血紅素加氧酶—1基因多態性對新生兒高膽紅素血癥的影響

王瑞 方小燕 劉杰波

[摘要] 目的 血紅素加氧酶（heme oxygenase， HO），其HO-1是分解亞鐵血紅素的重要限速酶，HO-1基因5端（GT）n二核苷酸長度多態性對HO-1基因轉錄具有調控作用，對膽紅素生成有重要作用，也是導致新生兒高膽紅素血癥的重要因素。但在不同人群中，HO-1啟動子基因型多態性對高膽紅素血癥的影響，結果卻不盡相同。

[關鍵詞] 血紅素加氧酶-1；新生兒高膽紅素血癥；（GT）n重復序列；HO-1基因啟動子

[中圖分類號] R4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-0742（2018）02（a）-0196-03

Effect of Heme Oxygenase-1 Gene Polymorphism on Neonatal Hyperbilirubinemia

WANG Rui， FANG Xiao-yan， LIU Jie-bo

Department of Neonatology， Luohu District Peoples Hospital， Shenzhen， Guangdong Province， 518010 China

[Abstract] Heme oxygenase （HO）， HO-1 is an important rate-limiting enzyme in the decomposition of heme， HO-1 gene 5'-terminal（GT） n dinucleotide length polymorphism has a regulatory role in HO- 1 gene transcription， has an important role in bilirubin production， but also an important factor which leads to neonatal hyperbilirubinemia. However， in different people groups， HO-1 promoter genotype polymorphism on hyperbilirubinemia， the results are not the same.

[Key words] Heme oxygenase-1； Neonatal hyperbilirubinemia； （GT） n repeats； HO-1 gene promoter

新生兒高膽紅素血癥（neonatal hyperbilirubinemia） 是新生兒期一種很常見的疾病，是由于膽紅素產生增加和（或）排泄減少所致。而亞洲人、印第安人的血清非結合膽紅素的高峰值是白種人和黑種人的2倍，無論是在發達國家還是發展中國家，嚴重的新生兒高膽紅素血癥往往容易導致膽紅素腦病，甚至是核黃疸[1-3]，且這兩種疾病的發生率在亞洲人種的新生兒中較常見。過去的多年里，許多學者都研究過此類問題，證實基因和環境的多種因素均可引起血清膽紅素升高。在膽紅素代謝中，Organic anion trans porter 2 （OATP 2）基因可把血中過多的非結合膽紅素轉入肝細胞質中，由UDP-glucuronosyl-transferase 1A1（UGT1A1）基因將這些非結合膽紅素轉化成為結合膽紅素，最終排入膽汁中。

1 HO-1的生理作用

Tenhunen在1968年首次描述了血紅素加氧酶（heme oxygenase， HO）在代謝亞鐵血紅素方面的重要調控作用，此過程在細胞核中進行。HO有3種同工酶，HO-1、HO-2和HO-3，HO-1在組織中廣泛分布，以脾臟為主；HO-2主要存在予腦和睪丸中；HO-3在組織中廣泛存在，但對各催化反應的作用比較弱。HO-1編碼在第22號染色體上（22q12），由32-KDa蛋白質組成，是膽紅素生成過程的重要限速酶， 它通過一個耗能的過程將血紅素代謝為膽紅素， 同時釋放一分子的一氧化碳和鐵離子，HO-1 能夠被多種因素誘導而表達增加，如血紅素、熱休克、缺血等。新生兒期由于紅細胞裂解產生大量血紅素， 所以新生兒HO-1表達亦會隨之增加，在HO-1 表達減少或酶活性抑制時， 未氧化還原的血紅素不會聚集體內， 而是由肝臟組織以原形經膽道系統排泄。

2 HO-1基因的多態性

研究顯示在HO-1基因5端區域有3種多態性，分別是兩個單核苷酸多態性（g.-1135G>A 和g.-413A>T.）和（GT）n重復序列長度多態性，目前暫無研究發現g.-1135G>A 多態性與新生兒高膽紅素血癥之間存在相關性，g.-413A>T和（GT）n重復序列的多態性可調控HO-1基因啟動子的活性，從而產生較多的膽紅素，用熒光素酶基因檢測方法得知，g.-413A>T多態性可使啟動子的活性增強8倍，雖然這一調控的具體過程仍不清楚，但有學者發現，g.-413A>T多態性與新生兒高膽紅素血癥之間不存在相關性[4]。

HO-1基因啟動子中（GT）n二核苷酸重復序列里，編碼從12到40串聯重復序列具有調控HO-1基因轉錄的作用，（GT）n重復序列長度的多態性與HO-1基因表達相關聯，也與其他的許多疾病的發生有關。有學者發現，（GT）n重復序列長度多態性對膽紅素生成有重要作用，也是導致新生兒高膽紅素血癥的重要因素。

3 （GT）n重復序列長度多態性與新生兒高膽紅素血癥的聯系

目前，已有多篇文獻闡明了（GT）n重復序列長度多態性與新生兒高膽紅素血癥的聯系，但結果卻不盡相同。Tiwari等人[4]研究印度北部200例新生兒的基因型，發現攜帶短等位基因（<20 GT重復序列）的新生兒發生高膽紅素血癥的風險是攜帶長等位基因（>29 GT重復序列）新生兒的5倍，也證實短等位基因（GT）n重復序列能使HO-1基因啟動子活性增強，從而產生更多的膽紅素，更短的（GT）n重復序列是導致新生兒高膽紅素血癥的獨立危險因素。Weng[5]研究444例臺灣的新生兒，發現短等位基因（GT）n重復序列在患有高膽紅素血癥的新生兒HO-1基因啟動子中分布更廣泛（P<0.001），攜帶短等位基因（GT）n重復序列的HO-1基因啟動子是導致新生兒高膽紅素血癥的重要的危險因素（RR：2.19；95%CI： 1.53～3.13， P<0.001）。

多研究顯示，攜帶短等位基因（GT）n重復序列的成人，亦會增強HO-1基因的表達，加強亞鐵血紅素的代謝，產生更多的膽紅素，Selma等人[6]研究了211例印度成人，年齡在20～55歲，發現在印度成人中，HO-1基因啟動子的（GT）n重復序列數是從11到39，HO-1基因啟動子的短等位基因（GT）n重復序列是導致高膽紅素血癥遺傳的危險因素。然而，這一結論在不同人群中并不完全一致，Lin[7]分析了502例哈薩克族、769例維吾爾族和789漢族的HO-1啟動子基因的（GT）n重復序列與膽紅素水平有相關性，發現這種相關性只出現在維吾爾族人里，推測導致這一結果可能與種族有關。

Kanai研究了122例日本新生兒，測定了HO-1基因的啟動子和所有編碼區的序列，發現啟動子的（GT）n重復序列可調控HO-1基因的轉錄，但與新生兒高膽紅素血癥無相關性（P<0.001），因此，HO-1基因的（GT）n重復序列并不是導致日本新生兒高膽紅素血癥的直接原因。Katayama[8]同樣研究了108例日本新生兒，卻發現患有高膽紅素血癥的新生兒，其HO-1基因啟動子中攜帶短等位基因（GT）n重復序列的頻率更多（P=0.015），短等位基因（GT）n重復序列的HO-1基因啟動子與新生兒高膽紅素血癥之間顯著相關（OR： 3.1； 95% CI：1.03～9.53）。Zhou[9]分析了蘇州地區988例中國新生兒，發現（GT）n重復序列基因型與高膽紅素血癥之間無相關性，與Kanai研究結論相同，（GT）n重復序列可導致高膽紅素血癥的持續時間延長，與Bozkaya[10]結論一致，并推測短等位基因（GT）n重復序列可能在溶血方面發揮作用。

Bozkaya[10]研究了152例土耳其新生兒，發現HO-1啟動子等位基因的長度，在血清總膽紅素水平>12.9 mg/dL和健康新生兒之間無顯著差異，但發現有短等位基因（GT）n重復序列的HO-1基因啟動子可導致高膽紅素血癥的持續時間延長。Kaplan等人[11]收集了168例以色列新生兒血清標本，發現HO-1基因啟動子里（GT）n重復序列的長度對亞鐵血紅素的代謝和出生第3天血清總膽紅素的水平均無調節作用，無論患兒是否合并有G6PD缺乏。

以上各研究學者的研究中，對（GT）n重復序列的短、中、長等位基因的定義都是任意的，而無統一標準，證實了HO-1基因啟動子（GT）n重復序列<25，可增強HO-1酶的活性，從而增加亞鐵血色素的分解，產生更多的膽紅素。有學者[12]對淋巴細胞細胞株分析發現，短的（GT）n重復序列是通過增強HO-1 mRNA的表達，增強酶的活性，能產生更多的膽紅素。

4 結語

HO-1基因啟動子的（GT）n重復序列多態性對膽紅素生成有重要作用，也是導致新生兒高膽紅素血癥的重要因素，其分布與種族相關，抑制HO-1的表達或者其酶的活性，可以減少膽紅素的生成，用脂質體轉染法將siRNA轉染入人肝臟細胞株HL-7702，可特異性下調HO-1基因的表達， 減少HO-1的產量從而降低膽紅素的產生，RNA干擾技術有可能成為降低新生兒高膽紅素血癥和膽紅素中毒性腦病發生的一種候選方法，但目前尚無臨床試驗。精確的分割、定義（GT）n重復序列的短、中、長等位基因，才能明確HO-1基因啟動子（GT）n重復序列與新生兒高膽紅素血癥之間的相關性。此外，我國是個地域遼闊、人口眾多、多民族的國家，HO-1基因啟動子（GT）n重復序列在我國南方地區人群中分布比例以及與新生兒高膽紅素血癥的相關性，目前尚未有定論，仍需要進一步的研究證實。

[參考文獻]

[1] Kaplan M， Bromiker R， Hammerman C.Severe neonatal hyperbilirubinemia and kernicterus： are these still problems in the third millennium[J].Neonatology，2011（100）：354-362.

[2] Hameed NN， Na Ma AM， Vilms R，et al.Severe neonatal hyperbilirubinemia and adverse short-term consequ ences in Baghdad， Iraq[J].Neonatology，2011（100）：57-63.

[3] Gotink MJ， Benders MJ， Lavrijsen SW，et al.Severe neonatal hyperbilirubinemia in the Netherlands[J].Neonatology，2013（104）：137-142.

[4] Tiwari PK， Sethi A， Basu S，et al.Heme oxygenase-1 gene variants and hyperbilirubinemia risk in North Indian newborns[J].Eur J Pediatr，2013（172）：1627-1632.

[5] Weng YH， Chiu YW， Cheng SW，et al.Risk assessment of gene variants for neonatal hyperbilirubinemia in Taiwan[J]. BMC Pediatr，2016，16（1）：144.

[6] Selma DSilva， Borse V， Colah RB， et al.Association of （GT） n repeats promoter polymorphism of heme oxygenase-1 gene with serum bilirubin levels in healthy Indian adults[J].Genet Test Mol Biomarkers，2011（15）： 215-218.

[7] 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）：609-615.

[8] Katayama Y， Yokota T， Zhao H，et al.Association of HMOX1 gene promoter polymorphisms with hyperbilirubinemia in the early neonatal period[J].Pediatr Int，2015，57（4）： 645–649.

[9] Zhou Y， Wang SN， Li H，et al. Quantitative trait analysis of polymorphisms in two bilirubin metabolism enzymes to physiologic bilirubin levels in Chinese newborns[J].J Pediatr，2014，165（6）： 1154-1160.

[10] Bozkaya OG， Kumral A， Yesilirmak DC，et al.Prolonged unconjugated hyperbilirub inaemia associated with the haem oxygenase-1 gene promoter polymorphism[J].Acta Paediatr，2010（99）： 679-683.

[11] Kaplan M，Renbaum P，Hammerman C，et al.Heme oxygena se-1 promoter polymorphisms and neonatal jaundice[J].Neonatology，2014，106（4）： 323-329.

[12] Xia ZW， Li CE， Jin YX，et al.Reduction of Bilirubin by Targeting Human Heme Oxygenase-1 Through siRNA[J].Exp Biol Med （Maywood），2007（232）：495-502.

（收稿日期：2017-11-09）