肝豆状核变性的研究进展(一)56年属什么
杨健
【摘 要】肝豆状核变性是一种常染色体单基因隐性遗传的铜代谢障碍疾病,其致病基因ATP7B定位于染色体13q14.3,编码一种铜转运P 型ATP 酶.1912 年Kinnier Wilson 首先报道本病,近年来WD的研究已取得喜人的进展.1989 年WD基因被准确定位于13q14.3,1993 年WD基因被成功克隆.本病的诊断主要采用血清铜蓝蛋白(Ceruloplasmin,CP)、血清铜、尿铜、肝实质铜及基因检测.治疗方法包括饮食治疗、药物治疗、手术治疗和对症治疗,其中药物治疗主要采用青霉胺、锌盐及曲恩汀(Trientine).肝移植是唯一可以治愈本病的治疗措施,细胞移植治疗及基因治疗尚处实验研究阶段.本文就本病的历史研究进程及新近的诊治进展做一综述.
【期刊名称】《海南医学》
男人爱你的表现【年(卷),期】2013(024)006
【总页数】骑用英语怎么说7页(P892-898)
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【关键词】肝豆状核变性;诊断;治疗;进展
【作 者】杨健
正六棱柱【作者单位】海南医学院附属医院儿科,海南海口570102
【正文语种】中 文
【中图分类】R442.8
肝豆状核变性(Hepatolenticular degeneration，HLD也称wilson病，以下简称WD)是一种常染色体单基因隐性遗传的铜代谢障碍疾病，其致病基因ATP7B定位于染色体13q14.3，编码一种铜转运P型ATP酶。ATP7B基因突变导致ATP7B功能减弱或丧失，导致血清铜蓝蛋白合成减少以及胆道排铜障碍，蓄积体内的铜离子在肝、脑、肾、角膜等处沉积，引起进行性加重的肝硬化、锥体外系症状、精神症状、肾损害及角膜色素环(Kayr-Fleischer ring，k-F环)等[1-3]。本病的患病率大约为1/3万，而致病基因的携带率为1/90。现就本病的历史研究进程及新近的诊治进展综述如下：
1912 年Wilson[1]报道一种累及肝脏及大脑豆状核(Lenticular nucleus)的新疾病。尽管他耗尽终生精力去寻找成功的治疗方法，但却始终未能如愿。1913年Rumpel[4]发现这种患者死后的肝脏内含有大量的铜，因此，他推测铜是这种疾病的始作俑者。直到1948年止，本病的探索似乎被人们搁置下来而未予更大的关注。1948年Cumings[5]证明肝豆状核变性的患者大脑和肝脏内有大量的铜累积。这种发现使他联想到用英国刚生产的鳌合剂(Chelating agent)——抗路易士药剂(Antilewisite，也称Dimercaprol，二巯基丙醇，常用作砷、汞等中毒的解毒剂)来阻止疾病的进展。一般说来，在治疗学上的主要进展都是由许多跨国制药公司所创造的，它们生产的药物既安全又有效。然而，1982年Fred karch把治疗肝豆状核变性的药物归类为“罕用药”(Orphan drugs)范畴，迄今为止七个报批的新药都是由个别研究人员所发现。因此，可以说推动肝豆状核变性研究及取得的重要进展，大多是来自个别研究人员的成就而不是大公司所为。事实上，许多制药公司都按照自由市场经济的潜规则运作，它们研究和生产的新药主要针对常见病，因为只有这样才能获得巨额利润。现在介绍一个新药的费用大约需要8亿美元。基于上述原因，研究和和生产针对少见病的药物少有人问津，这也是情理之中的事情[6]。
WD的情况也是如此。到目前为止，所有能使用治疗的药物都是个体或小团队研究的产物。
肝豆状核变性治疗的故事不是始于1948年Cumings建议用二巯基丙醇，早在1939年第二次世界大战时，由于害怕希特勒使用含砒霜的军用毒气——刘易士毒气(Lewisite)袭击不列颠群岛，在Rudolph peters爵士的领导下，一个牛津大学的生物化学教授小团队开始研究解毒剂。这项研究的成果于1945年公开发表[7]。他们设计的二巯基丙醇分子具有二个替代巯基(-SH)的短链醇(Short-chain alcohol)，上述巯基使二巯基丙醇牢固地结合砒霜中五个环，从而使后者失去活性。后来这种化合物便称作英国的抗路易士剂(British antilewisite，BAL)。Cumings推测这种化合物可能会阻止肝豆状核变性的进展，四年以后的1951年，Cumings[8]在伦敦，而Denny Brown和Porter在波士顿市医院[9]分别报道这种药物有效。然而，随着二巯基丙醇的反复使用，其疗效越来越差，而毒性反应高居不下的发生率却明显凸现出来。除此之外，尚有由于深部肌注所带来的通宵达旦的疼痛。
WD研究真正发生质的飞跃是发生在上世纪50年代，1952年，Bearn等[10]和Scheinberg等[11]分别报道肝豆状核变性患者血清铜运输蛋白——铜蓝蛋白(Caeruloplasmis)缺乏。尽管对它的确切意义不甚明了，但是此时人们已尝试通过许多手段，例如高蛋白饮食、皮质类固醇和鳌合剂乙二胺四醋酸(Ethylenediamine tetraacetic acid)来改善治疗。事实上，上述治疗措施没有一个有好处。
1951 年，沃尔什(Walshe)教授进入牛津大学医学院登特教授的代谢研究所工作并引进最新的纸色谱分析法(Paper chromatography)技术用于临床生物化学研究，结果发现有肝病表现的WD患者存在氨基酸代谢紊乱。其主要观察在肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma)部分肝切除(主要是左叶切除)期间患者的改变，他发现术后患者尿中排泄氨基酸，而这种情况术前从未发生过。这使人们自然而然地想到氨基酸移动到溶解体系中，其与含硫氨基酸——半胱氨酸(Cysteine，也称巯基丙氨酸)密切相关。沃尔什选用二甲基半胱氨酸(Dimethyl cysteine)作为溶解体系来研究氨基酸的移动，他指出二甲基半胱氨酸是青霉素(Penicillin)的降解产物，人们习惯称之为青霉胺。
根据这条线索，在术后他用青霉素治疗患者时，特别注意观察尿中是否出现氨基酸。不出所料，给予大剂量青霉素治疗的患者，其尿中都出现氨基酸，最后他证实[12]：所有应用青霉素治疗的患者都出现上述情况。
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不久以后沃尔什获得富布莱特奖学金到哈佛大学医学院附属的波士顿市医院查尔斯·戴维森博士工作的肝病研究所进修，他主攻肝昏迷时大脑的氧耗量和肝昏迷时出现在患者血循环中各种毒素的影响。有一次戴维森对进行性肝功能衰竭的WD患者用二巯基丙醇处理，该
患者有明显的假性震颤(Pudosclerotic tremor)和水潴留。很久以前，人们就认识到青霉胺有特殊的分子结构能鳌合铜，其在巯基和氨基之间与铜结合形成一个环状复合物。戴维森博士有广泛的交际圈，他通过他的人脉从马萨诸塞州科技学院的约翰教授处获得2 g青霉胺。然而这时新的问题凸现出来了，那就是青霉胺的安全治疗剂量是多少？那个时代没有伦理委员会，不需要征求谁的许可。在实践中，根本没有哪个决定是建立在伦理指南之上的。患者服下溶在水里的1 g青霉胺24 h后未感觉任何不适，但是他们偶然发现：当水加入青霉胺后它立即变为鲜蓝色，这种非常意外的发现是由于巯基(-SH)和水中的铁之间产生的颜色反应，它似乎很安全。所以剩下的1 g青霉胺又给患者口服，结果发现患者尿中铜的排泄量明显增加，但是依然没有毒性反应。事实上，不发生毒性反应确实不足为奇。因为，用青霉素治疗的每个患者其尿中都有青霉胺排出。下一个问题是如何找到更多的青霉胺用于治疗患者。这时戴维森的关系网再次发挥作用，他从默克公司的医药主管Sharp和Dohme处得到支持，他们同意在小鼠身上做一些简单的毒性试验并送5 g多的青霉胺给他。但是非常遗憾，当把这些药物给患者服用时，却没有排出铜尿，这时他们想起半胱氨酸(Cysteine，巯基丙氨酸)会自动氧化为胱氨酸(Cystine，双硫丙氨酸)而失去巯基(-SH)，青霉胺很可能也有同样的反应。根据这个推测，默克公司的医药主管做了一个试验，他用
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氯化铁(Ferric chloride)做试验，结果没有呈蓝色，很明显他所给戴维森的青霉胺已失去自由的巯基了，估计其中的二甲基半胱氨酸(Dimethyl cysteine)已自动氧化成四甲基胱氨酸(Tetramethyl cystine)。在多次通信联系后，默克公司的医药主管表示歉意并希望不能因为这失误而影响WD的研究工作。非常幸运，席汉教授帮助他们与Mann's精制化学药品(Mann's Fine chemicals)公司联系并从那里获得50 g青霉胺，同时该公司提供使用说明书教会他们如何进一步做临床试验。沃尔什进修期满后返回英国继续上述研究，他发现从青霉素衍生而来的青霉胺是胺基酸的右旋异构体(D-isomer of the aminoacid)，而合成的青霉胺是由胺基酸的右旋异构体和左旋异构体(L-isomer)组成，其中只有左旋异构体有毒性。
随后，沃尔什转到剑桥大学工作并在医学院的附属医院成立查尔斯·登特代谢研究所，他把青霉胺装进胶囊给WD患者服用，在进行临床试验时他发现事情进展很顺利，因为患者既不询问伦理问题，也不考虑安全性，依从性相当好。总共有3个患者接受治疗，最初的实验结果表明[13]：这种新药治疗的前景的确很好，它与其他的药物不同，在单次治疗量后所有患者都排出大量的铜。他们曾担心在长期服用后可能会存在毒性，但所幸的是上述患者未发现任何问题。在试验后，二个患者继续用二巯基丙醇(BAL)治疗，其中一个患者不久后由于食管大出血而死亡，另一位患者数年后估计可能是由于效果不好或对二巯基丙醇不耐
受而重新再用青霉胺。第一位接受青霉胺长期治疗的患者是一位女性，其用量是每天450 mg(现在认为这个剂量太小)，在9个月后尽管某些症状及体征依旧，但她严重的震颤麻痹综合征(Severe parkinsonian syndrome)开始得到改善，最后由于症状明显好转而得于成婚，婚后养育一个孩子。她50多岁后仍然继续服用青霉胺，不过一直没有明显的副作用。
叠罗汉游戏20世纪60年代后青霉胺被选作WD的治疗药物[14-17]。荷兰神经病学家Schouwink[18]的研究表明：锌盐(Zinc salts)可有效地抑制肠道铜的吸收，因此可用于WD的治疗。然而，锌不能促进铜通过胆汁或尿液排泄，因此其降铜作用相当缓慢。随后荷兰的Hoogenraad等[19]和美国的Brewer等[20]分别继续研究锌盐疗法，他们都是这一疗法狂热的支持者。最后，美国食品及药物管理局(FDA)仅同意锌盐在下述情况下使用：即先用鳌合剂降铜后，再用锌盐作为维持治疗。与鳌合剂相比锌盐不但价格低廉，而且毒副作用小。假如把锌盐作为单一的治疗，那么它的作用就相当缓慢，它仅通过抑制肠道对铜的吸收而产生一种负铜平衡。Hoogenraad[21]和Brewer[22]于20世纪末曾经就锌盐这种疗法谁最先发现的问题公开论战，但事实上Schouwink[18]于1961年已做初步研究，他才是真正的功勋级人物。有关青霉胺毒副作用的报道不少[23-24]，其中最严重的是免疫反应导致系统性红斑狼疮和免疫复合物性肾炎。虽然这些毒副作用不多见，但它使青霉胺的临床应用备受争议[25-26]。事
实上，在这个问题上真是“仁者见仁，智者见智”。如果用青霉胺连续治疗患者，那么他(她)有可能会因青霉胺肾病而导致肾衰竭死亡。但是，如果停用药物，那么他(她)也可以会因肝豆状核变性的症状而夭折。二巯基丙醇(BAL)只产生轻度的铜尿，但它可带来巨大的麻烦，因此，临床上摒弃它，不作为WD治疗的选择。
寻找新的鳌合剂已成为当务之急，理想中的鳌合剂应符合如下标准：(1)没有毒性；(2)可以口服；(3)其从尿中排泄铜的作用应不亚于青霉胺。用老鼠做实验研究多少有点不科学，许多复合物从结构上看很有希望成为理想中的鳌合剂，但实际应用没有一个有效果。沃尔什就此事专门请教生物化学教授狄克逊，后者建议使用三乙烯毒鼠强(Triethylene tetramine，也称三乙烯羟化四甲胺)，他指出三乙烯毒鼠强在生物化学上具有产生胺、精胺(Spermine)和亚精胺(Spermidine)的类似结构，因此经结构改造后可没有毒性。众所周知，三乙烯毒鼠强是工业化学品，习惯上用作环氧树脂硬化剂(Epoxyresin hardener)，它是一种强碱，pH值为14。因此，要通过中和作用把pH值降至7.2左右。由于它是商用化学品，其纯度仅在60%以下，所以要用于临床就必须生产出一种纯洁的结晶盐。事实上，要生产出纯洁的产品相当困难，先通过生成二盐酸化合物(Dihydrochloride)提高纯度，最后经过冷冻干燥(Freeze drying)把杂质除去。这种产品极容易潮湿，它必须储存在五氧化二
磷(Phosphorus pentoxide)的环境。它的味道相当像无味的饼干，当把这种药给老鼠服用时，发现它无毒并能引起明显的铜尿。时光倒流到当时进行的临床试验，当单剂量给有WD肾病的患者服用时，发现患者排出大量的铜尿，并明显提示该药对WD的治疗具有良好的前锦[27-28]。若干年后，随着粗制的三乙烯羟化四甲胺治疗青霉胺不耐受患者数量的增加，越来越证明它是有价值的[29]。沃尔什的助手对该药进行有效负荷试验，他们把药物装进胶囊分给患者服用，这种自我负责的药理学冒险行为不可避免地终于遇到麻烦。2例对青霉胺发生早期毒性反应的新患者改用从新的供应商那里购买来的粗制三乙烯羟化四甲胺时，全部发生急性肾小管坏死。这次治疗立即被“叫停”。此时，他们从这批三乙烯羟化四甲胺中寻找有毒的杂质，曾疑及三氨乙基胺(Triaminotriethylamine)，但它又不象导致事故的罪魁祸首。因为各批次的三乙烯羟化四甲胺中都会有三氨乙基胺，并已用数年，但已往未见类似情况发生。药理学系的Grundy教授研究发现三氨乙基胺的分子式有可能是一种神经节阻滞剂，最后证实这种推论是正确的。随后不久，Hal Dixon采用一种十分完美的方法经过结晶化从无水酒精(Absolute alcohol)中提纯三乙烯羟化四甲胺(Triethylene tetramine)，紧接着他们用这种纯化的药品治疗患者，结果表明患者可以耐受。几周后接受治疗的患者病情得到明显的改善，正当她准备出院时，却发现已怀孕，这次怀孕是由于几
周前她丈夫来医院探病时发生的。现在问题出现了：那种三乙烯羟化四甲胺对胎儿有影响吗？主管医生Hilda Bruce立即用老鼠做了一些初步实验，结果显示这种药没有致畸作用。非常幸运，妊娠很成功，足月后她产出一个正常的男婴。
