杨立业王朋朋

•综 述•

新生儿黄疸的遗传因素

杨立业1★王朋朋2

新生儿黄疸是全球儿科医生共同面对的难题，遗传因素在新生儿黄疸的发病中起重要作用。目前的研究认为，与新生儿黄疸发生有关的因素主要有G6PD、尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A1、编码有机阴离子转运体（OATP）的基因SLCO1B1和SLCO1B3，以及血红素加氧酶1 和胆绿素还原酶A。

新生儿；病理性黄疸；新生儿高胆红素血症；溶血

新生儿黄疸（Neonatal jaundice）是全球儿科医生共同面对的难题。国外文献建议足月儿血清胆红素＜220.59 µmol/L（12.8 mg/dL）时为生理性黄疸的界限[1]。国内学者将正常足月新生儿黄疸的诊断标准定为：出生后第一天≥103μmol/L（6 mg/dL）,出生第二天≥154μmol/L（9 mg/dL），出生第三天≥205 μmol/L（12 mg/dL），大于3天≥257μmol/L（15 mg/dL）[2]。目前已经明确部分新生儿黄疸的原因，如早产、ABO溶血、缺氧/窒息、脱水/呕吐、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（glucose-6-phosphate dehydrogenase de fi ciency，G6PD）缺乏等，但仍有相当部分病例原因不清[2]。在足月新生儿中，亚洲黄种人和印第安人新生儿血清非结合胆红素的峰值水平比白人和黑人高出1倍，黄种人新生儿核黄疸的发生率也高于白人和黑人[1]。因此认为遗传因素在新生儿黄疸的发病中起作用。

目前的研究认为，与胆红素代谢有关的因素主要有G6PD、尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A1（uridine diphosphate glucuronosyl transferase 1A1，UGT1A1）、编码有机阴离子转运体（organic anion-transporting polypeptide，OATP）的基因SLCO1B1和SLCO1B3以及血红素加氧酶1 （heme oxygenase-1，HO-1）和胆绿素还原酶（biliverdin reductase A，BLVRA）[3,4,9]。HO-1是血红素分解的起始和限速酶，可以将血红素分解为胆绿素、铁（Fe2+）和一氧化碳（CO），胆绿素则被BLVRA进一步还原成胆红素[9]。G6PD、UGT1A1和SLCO1B1的基因变异与新生儿黄疸的关系国外和国内都有相关研究，但当时的研究多采用等位特异性寡核苷酸探针杂交（ASO）、PCR-限制性片段长度多态性分析（PCR-RFLP）、PCR-扩增阻滞突变系统（PCR-ARMS）、单链构象多态性分析（PCR-SSCP）或者PCR扩增后进行测序的方法，由于技术的限制，只能对单个基因的少数位点进行基因突变分析，研究缺乏代表性和系统性[5～8]。鉴于G6PD、UGT1A1、SLCO1B1、SLCO1B3、HO-1和BLVRA在介导胆汁酸和胆红素生理和病理功能效应中的重要作用，这些基因多态性的研究将有助于为新生儿黄疸个体表现差异提供分子水平的解释，同时也为临床治疗提供指导。

1 UGT1A1基因缺陷与新生儿黄疸

尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1（uridine diphosphate glucuronosyl transferase 1，UGT1）基因位于染色体2q37，基因全长大于500 kb，已知人类主要的胆红素代谢相关UGT是UGT1A1[10]。UGT1A1启动序列TATA盒野生基因型为（TA）6TAA， TA重复序列（TA）5-8TAA参与调节UGT1A1的转录活性，UGT1A1基因的表达随着TA重复序列的增加而降低，进而影响酶的活性[11,12]。UGT1A1基因的多态性也可表现在编码区，在亚洲黄种人常见，如211G→A（Gly71Arg）、686C→ A（Pro229Gln）、Arg367Gly、Tyr468Asp等[1,5,7,13,14]。亚洲黄种人UGT1A1基因启动子区域TATA重复多态性与新生儿黄疸关联不明显[14]。

2 G6PD缺乏症

G6PD缺乏是一种伴性X染色体不完全显性遗传病，G6PD缺乏新生儿核黄疸发生率高，以往常强调溶血是导致黄疸的原因。然而，事实并非如此，在发生核黄疸的G6PD缺乏患儿中，贫血往往并不存在[15]。因而怀疑胆红素结合的降低是一个重要的因素，间接胆红素通过肝脏UGT与葡萄糖醛酸结合形成胆汁，而UGT1A1基因缺陷可导致酶缺陷，间接胆红素不能有效地结合而排出，形成高胆红素血症。对G6PD缺陷的新生儿和正常对照研究发现：在UGT1A1基因正常的纯合子，无论是否存在G6PD缺陷，其黄疸发生情况几乎相同，而在UGT1A1基因启动子缺陷的纯合子和杂合子中，有G6PD缺陷的新生儿黄疸发生情况显著高于对照组[16]。因此推论，溶血并不是G6PD缺陷新生儿高胆红素血症的唯一发病机理，它需要另一因素即UGT1A1缺陷存在，其共同作用可导致严重的高胆红素血症，这足以引起核黄疸[16～17]。台湾Huang 等[18]也有类似报告，UGT1A1基因核苷酸211G→A点突变导致G6PD缺乏患儿的胆红素升高，甚至发生核黄疸的严重后果。研究提示UGT1A1和G6PD基因变异的累加效应加重新生儿黄疸的发生[16]。但其它基因变异的叠加效应是否能够导致或加重新生儿黄疸，目前无文献报告。

3 有机阴离子转运多肽（OATP）影响胆红素的代谢

OATP家族包括多个成员，目前认为与胆红素代谢有关的多肽包括OATP1B1（organic anion transporting polypeptide 1B1，又称OATP-C，OATP2，LST1）和OATP1B3，它们是一种特异性分布于肝细胞基侧膜上的一种转运蛋白，和体内诸多内源性或外源性物质的肝脏摄取作用关系密切[19,23]。胆汁酸、葡萄糖醛酸化结合物、多肽和他汀类药物都是OATP1B1转运的底物[19,24]。编码OATP1B1和OATP1B3的基因分别为SLCO1B1和SLCO1B3[23]。近年来，SLCO1B1和SLCO1B3基因上已陆续发现多个单核苷酸多态性（SNP），其中有些SNP已经在体外或体内实验中证实与转运功能异常有关，不同种族和人群在基因水平的SNP差异明显[20,22～24]。

OATPlBl与非结合型胆红素（UCB）的跨膜转运有关，UCB是一种不溶于水的血红素降解产物，主要由老化破裂的红细胞产生。它主要经过肝脏途径进行代谢清除，先由位于肝细胞基侧膜的转运蛋白OATPlBl摄取进入肝脏，然后经Ⅱ相葡萄糖醛酸转移酶UGTlAl葡萄糖醛酸化形成结合型胆红素，最后由位于肝细胞顶膜侧的多药耐药相关蛋白（ABCC2，MRP2）分泌进入胆汁管排泄[19,20]。在这一过程中，OATP1Bl的转运是先决步骤，对UCB以及整个胆红素代谢的平衡起着至关重要的作用，OATP1B3也有类似的功能和作用[22,23]。研究表明，SLCOlBl的T52lC突变导致血浆胆红素水平升高，并且与新生儿黄疸有关[21]。而OATP1B3的基因多态性与新生儿黄疸的关系，目前无相关研究。

SLCO1B1的基因多态性与亚洲人的胆红素水平相关，其中的两个多态性*5/T521C/Val174Ala /rs4149056和*15/Asp130Asn/rs2306283是决定胆红素水平的关键点，Val174Ala/rs4149056主要引起结合胆红素的升高[24，25]。意大利的一个研究小组证实，SLCO1B3的基因变异导致特发性的轻度非结合胆红素升高，影响血清胆红素水平的SNP有两个位点，一个位于下游的SNP rs2117032，第二个位点是rs17680137，位于SLCO1B3第7内含子，在亚洲为单一倍体型，没有基因变异[22]。

最近，科学家对8841例韩国人群进行了胆红素相关的全基因组关联分析（GWAS），发现UGT1A1基因SNP位点rs11891311、rs4148323和SLCO1B3基因SNP位点rs2417940的多态性影响血清胆红素水平，蛋白编码变异体rs4148323, 只在亚洲人存在，而在欧洲人没有这种变异，因此这种变异只影响亚洲人的血清胆红素水平。有趣的是，关联分析发现韩国人和欧洲人SLCO1B3的不同的基因变异对胆红素的影响，在韩国人中，SLCO1B3内含子7的rs2417940的变异为突出特征，而在欧美人常见的SNP位点rs17680137和rs2117032，没有达到基因组关联的统计学差异水平。同样的，也没有发现韩国人的SLCO1B1基因的多态性影响胆红素的水平，提示胆红素水平的遗传因素在欧美人和韩国人不同种族之间的显著差异[23]。

4 HO-1和BLVRA

HO-1（OMIM*141250）是血红素分解的起始和限速酶，可以将血红素分解为胆绿素、铁（Fe2+）和一氧化碳（CO），胆绿素则被BLVRA进一步还原成胆红素[9]。HO-1启动子（GT）n二核苷酸重复序列调节HO-1的基因转录，重复次数n在12～40次之间[26]。短的等位基因（＜27 GT重复） 与成年人的总胆红素水平增高相关[27]。日本的一个与新生儿有关的研究证明，HO-1（GT）n重复次数与新生儿总胆红素水平无关[28]。然而，土耳其的一个研究小组证实，拥有短的HO-1 （GT）重复（＜24 GT）等位基因的新生儿比健康的新生儿更可能发生迁延性非结合的高胆红素血症[29]。

BLVRA（OMIM*109750）将胆绿素还原成胆红素，理论上讲，BLVRA 的多态性可能影响新生儿胆红素的代谢。然而，在dbSNP 数据库只有一个常见的非同义BLVRA基因变异rs699512：A /G（等位基因频率: 高加索人0.23、非洲裔美国人0.08、中国人0.27、日本人0.40），没有发现这种变异在亚洲的3种人群（汉族、维吾尔族和哈萨克族）中与总胆红素水平的相关性[9]。这种变异对新生儿胆红素的影响没有相关研究[30]。

5 基因变异的累加效应

一个个体可以存在多种胆红素相关的基因变异[3～5,31,33]。 UGT1A1基因启动子区域的（TA）n变异合并编码区的突变增加新生儿高胆红素的风险，甚至导致核黄疸[31]。而且，基因变异的杂合性叠加也能够产生轻到重度的表型，这种过程被称为“协同杂合性”（synergistic heterozygosity）[32]。一个新生儿同时是G6PD-地中海和UGT1A1*28的杂合子，导致致命性核黄疸，提示协同杂合性对高危型高胆红素血症的致病风险以及新生儿黄疸复杂的多基因遗传特性[33]。最近的一个病例报告提示HO-1启动子多态性对新生儿胆红素的潜在调节作用，特别是当短（GT）n重复序列与有溶血遗传倾向（例如G6PD缺乏症、ABO血型不合溶血和遗传性球形红细胞增多症）的因素叠加时，可能导致新生儿黄疸[34]。

由于我国南方地区G6PD缺乏症的发病率较高，新生儿黄疸的发病率也明显高于中国北方地区，因此对相关基因的研究可以从遗传角度解释新生儿黄疸的发生，将来有可能开发一种对新生儿黄疸进行基因诊断的基因芯片，以全面了解新生儿发生黄疸的危险性并且开展早期预防。

[1] Maruo Y, Nishizawa K, Sato H, et al. Association of neonatal hyperbilirubinemia with bilirubin UDP-glucuronosyltransferase polymorphism[J]. Pediatrics, 1999, 103(6 Pt 1): 1224-1227.

[2] 《中华儿科杂志》编辑委员会, 中华医学会儿科学分会新生儿学组. 新生儿黄疸诊疗原则的专家共识[J]. 中华儿科杂志, 2010, 48(9): 685-686.

[3] Chang P F, Lin Y C, Liu K, et al. Risk of hyperbilirubinemia in breast-fed infants[J]. J Pediatr, 2011, 159(4): 561-565.

[4] Watchko J F, Lin Z, Clark R H, et al. Complex multifactorial nature of significant hyperbilirubinemia in neonates[J]. Pediatrics, 2009, 124(5): e868-e877.

[5] 傅雯萍, 刘义. 遗传因素在广西新生儿高胆红素血症中的作用[J]. 中华儿科杂志, 2005, 43(10): 743-747.

[6] 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.

[7] 高宗燕, 钟丹妮, 刘义, 等. 胆红素-尿苷二磷酸葡萄糖醛酸基转移酶G71R基因型对广西地区新生儿黄疸程度的影响[J]. 中华儿科杂志, 2010, 48(9): 646-649.

[8] 宋华. Gilbert综合征及其分子遗传学基础[J]. 国际儿科学杂志, 2010, 37(4): 422-424.

[9] Lin R, Wang X, Wang Y, et al. Association of polymorphisms in four bilirubin metabolism genes with serum bilirubin in three Asian populations[J]. Hum Mutat, 2009, 30(4): 609-615.

[10] Moghrabi N, Sutherland L, Wooster R, et al. Chromosomal assignment of human phenol and bilirubin UDP-glucuronosyltransferase genes (UGT1A-subfamily)[J]. Ann Hum Genet, 1992, 56(Pt 2): 81-91.

[11] Bancroft J D, Kreamer B, Gourley G R. Gilbert syndrome accelerates development of neonatal jaundice[J]. J Pediatr, 1998, 132(4): 656-660.

[12] Monaghan G, McLellan A, McGeehan A, et al. Gilbert's syndrome is a contributory factor in prolonged unconjugated hyperbilirubinemia of the newborn[J]. J Pediatr, 1999, 134(4): 441-446.

[13] Huang C S, Chang P F, Huang M J, et al. Relationship between bilirubin UDP-glucuronosyl transferase 1A1 gene and neonatal hyperbilirubinemia[J]. Pediatr Res, 2002, 52(4): 601-605.

[14] 杨琳, 丁俊杰, 周文浩. UGT1A1基因多态性与新生儿黄疸遗传关联性的Meta分析[J]. 中国循证儿科杂志, 2010, 5(5): 335-348.

[15] Beutler E. G6PD deficiency[J]. Blood, 1994, 84(11): 3613-3636.

[16] Kaplan M, Renbaum P, Levy-Lahad E, et al. Gilbert syndrome and glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency: a dose-dependent genetic interaction crucial to neonatal hyperbilirubinemia[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 1997, 94(22): 12128-12132.

[17] Kaplan M, Beutler E, Vreman H J, et al. Neonatal hyperbilirubinemia in glucose-6-phosphate dehydrogenasedeficient heterozygotes[J]. Pediatrics, 1999, 104(1 Pt 1): 68-74.

[18] Huang C S, Chang P F, Huang M J, et al. Glucose-6-phosphate dehydrogenase de fi ciency, the UDP-glucuronosyl transferase 1A1 gene, and neonatal hyperbilirubinemia[J]. Gastroenterology, 2002, 123(1): 127-133.

[19] Cui Y, König J, Leier I, et al. Hepatic uptake of bilirubin and its conjugates by the human organic anion transporter SLC21A6[J]. J Biol Chem, 2001, 276(13): 9626-9630.

[20] Ieiri I, Suzuki H, Kimura M, et al. Influence of common variants in the pharmacokinetic genes (OATP-C, UGT1A1, and MRP2) on serum bilirubin levels in healthy subjects[J]. Hepatol Res, 2004, 30(2): 91-95.

[21] Huang M J, Kua K E, Teng H C, et al. Risk factors for severe hyperbilirubinemia in neonates[J]. Pediatr Res, 2004, 56(5): 682-689.

[22] 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.

[23] Kang T W, Kim H J, Ju H, et al. Genome-wide association of serum bilirubin levels in Korean population[J]. Hum Mol Genet, 2010, 19(18): 3672-3678.

[24] Zhang W, He Y J, Gan Z, et al. OATP1B1 polymorphism is a major determinant of serum bilirubin level but not associated with rifampicin-mediated bilirubin elevation[J]. Clin Exp Pharmacol Physiol, 2007, 34(12): 1240-1244.

[25] 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 Ther, 2002, 302(2): 804-813.

[26] Exner M, Minar E, Wagner O, et al. The role of heme oxygenase-1 promoter polymorphisms in human disease[J]. Free Radic Biol Med, 2004, 37(8): 1097-1104.

[27] Endler G, Exner M, Schillinger M, et al. A microsatellite polymorphism in the heme oxygenase-1 gene promoter is associated with increased bilirubin and HDL levels but not with coronary artery disease[J]. Thromb Haemost, 2004, 91(1) : 155-161.

[28] Kanai M, Akaba K, Sasaki A, et al. Neonatal hyperbilirubinemia in Japanese neonates: analysis of the heme oxygenase-1 gene and fetal hemoglobin composition in cord blood[J]. Pediatr Res, 2003, 54(2): 165-171.

[29] Bozkaya O G, Kumral A, Yesilirmak D C, et al. Prolonged unconjugated hyperbilirubinaemia associated with the haem oxygenase-1 gene promoter polymorphism[J]. Acta Paediatr, 2010, 99(5): 679-683.

[30] Watchko J F, Lin Z. Exploring the genetic architecture ofneonatal hyperbilirubinemia[J]. Semin Fetal Neonatal Med, 2010, 15(3): 169-175.

[31] Kadakol A, Sappal B S, Ghosh S S, et al. Interaction of coding region mutations and the Gilbert-type promoter abnormality of the UGT1A1 gene causes moderate degrees of unconjugated hyperbilirubinemia and may lead to neonatal kernicterus[J]. J Med Genet, 2001, 38(4): 244-249.

[32] Vockley J, Rinaldo P, Bennett M J, et al. Synergistic heterozygosity: disease resulting from multiple partial defects in one or more metabolic pathways[J]. Mol Genet Metab, 2000, 71(1-2): 10-18.

[33] Zangen S, Kidron D, Gelbart T, et al. Fatal kernicterus in a girl deficient in glucose-6-phosphate dehydrogenase: a paradigm of synergistic heterozygosity[J]. J Pediatr, 2009, 154(4): 616-619.

[34] Immenschuh S, Shan Y, Kroll H, et al. Marked hyperbilirubinemia associated with the heme oxygenase-1 gene promoter microsatellite polymorphism in a boy with autoimmune hemolytic anemia[J]. Pediatrics, 2007, 119(3): e764-e767.

The genetic factors of neonatal jaundice

YANG Liye1★, WANG Pengpeng2
(1.Laboratory Medical Center, Chaozhou Central Hospital, Guangdong, Chaozhou 521021, China; 2.Department of Pediatrics, Chaozhou Central Hospital, Guangdong, Chaozhou 521021, China)

Neonatal jaundice is the problem that the world's pediatrician to face together. The genetic factors play an important role in the pathogenesis of neonatal jaundice. The current studies suggested that the major factors associated with neonatal jaundice including glucose-6-phosphate dehydrogenase de fi ciency (G6PD), uridine diphosphate glucuronic transferase 1A1 (UGT1A1), the SLCO1B1 and SLCO1B3 gene that encode the organic anion-transporting polypeptide (OATP), heme oxygenase 1 and biliverdin reductase A.

Newborn; Pathological jaundice; Neonatal hyperbilirubinemia; Hemolysis

1.广东省潮州市中心医院检验实验中心，广东，潮州 521021 2.广东省潮州市中心医院儿科，广东，潮州 521021

★通信作者：杨立业，E-mail:yangleeyee@sina.com