新生儿黄疸是临床常见病,严重者可致胆红 素脑病,有听力、运动及智力障碍等后遗症,甚 至死亡,故需早期识别其高危因素,并对其进行 监测,及时诊断及干预,减少核黄疸的发生。因此, 对新生儿黄疸病因的研究显得尤为重要。有机阴 离子转运体(OATP)2 是一种肝细胞膜上转运胆 红素等物质的转运体,由OATP1B1(SLCO1B1) 基因编码,该基因突变致OATP2 功能缺陷使胆红 素不能转运至肝脏而在体内积聚,形成高胆红素 血症(简称高胆)。近年的研究显示,SLCO1B1 基因多态性可能与新生儿黄疸发生相关,本文就 其研究进展作一综述。 1 SLCO1B1 基因结构与功能
OATP 是一类重要的膜转运蛋白,由OATP (SLCO)基因编码,含有643~722 个氨基酸,具 有12 个跨膜结构域的共同保守结构,肝脏、肾 脏、脑、小肠组织等均有OATP 家族的表达,通 过Na+ 依赖跨膜转运机制易化包括胆汁酸、胆红素、 结合类固醇激素、甲状腺激素、前列腺素、药物 及毒素等内、外源性物质的跨膜转运[1]。第1 个OATP 即鼠的OATP1A1 在1994 年被克隆[2]。人类 第1 个OATP 即OATP1A2 在1995 年由杂交筛选 法被分离出来[3]。目前证实人类有11 种OATP, 它们被分为6 个家族(OATP1~OATP6)及13 个亚 家族,其中OATP1 家族有OATP1A2、OATP1B1、 OATP1B3 和OATP1C1 4 个成员[1]。
OATP2 是OATP 家族中一种重要的肝特异性 转运体[4],又名OATP1B1、OATP-C、SLC21A6 及 肝特异性转运体-1(LST-1),位于肝细胞基底膜上, 分子量为84 kDa,去糖基化后为58 kDa,80% 的 氨基酸与OATP1B3 相同,两者具有相似的底物选 择性[5]。OATP2 由OATP1B1(SLCO1B1) 基因编 码(曾用OATP2 基因表示),该基因定位于染色 体12p12,全长108.59 kb,包括15 个外显子和14 个内含子,外显子中14 个为编码外显子和1 个为 非编码外显子,编码包括5'- 非翻译区的95 bp 和 3'- 非翻译区的621 bp 在内的2 791 bp mRNA[6],其 cDNA 包含2 073 个碱基,相应编码691 个氨基酸[5]。 基因遗传是人类肝细胞OATP2 转运体表达的主要 决定因素[7]。OATP2 于1999 年被分离并在非洲爪 蟾卵母细胞表达[8],其转运功能于2001 年Kullak- Ublick 在非洲爪蟾卵母细胞中最先被描述[9],转运 包括17β- 葡萄糖醛酸雌二醇、胆汁酸、葡萄糖醛 酸胆红素、硫酸和葡萄醛酸结合产物等物质,影 响多种药物的血浆药代动力学[10],是目前药学研 究的热点。研究发现:OATP2 第1、8、9、10 跨 膜结构域和胞外第6 袢对其底物转运起重要作用, 带正电荷的保守氨基酸参与OATP2 对不同底物的 结合或是转运[11, 12]。
OATP2 介导胆红素的转运[13]。Konig 等[5] 通 过克隆表达重组OATP2 并稳定转染至MDCKII 细 胞的研究发现OATP2 在人体肝细胞摄取结合胆红 素的过程中起重要作用。van de Steeg 等[14] 研究敲 除OATP1A/1B 的小鼠,发现其肝胆对结合胆红素 的清除减半,并出现高胆,且总胆红素值较野生 型鼠升高40 倍,增加的胆红素中约95% 是单- 和 双- 葡萄醛酸胆红素,非结合胆红素只上升2.5 倍。 2 SLCO1B1 基因多态性
SLCO1B1 基因在其调控区及编码区展示其多 态性。2001 年,Tirona 等[15] 最先描述SLCO1B1 基因多态性及这些突变在不同人群中的发生频率和 对OATP2 转运能力的影响,且研究还发现突变致 转运活性的降低是因为基因在浆膜表达的减少。 此后的研究陆续报道SLCO1B1 基因其他突变位 点,如A388G、C463A、G721A、A467G、T521C 等[16]。2012 年Wong 等[17] 在马来西亚新生儿中发 现SLCO1B1 基因第5 内含子的IVS5-107-112 6bp (CTTGTA)缺失。迄今为止在SLCO1B1 基因上 发现的突变已超过100 种,且突变类型及频率存 在地域及种族差异性[15, 18],如A388G 在中国、马 来西亚、印度足月新生儿的突变率分别为79.5%、 78.2%、54.2%[17],在日本、黑种人、白种人的突 变频率分别为53.7%、74%、30%; 而T521C 突 变在日本、白种人、黑种人的突变频率分别为 0.7%、2%、14%[19]。SLCO1B1 基因部分突变可影 响OATP2 转运功能,与胆红素代谢相关疾病的 发生相关[20]。SLCO1B1 基因编码区521T>C 可致 OATP2 转运活性降低进而引起血浆中他汀类药物 等底物浓度的增加[6]。SLCO1B1 388A>G 多态性也 在个体对辛伐他丁的反应差异发挥作用[21]。此外, 研究还显示521T>C 与他汀类药物引起的药物不良 反应有关,可作为药物不良反应的指标[22],在制 定他汀类药物的给药方案时需考虑SLCO1B1 基因 型[23]。 3 SLCO1B1 基因多态性与新生儿黄疸的 关系
新生儿黄疸是新生儿时期的常见症状[24],且 其原因复杂,除已知的病因外仍有部分病因及发 病机制未明。Najib 等[25] 对伊朗1 134 名重症高胆 患儿病因进行研究发现:ABO 和Rh 血型不合占 5.9%,G6PD 缺乏占25.5%,败血症占12%,原 因不明占53.1%。近年国内外的研究显示遗传因 素与新生儿高胆密切相关[26],除胆红素- 尿苷二 磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A1(UGT1A1)、G6PD 缺陷[27, 28] 之外,SLCO1B1 基因突变也是发病因素 之一。
SLCO1B1 基因突变与新生儿高胆的关系日益 成为国内外研究的热点,但研究结果存在差异。 部分研究显示OATP2 参与未结合胆红素的结合 及转运,SLCO1B1 基因多态性与新生儿高胆关系密切。2004 年中国台湾学者最先通过病例对照研 究报道OATP2 的388 位点突变与UGT1A1 的211 位点突变是新生儿重症高胆的高危因素[29]。同年 Huang[30] 亦发现SLCO1B1 基因T521C 突变是高未 结合胆红素血症的危险因素。此后,Buyukkale 等[31] 研究证实SLCO1B1 A388G 突变是土耳其不明原因 的新生儿高胆的危险因素。Alencastro de Azevedo[32] 等发现388 位点的G 纯合子突变和G6PD 缺乏 在巴西高胆患儿的携带率较对照组明显增加。 Johnson 等[33] Meta 分析表明SLCO1B1 突变与升高 的血清胆红素相关。与国外研究相似,国内的研 究主要是探讨SLCO1B1 基因388 及521 位点的多 态性对新生儿高胆的发病风险及其对胆红素水平 影响的程度。田桂英等[34] 首先报道SLCO1B1 基 因Asn130Asp(A388G 突变)多态性与新生儿黄 疸显著相关,携带Asp 突变基因型新生儿发生黄 疸危险增加,UGT1A1 基因Gly71Arg 和 SLCO1B1 基因Asn130Asp 突变可能是汉族母乳喂养性新生 儿黄疸的发病原因之一。此后,张海霞等 [35] 发 现SLCO1B1 T521C 多态性在新生儿高胆患儿中存 在显著差异,A388G 多态性影响新生儿高胆患儿 血清胆红素水平,并认为T521C 及A388G 是与 新生儿高胆的重要基因多态位点。姜敏等[36] 报道 SLCO1B1 A388G 突变是我国北方地区新生儿高胆 发病的危险因素,提示两种基因突变类型或许是 原因不明黄疸中主要两种基因突变,但两种基因 突变并不一定影响高胆红素血症的程度。国内Liu 等[37] 研究显示SLCO1B1 388 位点在病例组及对照 组的突变率分别为41.53%、27.60%,差异有统计 学意义,且携带A 等位基因者患新生儿高胆的风 险是携带G 等位基因的1.55 倍,认为SLCO1B1 的 388 位点突变与中国新生儿黄疸有关。同年其系统 评价指出SLCO1B1 基因388 位点突变是中国新生 儿黄疸的危险因素,但不是台湾、巴西、马来西 亚人群的危险因素[38]。
另一部分研究结果显示OATP2 与新生儿高胆 的发生无明显相关性。2004 年Iwai 等[39] 报道在稳 定转染的Hela 或HEK293 细胞中,未能确定未结 合胆红素是通过OATP2 转运的,对OATP2 介导肝 脏胆红素的观点提出了挑战。2009 年Prachukthum 等[27] 报道SLCO1B1 A388G 及C463A 突变与新生儿高胆的发生没有相关性,同年Wong 等[40] 研究 发现 SLCO1B1 突变不是马来西亚新生儿重症高胆 的危险因素。2011 年Chang 等[41] 分析纯母乳喂养 新生儿中出生体重、性别、生产方式、G6PD 缺乏、 UGT1A1 基因突变、SLCO1B1 基因突变在新生儿 高胆中的作用,认为UGT1A1 G71R 突变、G6PD 缺乏以及阴道分娩是纯母乳喂养新生儿发生高胆 的危险因素,而SLCO1B1 基因突变并非高胆发生 的危险因素。Chang 等[42] 在2013 年亦得出相似的 结论。Wong 等[43] 报道SLCO1B1388 位点、521 位 点突变频率在病例组和对照组中无显著差异。 4 SLCO1B1 基因多态性与G6PD 缺乏症
红细胞G6PD 缺乏症为X 连锁不完全显性遗 传性病,其发病机制为葡萄糖-6- 磷酸脱氢酶缺乏 后还原型辅酶Ⅱ(NADPH)生成受阻,氧化型谷 胱甘肽(G-S-S-G)不能还原为谷胱甘肽GSH,红 细胞易受外源和内源氧化剂的损害而发生溶血。新 生儿黄疸是G6PD 缺乏症最常见的症状,但在不伴 SLCO1B1 基因多态性时,G6PD 缺乏所导致的严重 高胆是可以预防的,SLCO1B1 突变及G6PD 缺乏 影响患高胆的机率[30]。Watchko 等[44] 亦发现在高 胆病例组中G6PD 缺乏与SLCO1B1 突变共存较对 照组常见。虽然目前研究结果倾向于SLCO1B1 基 因突变与G6PD 缺陷对新生儿高胆的发生有协同作 用,但它们之间的相互作用机制尚未完全明确。 5 结语与展望
新生儿黄疸是一种遗传与围生期因素共同 作用的多因素疾病,新生儿不明原因黄疸占大部 分,是目前新生儿黄疸防治工作的难点。目前 SLCO1B1 基因多态性与新生儿黄疸的关系研究受 到越来越多学者的重视,但研究结果因地区、种 族不同而存在差异,同时SLCO1B1 基因突变致新 生儿黄疸的作用机制亦未完全明确,且SLCO1B1 突变与G6PD 缺乏相互作用也有待进一步的研究。 随着对SLCO1B1、G6PD 基因等遗传因素的深入研 究,新生儿不明原因黄疸的遗传背景将更清晰, 有望为新生儿黄疸的防治工作提供新的思路。
[1] | Hagenbuch B, Stieger, B. The SLCO (former SLC21) superfamily of transporters[J]. Mol Aspects Med, 2013, 34(2-3):396-412. |
[2] | Jacquemin E, Hagenbuch B, Stieger B, et al. Expression cloning of a rat liver Na(+)-independent organic anion transporter[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 1994, 91(1):133-137. |
[3] | Kullak-Ublick GA, Hagenbuch B, Stieger B, et al. Molecular and functional characterization of an organic anion transporting polypeptide cloned from human liver[J]. Gastroenterology, 1995, 109(4):1274-1282. |
[4] | Roth M, Obaidat A, Hagenbuch B. OATPs, OATs and OCTs:the organic anion and cation transporters of the SLCO and SLC22A gene superfamilies[J]. Br J Pharmacol, 2012, 165(5):1260-1287. |
[5] | Konig J, Cui Y, Nies AT, et al. A novel human organic anion transporting polypeptide localized to the basolateral hepatocyte membrane[J]. AmJ Physiol Gastroint Liver Physiol, 2000, 278(1):G156-G164. |
[6] | Niemi M, Pasanen MK, Neuvonen PJ. Organic anion transporting polypeptide 1B1:a genetically polymorphic transporter of major importance for hepatic drug uptake[J]. Pharmacol Rev, 2011, 63(1):157-181. |
[7] | Nies AT, Niemi M, Burk O, et al. Genetics is a major determinant of expression of the human hepatic uptake transporter OATP1B1, but not of OATP1B3 and OATP2B1[J]Genome Med, 2013, 5(1):1. |
[8] | Abe T, Kakyo M, Tokui T, et al. Identification of a novel gene family encoding human liver-specific organic anion transporter LST-1[J]. J Biol Chem, 1999, 274(24):17159-17163. |
[9] | Kullak-Ublick GA, Ismair MG, Stieger B, et al. Organic anion-transporting polypeptide B (OATP-B) and its functional comparison with three other OATPs of human liver[J]. Gastroenterology, 2001, 120(2):525-533. |
[10] | Kwara A, Cao L, Yang H, et al. Factors associated with variability in rifampin plasma pharmacokinetics and the relationship between rifampin concentrations and induction of efavirenz clearance[J]. Pharmacotherapy, 2014, 34(3):265-271. |
[11] | Weaver YM, Hagenbuch B. Several conserved positively charged amino acids in OATP1B1 are involved in binding or translocation of different substrates[J]. J Membr Biol, 2010, 236(3):279-290. |
[12] | DeGorter MK, Ho RH, Leake BF, et al. Interaction of three regiospecific amino acid residues is required for OATP1B1 gain of OATP1B3 substrate specificity[J]. Mol Pharm, 2012, 9(4):986-995. |
[13] | Chiou WJ, de Morais SM, Kikuchi R, et al. In vitro OATP1B1 and OATP1B3 inhibition is associated with observations of benign clinical unconjugated hyperbilirubinemia[J]. Xenobiotica, 2014, 44(3):276-282. |
[14] | van de Steeg E, Wagenaar E, van der Kruijssen CM, et al. Organic anion transporting polypeptide 1a/1b-knockout mice provide insights into hepatic handling of bilirubin, bile acids, and drugs[J]. J Clin Invest, 2010, 120 (8):2942-2952. |
[15] | Tirona RG, Leake BF, Merino G, et al. Polymorphisms in OATP-C:identification of multiple allelic variants associated with altered transport activity among European-and African-Americans[J]. J Biol Chem, 2001, 276(38):35669-35675. |
[16] | Tirona RG, Kim RB. Pharmacogenomics of organic aniontransporting polypep-tides(OATP)[J]. Adv Drug Deliv Rev, 2002, 54(10):1343-1352. |
[17] | Wong FL, Boo NY, Othman A. Genotyping of OATP2 variants in a group of Malaysian neonates using high-resolution melting analysis[J]. Biores Open Access, 2012, 1(2):92-96. |
[18] | Sortica Vde A, Ojopi EB, Genro JP, et al. Influence of genomic ancestry on the distribution of SLCO1B1, SLCO1B3 and ABCB1 gene polymorphisms among Brazilians[J]. Basic Clin Pharmacol Toxicol, 2012, 110(5):460-468. |
[19] | Nozawa T, Nakajima M, Tamai I, et al. Genetic polymorphisms of human organic anion transporters OATP-C (SLC21A6) and OATP-B (SLC21A9):allele frequencies in the Japanese population and functional analysis[J]. J Pharmacol Exp Therapeut, 2002, 302(2):804-813. |
[20] | Sanna S, Busonero F, Maschio A, et al. Common variants in the SLCO1B3 locus are associated with bilirubin levels and unconjugated hyperbilirubinemia[J]. Hum Mol Genet, 2009, 18(14):2711-2718. |
[21] | Sortica VA, Fiegenbaum M, Lima LO, et al. SLCO1B1 gene variability influences lipid-lowering efficacy on simvastatin therapy in Southern Brazilians [J]. Clin Chem Lab Med, 2012, 50(3):441-448. |
[22] | de Keyser CE, Peters BJ, Becker ML, et al. The SLCO1B1 c.521T > C polymorphism is associated with dose decrease or switching during statin therapy in the Rotterdam Study[J]. Pharmacogenet Genomics, 2014, 24(1):43-51. |
[23] | Niemi M. Transporter pharmacogenetics and statin toxicity[J]. Clin Pharmacol Therapeut, 2010, 87(1):130-133. |
[24] | Lauer BJ, Spector ND. Hyperbilirubinemia in the newborn[J]. Pediatr Rev, 2011, 32(8):341-349. |
[25] | Najib KS, Saki F, Hemmati F, et al. Incidence, risk factors and causes of severe neonatal hyperbilirubinemia in the South of iran (fars province)[J]. Iran Red Crescent Med J, 2013, 15(3):260-263. |
[26] | Watchko J F. Genetics and pediatricun conjugated hyperbilirubinemia[J]. J Pediatr, 2013, 162(6):1092-1094. |
[27] | Prachukthum S, Nunnarumit P, Pienvichit P, et al. Genetic polymorphisms in Thai neonates with hyperbilirubinemia [J]. Acta Paediatr, 2009, 98(7):1106-1110. |
[28] | 孙玲玲, 陈运生, 余珍珠, 等. 新生儿高未结合胆红素血症 遗传因素的研究[J]. 中国当代儿科杂志, 2012, 14(4):256-259. |
[29] | Huang MJ, Kua KE, Teng HC, et al. Risk factors for severe hyperbilirubinemia in neonates[J]. Pediatr Res, 2004, 56(5):682-689. |
[30] | Huang CS. Molecular genetics of unconjugated hyperbilirubinemia in Taiwanese [J]. J Biomed Sci, 2005, 12(3):445-450. |
[31] | Buyukkale G, Turker G, Kasap M, et al. Neonatal hyperbilirubinemia and organic anion transporting polypeptide-2 gene mutations[J]. Am J Perinatol, 2011, 28(8):619-626. |
[32] | Alencastro de Azevedo L, Reverbel da Silveira T, Carvalho CG, et al. UGT1A1, SLCO1B1, and SLCO1B3 polymorphisms vs.neonatal hyperbilirubinemia:is there an association?[J]. Pediatr Res, 2012, 72(2):169-173. |
[33] | Johnson AD, Kavousi M, Smith AV, et al. Genome-wide association meta-analysis for total serum bilirubin levels[J]. Hum Mol Genet, 2009, 18(14):2700-2710. |
[34] | 田桂英, 徐放生, 朱凤霞, 等. 新生儿黄疸与胆红素-尿苷 二磷酸葡萄糖醛酸转移酶和有机阴离子转运因子2 基因突 变的关系[J]中国新生儿科杂志, 2007, 22(4):193-196. |
[35] | 张海霞, 赵昕, 杨智, 等. 新生儿高胆红素血症与有机阴离 子转运体 1B1 T521C/A388G 多态性的相关性研究[J]. 中华儿 科杂志, 2010, 48(9):650-655. |
[36] | 姜敏, 王亚娟, 罗洁, 等. 北方地区新生儿高胆红素血症患 儿UGT1A1 和OATP2 基因突变的研究[J]中国新生儿科杂 志, 2012, 27(6):369-372. |
[37] | Liu J, Long J, Zhang S, et al. Polymorphic variants of SLCO1B1 in neonatal hyperbilirubinemia in China[J]. Italian J Pediatr, 2013, 39(1):49. |
[38] | Liu J, Long J, Zhang S, et al. The impact of SLCO1B1 genetic polymorphisms on neonatal hyperbilirubinemia:a systematic review with meta-analysis[J]. J Pediatr (Rio J), 2013, 89(5):434-443. |
[39] | Iwai M, Suzuki H, Ieiri I, et al. Functional analysis of single nucleotide polymorphisms of hepatic organic anion transporter OATP1B1 (OATP-C)[J]. Pharmacogenetics, 2004, 14(11):749-757. |
[40] | Wong FL, Boo MY, Ainoon O, et al.Variants of organic anion transporter polypeptide 2 gene are not risk factors associated with severe neonatal hyperbilirubinemia[J]. Malays J Pathol, 2009, 31(2):99-104. |
[41] | Chang PF, Lin YC, Liu K, et al. Risk of hyperbilirubinemia in breast-fed infants[J]. J Pediatr, 2011, 159(4):561-565. |
[42] | Chang PF, Lin YC, Liu K, et al. Identifying term breast-fed infants at risk of significant hyperbilirubinemia[J]. Pediatr Res, 2013, 74 (4):408-412. |
[43] | Wong F, Boo N, Othman A. Risk factors associated with unconjugated neonatal hyperbilirubinemia in Malaysian neonates[J]. J Trop Pediatr, 2013, 59(4):280-285. |
[44] | Watchko JF, Lin Z, Clark RH, et al. Complex multifactorial nature of significant hyperbilirubinemia in neonates[J]. Pediatrics, 2009, 124 (5):e868-877. |