中华血液学杂志2000年第21卷第4期

杜传书

关键词：葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症蚕豆病

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase,G6PD)缺乏症的研究，从首批蚕豆病病例报告算起,足足研究了40年。

G6PD缺乏症的研究还得从蚕豆病的发现谈起。

自1952年四川杜顺德报告12例蚕豆病后,我国西南和华南各地相继有蚕豆病的病例报告。系统的研究源于广东东部地区出现蚕豆病的爆发流行,月内有上千人罹患此病。在四川简阳地区也发现较多病例。这一时期研究的主要成绩是摸清了蚕豆病的发病和流行规律;提出并证实蚕豆花粉不能致病;探讨了一套有效的治疗方案,将病死率从8%降低到1%左右。1956年Beulter等发现伯氨喹啉的溶血原因是红细胞中G6PD的缺乏。1958年国外已证实,蚕豆病也因此酶缺乏所致。我们在60年代初也证实了我国的蚕豆病病因是此酶的遗传性缺乏。从此,蚕豆病的研究进入了一个新的阶段。

现在知道,红细胞G6PD缺乏是引起蚕豆病、伯氨喹啉类药物性溶血、新生儿高胆红素血症、某些感染性疾病所致的溶血和非球形红细胞溶血性贫血的遗传基础。上述结论在我国的许多报告中也得到证实。

在建立了微量高铁血红蛋白还原试验(MHb-RT)的基础上,进行了地区性G6PD缺乏症基因频率调查和流行地区筛查,提出了综合性预防措施,取得了地区发病率降低约50%的效果。60年代初,国外发现此酶存在不同的变异型。1967年WHO制定了根据酶活性和酶动力学鉴定G6PD酶变异型的统一方案。我们在经费、设备和人员都极其困难的条件下,完成了首例苗族白沙型的鉴定。此后，我们还与有关单位合作鉴定了我国首报的20种变异型。

80年代起,G6PD的研究进入跨地区的大协作，由此基本摸清了我国此病的流行病学特点,即①基因频率为0.0000～0.4483,最高的基因频率发现于海南一个苗族半隔离群;②分布呈“南高北低”的趋势,长江以北除河南省外,最近天津又报告了一批病例,但相当一部分患者的祖籍在南方,相信北方各省还可能有类似散发病例出现；③同一民族不同地区的基因频率有明显差别,而同一地区不同民族间反而差异不大。这些研究为继后制定预防工作的重点提供了基础资料。

流行病学的调查结果早已提示,本病按X连锁不完全显性方式遗传。后来将G6PD基因定位于Xq28。1986年国外的3个实验室克隆了G6PD的cDNA并获得了cDNA顺序。1991年美籍华人Ellson发表了此基因全序列，最后确定了G6PD基因全长约20kb,由13个外显子组成, 编码515个氨基酸，起始密码子位于第2外显子。从此,G6PD研究进入了基因水平。大量文献从生化变异型转向基因突变型报道,从分子水平揭露了G6PD缺乏症的实质。迄今报道的突变型已有126种。我们与台湾学者合作,在Ellson的帮助下,于1992年首先报道了中国人常见的G1388A和G1376T突变。后来国内外相继发现了中国人的15种突变型,它们是:C1387T、G1381A、G1360T、C1024T、C1004T、G871A、A835T、A835G、 c592T、C519T、T517C、A493G、G487A、G392T和A95G。根据我们对广东、云南、贵州的傣、壮、瑶、景颇、苗、纳西、仡佬、彝、白、哈尼、水、布依等少数民族的G6PD基因突变型的检测以及海南对黎族的调查和我国港台地区、海外华裔的报道,都证明G1388A和G1376T是中华民族的两种特有的和主要的G6PD突变型。从而从分子进化水平证明中华民族的统一起源,也为人类基因组多样性计划提供了有价值的资料。

从酶方法学来看,我国先后引进、改进和建立了一系列的检测方法,包括MHb-RT、MHb-RT微量组化洗脱法、谷胱甘肽稳定性试验、荧光斑点法、硝基四氮唑蓝定性和定量法、快速分光光度法等。现在建议推广的G6PD/6PGD(6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶)比值法,方法简便,能检出约70%的杂合子,具有明显的优点。此外,根据WHO推荐改进的酶动力学检测方法也已经推广应用。除G6PD缺乏外,尚有20多种红细胞酶缺乏或过多可以诱发溶血,其中23种酶和谷胱甘肽(GSH)检测法也已在我国建立,这对鉴别各种不同病因的非球形红细胞溶血性贫血起了重要作用。

从临床角度,目前本病对人类健康最有威胁的表现是新生儿黄疸导致核黄疸致智力低下或死亡。“七五”期间,我们对此进行了系统研究,采取了综合性预防措施,使原来因G6PD缺乏导致核黄疸的发生率由12.4%降至0.9%，这一成果已经在华南地区得到推广。

在G6PD缺乏症的研究方面还有下述人们关注的问题:

1在大量G6PD基因突变报告后,Beutler提出突变热点在与底物葡萄糖-6-磷酸(G6P)和辅酶Ⅱ(NADP)结合处,即在第6和第10外显子处。但近期的报告显示,G6PD缺乏症的突变几乎遍及所有的外显子。可能的解释是,G6PD的分子呈立体构型,由于折叠使突变部位接近底物。虽然Rowlan(1996)提出了人类G6PD的三级结构模式,Vulliamy等(1998)证明外显子10参与编码β折叠,因而参与形成G6PD二聚体的接触面,此区突变影响二聚体形成,而只有二聚体才有酶活性。但其他外显子突变影响酶活性的机制还有待G6PD的三级和四级结构的阐明。

2G6PD基因是一个看家基因(house-keeping gene),即在许多组织都能表达的基因。但它的缺乏何以只在红细胞系表现溶血症状？多年来人们很有兴趣探讨此酶缺乏与其他疾病的关系。例如,发现G6PD缺乏与病毒性肝炎、白血病、上呼吸道感染、出血性疾病、骨关节炎、类肉瘤病、各种肿瘤甚至衰老的发生有关。但这种相关是一种关联(association)或连锁(linkage)关系抑或是因果关系很值得探讨。

3G6PD缺乏症的动物模型一直是人们关注的问题。动物模型的建立不仅对研究基因调控和表达、探讨此酶缺乏究竟与其他相关疾病有无及有何种关系以及G6PD诱发的各类溶血机制研究有关,而且对评价已经和正在陆续发现的新药及食物是否会诱发溶血也是不可缺少的研究手段。过去已有若干自然突变形成的动物模型,如马、GPDX小鼠、大鼠、羊等，这些动物模型不是与人类G6PD缺乏症有差异,就是保留不当而绝种。1995年后已经有几个实验室用构建载体、同源重组、转基因等现代分子生物学手段复制模型,据报告已基本成功，但还未见到应用方面的报告。这无疑将成为G6PD研究深入的一个重要方面。

4人类基因组计划的一个重要组成部分是“人类基因组多样性项目”。我国有56个民族,构成了多样性的丰富资源。揭示G6PD基因突变的异质性和多态性,不仅可以为这一庞大的计划增砖添瓦,而且对从分子进化这一微观领域探讨中华民族进化、渊源、迁移、变迁提供有价值的资料。我们和云南虽然在这方面做了一些尝试,但还有许多工作需要深入和扩展。

5蚕豆病仍然有许多疑点没有解决。最使人感到困惑的是,为什么有的小孩只吃几粒蚕豆,甚至婴儿吮食母乳会发病？为什么G6PD缺乏者不是每次吃蚕豆都发病,尽管有时食量还很大？虽然目前已经提出了一些“蚕豆毒素”,特别是西方学者认可的蚕豆嘧啶和蚕豆嘧啶核苷是本病致溶血的直接原因。但据估计,这些化合物在蚕豆中含量很低,干蚕豆更低，引起溶血需要进食大量蚕豆,这与实际情况相去甚远。我们根据一些实验室材料曾提出过蚕豆毒素在体内“增量”的见解［见“蚕豆病”(人民卫生出版社,1987年)］,但未能继续研究证实。

G6PD 缺乏症虽然已经研究了40多年，但是仍然有许多值得深入探讨的问题，希望有志者，任重而道远，在21世纪继续努力往前！

作者单位:杜传书（510089广州,中山医科大学医学遗传学教研室）