等方法测定血浆中-GalA。-GalA酶活性测定应用4-甲基伞花基-D-吡喃半乳糖苷（ 4-methylumbelliferyl-D- galactopyra -noside）方法,并在-GalB 抑制剂N-乙酰半乳糖胺的作用下测定。Fuller等5应用免疫固定法检查滤纸上的干燥血滴，以测定-GalA的活性，方法较为简便。但是仅有75的杂合子女性患者-GalA活性降低6。近年来人们又研究了一些新的检测手段，如测定-GalA与-葡萄糖酐酶的比值7，以及通过电离质谱法测定尿沉渣中Gb3水平8，

7、尿中脂质成分的组成测定9等，对于本病的诊断都有一定的意义。2.3  病理学检查  肾脏穿刺活检是诊断AFD的重要依据，而且近年来随着对肾活检的不断开展及对AFD特征性病理改变的深入研究，使得一些临床表现不典型的蛋白尿患者被确诊。2.3.1  光镜  肾小球脏层上皮细胞高度肿胀和空泡化是本病的典型改变，部分可累及壁层上皮细胞、内皮细胞及系膜细胞。疾病早期基底膜无明确异常。然而随着疾病不断进展，肾小球可见局灶性节段性或球性硬化，即使在硬化的肾小球中也仍然可见依稀的上皮细胞空泡化，此点为诊断提供了一定的依据。亦有表现为新月体性肾小球肾炎的报道10。肾小管上皮细

8、胞（主要是远端小管和髓袢，近端小管上皮细胞一般不受累）、动脉和小动脉的内皮细胞、中层平滑肌细胞甚至小管周围毛细血管内皮细胞中均可见丰富的空泡化的细胞，形如“泡沫”状。个别病例还可出现肉芽肿性间质性肾炎11。冰冻切片或锇酸固定，塑料包埋，甲苯胺兰染色的切片中，可见深染的颗粒状物质，常聚集于脏层和壁层上皮细胞胞浆、肾小球内皮细胞和系膜细胞、远端小管和髓袢上皮细胞胞浆、血管内皮细胞及平滑肌细胞胞浆中；有时间质泡沫细胞中也可见到这种物质。本病进展缓慢，最终常因肾小球毛细血管壁增厚，系膜硬化，小管萎缩，间质纤维化和血管硬化而进展为终末期肾衰。2.3.2  免疫荧光  一般呈阴性,当肾

9、小球局灶节段硬化时,可见颗粒状的IgM,C3 节段分布于毛细血管袢和系膜区,有时C1q 也呈阳性。亦有报道一女性患者肾穿病理结果示系膜区IgA的沉积，从而表现为IgA肾炎12。2.3.3  电镜  肾脏主要变化是肾小球脏层上皮细胞胞质内充满嗜锇“斑马小体”，此外壁层细胞、系膜细胞、肾小管上皮细胞、肾间质细胞、血管壁内皮细胞和平滑肌细胞的胞质内亦可观察到嗜锇“斑马小体”。嗜锇“斑马小体”呈较高电子密度，圆形或卵圆形，直径约13m，小体内部呈层状，层间距较一致，似斑马皮，亦似洋葱皮或髓鞘结构，故称“斑马小体”、“洋葱皮小体”或髓鞘样小体。此外还可见到脏层上皮细胞足突融合。2.4

10、  分子生物学检查  应用PCR及等位基因特异性寡核苷酸（PCR-ASO）探针杂交技术，可对AFD 病人进行-GalA 基因缺陷类型的分析。也可应用PCR-单链构象多态性（SSCP）分析、限制性片段长度多态性（RFLP）13等方法检测AFD家系的基因缺陷。 3  治疗3.1  酶替代治疗  酶替代疗法（Enzyme-replacement therapy,ERT） 是近年来研究最多的对AFD的最有效的治疗方法。ERT是通过定期静脉注射人工重组-GalA,该酶与其他许多溶酶体酶一样，具有6-磷酸-甘露糖残基，在细胞外可被邻近细胞通过6-磷酸-甘露

11、糖受体结合，进入体内各种类型细胞的溶酶体中，可有效地水解溶酶体中沉积的Gb3，纠正脂质代谢紊乱,减少细胞内Gb3 沉积。目前人工重组的-GalA主要有两种，agalsidase 0.2mg/kg和agalsidase 1mg/kg。这两种产品早在2001年已被欧洲认可批准，而且在2003年4月agalsidase获得美国FDA批准。此两种产品仅是糖基化形式不同，目前尚无试验证明有确切的疗效差别。一项多中心随机双盲对照试验，每2周给予1mg/kg的galsidase，观察20周后,69的试验组肾脏、心脏及皮肤毛细血管内皮细胞中沉积的Gb3被清除14。继续随访6个月后，通过肾活检证实98达到正常或

12、接近正常的组织学结构。亦有通过3036个月的前瞻性研究表明，每2周注射1mg/kg的galsidase可持续降低血浆及内皮细胞中沉积的Gb3水平，保护肾功能15。Schiffmann等通过44.5年的随访，接受ERT治疗者，部分对象体内产生持续的针对-Ga1A的IgG抗体，未见IgE，但并未证实影响治疗效果16。而且更换重组-Ga1A产品并不能预防这类抗体的产生17。至于这些抗体的影响还有待进一步研究。 近年来众多试验均证明了ERT的安全性及有效性18，能有效延缓肾功能减退的进展，对原有病损亦有一定的改善作用。  3.1.1  ERT对肾移植患者的意义  AFD患

13、者肾移植后症状改善，可能与移植肾对Gb3的清除能力增加有关。ERT可以有效的改善这些患者的肾外表现19。肾移植可提高AFD患者的生存率，而且移植后辅助ERT显著降低死亡率。3.1.2  透析患者的ERT  在美国，AFD透析病人的3年生存率为63，低于非糖尿病透析对照组（74），然而高于糖尿病透析者（53）20。对AFD透析患者予以ERT是安全有效的，亦不会从透析液中丢失21，可显著提升患者的整体生活质量，还有可能减缓AFD典型的肥厚性心肌病变发展。3.2  基因治疗  基因治疗应视为AFD的病因学治疗。Jung等人在基因敲除小鼠模型中通过腺病毒载体转导

14、基因技术，2周后小鼠体内的-Ga1A的活性是正常小鼠的20%35，同时体内Gb3水平进行性降低，大约25周后接近正常水平，观察至25周未见确切的针对病毒或-Ga1A的抗体，也没有发现对肝脏的毒性作用22。有研究表明，嵌合体DNA/RNA寡核苷酸治疗亦有可能成为一项有力的AFD基因治疗方法23。3.3  胎肝及骨髓移植  胎肝移植可提供正常的造血干细胞，其中CD34+细胞可产生所有血细胞及血管内皮细胞等，可在一定程度上改善患者的临床表现。骨髓移植后小鼠体内的-Ga1A呈现高表达，且可持续相当长的时期24。3.4  鞘糖脂合成抑制剂治疗  鞘糖脂的结构基础是

15、葡糖苷神经酰胺，其合成酶是鞘糖脂形成的关键酶，该酶的抑制剂有D-苏氨基-1-苯基-2-癸酰氨基-3-吗啉-1-丙醇（ PDMP）及N-丁基脱氧野艽霉素（N2butyldeoxynojirimycin）。Abe设计了多种酶抑制剂如4-羟基-P4（p-OH-P4）和乙二氧基-P4（EtDO-P4）,比PDMP作用强2000倍。另一种抑制剂1-4-羟基苯基-2-软脂酰氨基-3-吡咯烷2丙醇（D-t-pOH-P4）也有类似疗效,提示可用于人AFD的治疗25。3.5  其他综合对症治疗  伴有尿蛋白的患者无论其肾功能如何，均应进行降尿蛋白治疗，应用血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI）或

16、血管紧张素受体拮抗剂（ARB），或二者联用，其目的是稳定肾功能，减少尿蛋白。AFD患者血管内皮受损，增加了发生动脉粥样硬化及血栓栓塞的几率，抗血小板治疗（维生素E、噻氯吡啶）对于预防血管并发症的发生具有重要意义。总之，AFD是一种少见疾病，近年来虽然逐渐受到人们的重视， 但仍存在临床确诊晚、漏诊多等问题。因此，在该病的诊断技术及治疗方面，仍需不断探索。【参考文献】1  Branton MH,Schiffmann R,Sabnis SG,et al.Natural history of Fabry renal disease: influence of alpha-galactosid

17、ase A activity and genetic mutations on clinical course. Medicine，2002,81（2）:122-138.2  Garman SC,garboczi DN.The molecular defect leading to Fabry disease:structure of human alpha galactosidase.Journal of Molecular Biology，2004,337（2）:319-335.3  Alroy J，Sabnis S,Kopp JB. Renal pathology i

18、n Fabry disease. Journal of the American Society of Nephrology，2002,13（2）:134-138.4  Sessa A,Meroni M,Battini G,et al.Evolution of renal pathology in Fabry disease.Acta Paediatrica Suppl，2003,92（443）:6-8. 5  Fuller M,Lovejoy M,Brooks DA,et al.Immunoquantification of alpha-galactosidase: Ev

19、aluation for the diagnosis of Fabry disease. Clinical Chemistry，2004,50（11）: 1979-1985.  6  Caudron E,Moliere D,Zhou JY,et al.Recent advances of Fabry disease screening for at risk population.French Medecine Sciences，2005,21（11）:48-50.7  Lukacs Z,Keil A,Kohlschutter A,et al.The ratio

20、of alpha-galactosidase to beta-glucuronidase activities in dried blood for the identification of female Fabry disease patients. Journal of Inherited Metabolic Disesease，2005,28（5）:803-805.8  Touboul D,Roy S,Germain DP,et al.Fast fingerprinting by MALDI-TOF mass spectrometry of urinary sediment

21、glycosphingolipids in Fabry disease. Analytical and Bioanalytical Chemistry，2005,382（5）:1209-1216.9  Fuller M,Sharp PC,Rozaklis,et al. Urinary lipid profiling for the identification of fabry hemizygotes and heterozygotes. Clinical Chemistry，2005,51（4）:688-694.10  Shimazu K,Tomiyoshi Y,Aoki

22、 S,et al.Crescentic glomerulonephritis in a patient with heterozygous Fabry's disease. Nephron,2002,92（2）:456-458.11  Kriegsmann J,Otto M,wandel E,et al. Fabry disease,glomerulonephritis with cresentic and granulomatous interstitial nephritis.GermanPathology，2003,24（6）:439-443.12  Pisa

23、ni A,Sessa A,sabbatini M,et al.Fabry nephropathy in a female with superposed IgA glomerulonephritis.Italian Giornale Italiano di Nefrologia，2005, 22（4）:385-389.13  Konoshita T,Mutoh H,Yokoi T,et al.A missense mutation,A156T,in the alpha galactosidase A gene cause typical Fabry disease. Clinical

24、 Nephrology，2001,55（3）:243-247.14  Eng CM,Guffon N,Wilcox WR,et al. Safety and efficacy of recombinant human alpha-galactosidase A-replacement therapy in Fabry's disease. New Eng Journal of Medicine，2001,345（1）:9-16.15  Wilcox WR,Banikazemi M,Guffon N,et al. Long-term safety and effica

25、cy of enzyme replacement theray for Fabry disease. American Journal of Human Genetics，2004,75（1）:65-74.16  Schiffmann R，Ries M，Timmons  M，et al. Long-term therapy with agalsidase alfa for Fabry disease: safety and effects on renal function in a home infusion setting. Euro Renal Association

26、，2006，21（2）：345-354.17  Linthorst GE,Hollak CE,Donker-Koopman WE,et al.  Enzyme therapy for Fabry disease: neutralizing antibodies toward agalsidase alpha and beta.Kidney Int，2004,66（4）:1589-1595.18  Linthorst, Gabor E; Vedder, Anouk C; Ormel, Els EHome;et al.Home treatment for Fabry

27、disease: practice guidelines based on 3 years experience in The Netherlands.Euro Renal Association，2006,21（2）：355-360.19  Wignani R,Panichi V,Giudissi A,et al.Enzyme replacement theropy with agalsidase beta in kidney transplant patients with Fabry disease:a pilot study.Kidney Int，2004,65（4）:138

28、1-1385.20  Thadhani R,Wolf M,West ML,et al. Patients with Fabry disease on dialysis in the United States.Kidney Int，2002,61（1）:249-255. 21  Kosch M,Koch HG,Oliveira JP,et al.Enzyme replacement therapy administered during hemodialysis in patients with Fabry disease.Kidney Int，2004,66（3）:1279-