朱雨田 综述，陈和平△ 审校

(1.电子科技大学医学院，四川 成都 610051；2.四川省医学科学院·四川省人民医院老年消化科，四川 成都 610072)

慢性胰腺炎遗传学研究进展

朱雨田1，2综述，陈和平1，2△审校

(1.电子科技大学医学院，四川 成都 610051；2.四川省医学科学院·四川省人民医院老年消化科，四川 成都 610072)

慢性胰腺炎(chronic pancreatitis，CP)是一种进展性、不可逆的胰腺外分泌及内分泌组织损毁性病变，最终导致胰腺外分泌功能损坏、糖尿病，甚至胰腺癌。CP病程迁延，其发病率在国内外有逐年升高的趋势，确切病因和发病机制尚不清楚，因此遗传基因异常在其发病过程中的作用成为了国内外研究的热点，但目前尚无一致性定论。本文就国内外近几年CP相关突变基因进行综述。

慢性胰腺炎；基因；遗传

慢性胰腺炎(chronic pancreatitis，CP)的主要病理性改变有胰腺慢性纤维化、钙化、胰管慢性炎症和胰管结石，常于明确诊断20年后发展成为胰腺癌。既往研究提示，CP的发病机制与基因突变、细胞因子、免疫和细胞凋亡等有密切的关系[1]。随着分子生物学和遗传学的发展，CP的遗传因素越来越受到人们的关注[2]。个体易感性疾病由遗传因素和环境因素共同作用，遗传连锁图谱的相关研究确定了阳离子胰蛋白酶原基因(cationic trypsinogen gene，PRSS1)、丝氨酸转肽酶抑制剂Kazal type 1(serine protease inhibitor Kazal type 1，SPINK1)、紧密连接蛋白2(claudin-2，CLDN2)、羧肽酶A1基因(Carboxypeptidase A1，CPA1)、囊性纤维跨膜电导调节因子(cystic fibrosis transmembrane regulator，CFTR)和组织蛋白酶B(cathepsin B，CTSB)等基因与慢性胰腺炎的相关性。现就其遗传学研究进展综述如下。

1 PRSS1基因

PRSS1位于7号染色体长臂，可编码trypsin-1蛋白。PRSS1突变是导致遗传性胰腺炎(hereditary pancreatitis，HP)的主要原因[3]。HP 是一种常染色体显性遗传病，具有一定的家族集聚性，发病外显率约 80%[4]，其中大约有20%的PRSS1基因突变是已知功能获得性突变，主要在钙结合部位起到激活和失活胰蛋白酶的作用[5]。这一发现证明[2]，复发性急性胰腺炎(recurrent acute pancreatitis)会导致慢性胰腺炎[3，5]，遗传性胰腺炎是慢性胰腺炎在家族中的另外一种表现形式[6]，胰蛋白酶是急性和慢性胰腺炎的病理生理过程中的关键分子。

PRSS1 基因最常见的两种突变:第一种是R122 h 突变，即第三号外显子密码子上发生G→A突变，使得122位精氨酸(CGC)突变成为组氨酸(CAC)，自行水解的初始识别位点消失，导致胰蛋白酶无法失活而获能，进而提高自我活化能力。第二种是N29I突变，即第二外显子A→T突变，第29位天冬酰胺突变为异亮氨酸，导致PRSS1高级结构改变，与SPINK1结合力下降，提高了稳定性和自我激活能力[7]。最新研究表明，PRSS1的另一种突变A16V，是一种常见的轻微变异，也可以增加胰腺炎的风险，相比R122 h或N29I发病外显率较低[8]。

除了研究PRSS1基因突变与CP相关性外，研究拷贝数的变异(CNVs)也成为了热点。一项法国ICP患者研究中[9]，在7q35染色体上确定了605 kb重复序列，增加了PRSS1和2基因的拷贝数。这项研究确定了胰蛋白酶原PRSS2基因的1号和2号外显子，PRSS1基因的3和5号外显子，它们的N29I突变在于增加了胰蛋白酶基因拷贝数。

2 SPINK1基因

SPINK1位于第5条染色体上，包含4个外显子，既是一种急性反应蛋白，也是一种胰蛋白酶抑制剂。SPINK1会引导一种由23个氨基酸组成的信号肽进内质网，在内质网腔内去除信号肽，进而特异性抑制胰蛋白酶腺泡细胞中约20%被激活的胰蛋白酶。

SPINK1基因突变中最常见的是N34S突变(c.101A>G)，且在特发性慢性胰腺炎(Idiopathic chronic pancreatitis，ICP)的人群中突变率会增加。Orsolya等[10]研究表明，在CP患者中，有12.6%存在N34S杂合子突变，3.6%存在纯合子突变，而在对照组中只有1.9%的杂合子突变。SPINK1基因突变同样会发生在没有胰腺炎家族史或缺少典型慢性胰腺炎危险因素的患者中。SPINK1突变不一定是导致CP的主要危险因素，而是经常性表现为抑制胰蛋白酶激活失败[11，12]。SPINK1 基因突变致病的分子作用机理至今还不完全清楚。SPINK1的全基因组和启动子区域测序并未发现新的多态性，它将被归为复杂杂合子基因型和常染色体隐性遗传病模型。

3 CLDN2基因

CLDN2基因编码claudin-2蛋白，是一种紧密连接结构蛋白，密封上皮细胞之间的空间，不同于其他大多数蛋白家族，它形成孔隙水和钠离子通道(渗透水和溶质的非紧密连接)[13～15]。claudin-2受炎症过程中动态调控，使得表达上调。与酒精有关的非复发性急性胰腺炎CLDN2基因，其高危突变是常见等位基因突变频率的0.26倍。这可以解释为什么部分男性酒精有关胰腺炎的发病频率(0.26)比女性(0.07)高[16，17]。第一个有关胰腺炎全基因组关联研究(GWAS)已确定X染色体附近的一个高危位点CLDN2[18]。印度的一项病例-对照研究表明[19]，CLDN2基因的多态性与CP的进展有关，并且在女性患者中占较高比例。

4 CPA1基因

CPA1是一种能够水解肽链C端肽键的一种胰腺金属蛋白酶。目前已经在人类胰液中发现了该酶的三种亚型。A型羧肽酶(包括CPA1和CPA2)作用于芳香及脂肪氨基酸残基，CPB1可以水解C端赖氨酸和精氨酸残基。其中，编码CPA1的基因(MIM114850)位于7号染色体长臂3区2带2亚带(7q32.2)，长约8 kb，包括10个外显子。CPA1基因编码羧肽酶A1，是仅次于胰蛋白酶的胰腺消化酶蛋白，占分泌蛋白总额的贡献率达到10%，CPA1突变与非酒精性慢性胰腺炎相关，特别是早期发病人群[20]。CP的发生(无关胰蛋白酶活性)似乎与从改变蛋白质折叠的突变，引发未折叠蛋白应答的内质网应激有关。

迄今为止，已有遗传学研究表明，胰内胰蛋白酶活性在疾病发病中起关键作用，来自德国慕尼黑工业大学的Witt H等研究中纳入了德国非酒精性慢性胰腺炎患者(944例)和对照组人群(3938例)，分析CPA1基因在两个人群中的分布差异，后续也将纳入欧洲、印度、日本等其他地区人群开展相关研究[19，21]。

5 CFTR基因

第五个主要与CP相关的基因是CFTR，位于第7条染色体长臂，约250 kb，包含27个外显子。CFTR 基因编码一种对cAMP 敏感的氯离子通道，如果CFTR功能不足，导致pH 值下降，酸性环境引起组织炎症损害，同时导致胰酶分泌及激活的异常，最终导致胰腺的纤维化及功能不全，进而导致胰腺炎[22]。Smith[23]认为较低离子浓度是机体保持消灭微生物能力的一个重要因素，而CFTR表达异常时氯化钠浓度较高，机体清除病原体能力下降，这也是机体感染的一个重要原因。CFTR突变会导致囊性纤维化(cystic fibrosis CF)，是一种可累及多个器官的常染色体隐性遗传病，临床表现为CP。

目前为止，已发现有1300多种CFTR突变类型与CF有关[24]。两个家族性与散发性非酒精性胰腺炎病例分析表明，F508del和R75Q是患者最常见的CFTR突变类型[25]。有66% 的CF患者会出现编码苯丙氨酸密码子3个碱基对丢失的现象，这种突变会导致外分泌腺功能紊乱，该突变会使得CP发生率为一般人群的40倍[26]，Zoller等[27]认为该突变是慢性胰腺炎的一个重要危险因素。

6 CTSB基因

CTSB是一种溶酶体水解酶，位于第8条染色体，25.6 kb，含有12个外显子。CTSB同胰蛋白酶原包裹，和胰蛋白酶一起被分泌到胰液中。并且CTSB可重新分布于酶原颗粒和浓缩泡中，通过降解胰蛋白酶原变成胰蛋白酶，还可以连锁活化其他消化酶。一项研究表明CP是CTSB某种基因突变的结果，因为突变可能导致胰蛋白酶原被过早激活或不恰当的定位[28]。同时有研究也认为CTSB的S53 g和C595T等突变作为激活胰蛋白酶原的扳机点可能是至关重要的，但也可能只是SPINK1突变表达时所必需的一个伴随因子[29]。

7 CP的研究热点与难点

目前CP的研究热点:①基因突变在CP发生过程中所起作用逐渐受到学者关注。国内胆源性CP比例逐年上升，而国外则以酒精性CP为主[30]，由于诱因不同，国内外CP可能存在不同的基因突变。②研究发现胰腺损伤后正常修复机制的调节障碍可能会导致胰腺纤维化，如转化生长因子(TGF-β)等细胞因子表达异常与胰腺组织的纤维化程度有关[31]。③在药物治疗方面，胃肠激素和抗氧化剂是今后开发和研究方向之一。CP研究仍有许多难点:①CP主要病因一直存在争议。②CP的鉴别诊断较困难，希望寻找可以早期发现胰腺纤维化的血清标记物。③CP与胰腺癌关系密切，但它们的因果关系尚有争议[32]。④手术干预或内镜介入治疗的长期疗效和实际效果尚难确认。

8 结论

目前，人们对于CP病因及发病机制的了解较过去有了很大提高，进展最大的是CP的遗传易感性的深入研究。随着研究技术与治疗手段的不断进步，相信人们可以揭示其发病机制，并寻求到有效的治疗方法。在将来，我们可能建立理想的动物模型，取得一些基因研究和细胞因子研究的突破性进展，使CP的发病机制得以不断阐明，随着研究的深入必将进一步明确胰腺疾病的病因，为CP诊断、防治提供新的策略。

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Genetics progress of chronic pancreatitis

ZHU Yu-tian，CHEN He-ping

四川省科技厅科技支撑计划基金资助项目(编号:2011FZ0036)

R576

A

1672-6170(2016)01-0125-03

2015-07-28；

2015-09-30)

△通讯作者