遗传性高铁血红蛋白血症的分子机制

　　利用逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）、PCR产物克隆测序和直接测序等现代分子生物学技术，南京军区福州总医院全军医学检验中心对9个Ⅰ型RCM家系若干患者的b5R基因突变进行了研究。在2个家系（福建省闽侯县）中发现b5R基因的第57位密码子存在CGG→CAG点突变（Arg→Gln），两个家系（福建长乐市及三明市）b5R基因的第72位密码子存在CTC→CCC点突变（Leu→Pro），1个家系（浙江舟山）存在第203位密码子的TGC→TAC点突变（Cys→Tyr）。这三个密码子在人、大鼠和猪b5R上都是保守的。Arg57→Gln突变国外已先有报道，见于日本RCM患者。另外2种突变为新发现的b5R突变，推测它们对维持b5R的空间结构有重要作用： Leu72→Pro突变将破坏b5R的部分氢键结构，Cys203→Tyr突变使b5R仅有的4个Cys残基减为3个。以上3个突变序列均已在3个主要的国际基因数据库Genbank、EMBL和DDBJ登录。最近，该研究小组又在福建省宁德县发现1例同时具有第57位密码子和第203位密码子点突变的复合杂合子（compound heterozygote）RCM患者。

　　到目前为止，国内外共发现18种b5R基因突变，均位于染色体结构基因上，未见基因调控区突变；大多数突变发生在外显子上，少数在内含子上；突变类型以点突变为主，少数为缺失性突变。值得指出的是，Arg57→Gln突变在中国患者中的发现，使其成为到目前为止发现的唯一一种存在于不同国别和不同民族（中国和日本）RCM患者的突变类型。这一现象的意义尚待进一步研究。

　　上述突变中，第57位密码子的点突变使b5R基因上原有的一个Msp Ⅰ酶切位点消失，第72位密码子的点突变使b5R基因新增一个Apa Ⅰ酶切位点，第203位密码子的点突变使b5R基因出现一个Rsa Ⅰ酶切位点。根据上述突变对酶切位点的改变，我国学者建立了基于PCR-RFLP（限制性片段长度多态性）的基因诊断方法，对相关家系的其它患者及亲属进行了基因诊断。

　　理论上，导致细胞b5R活性下降的直接原因涉及两个方面：b5R本身催化活力的下降和b5R含量减少。后者又包括b5R合成减少和降解增强两方面。国外利用基因工程技术表达b5R突变体，表明Ⅰ型RCM患者的b5R基因突变主要影响b5R对热和蛋白酶的稳定性，对酶本身的催化活力影响较轻。由于成熟红细胞寿命较长，又无蛋白质合成能力，故Ⅰ型患者b5R活性降低仅限于红细胞。Ⅱ型RCM患者的b5R基因突变使b5R本身的催化活力大为降低，累及全身细胞，但细胞的b5R含量不一定明显降低。最近， 王瑶等利用基因工程技术在大肠杆菌表达带第203位密码子点突变的b5R突变体获得成功，为深入研究该突变类型对b5R酶学性质的影响打下了基础。