消化系统遗传病由于遗传因素(包括染色体异常、单基因缺陷和多基因缺陷等)与环境因素的共同作用,呈现出一定的地域分布和家族聚集性。根据受累器官的不同可分为:①胃肠疾病:如结直肠癌(colorectal cancer; CRC);②肝胆疾病:如肝豆状核变性(hepatolenticular degeneration; HLD);③胰腺疾病;④累及消化系统的一些遗传代谢病,如葡萄糖半乳糖吸收不良。
CRC是人类消化道最常见的恶性肿瘤之一。在全球范围内结直肠癌每年新发病例大约100万,死亡病例约50万。在常见的恶性肿瘤中,CRC是家族性病例中比例最大的一种,有2%~5%的CRC病例被明确定义为遗传综合征,包括遗传性非息肉性结直肠癌(Lynch综合征)、家族性腺瘤样息肉病(familial adenomatous polyposis; FAP)和MUTYH相关性息肉病(MUTYH-associated polyposis; MAP)等。除这些综合征外,高达1/3的结肠癌显示出遗传倾向。已知的与CRC相关的基因包括:位于5号染色体的APC,位于2号染色体上的MSH2和MSH6,以及位于3号染色体上的MLH1等。APC基因定位于5q22.2,已知突变300多种,主要为点突变和移码突变。这些突变遍及整个基因,其中密码子第1286~1513位的10%左右的编码区集中了约65%的体细胞突变,被称为突变密集区(MCR)。APC基因的突变可改变APC蛋白与β连环蛋白及E钙黏附蛋白之间的平衡,导致细胞与细胞、细胞基质之间黏附作用以及接触抑制信号传递的改变,引起细胞分裂与死亡之间的平衡失调、生长失控,是CRC的一个限速的分子因素。
HLD由美国医生S.A.K.威尔逊[注]在1912年首先描述,故又称威尔逊病(Wilsons' disease; WD),是一种常染色体隐性遗传的铜代谢障碍性疾病。以铜代谢障碍引起的肝硬化、基底节损害为主的脑变性疾病为特点。WD的发病率为1/30 000~1/100 000,好发于青少年,男性稍多于女性,在中国较多见。其致病基因ATP7B定位于13q14.3,编码铜转运P型腺苷三磷酸酶(ATP酶)。ATP7B基因突变导致ATP酶功能减弱或丧失,引起血清铜蓝蛋白合成减少以及胆道排铜障碍,蓄积在体内的铜离子在肝、脑、肾、角膜等处沉积,进行性加重肝硬化、锥体外系症状、精神症状、肾损害及角膜色素环等。已报道有300多种ATP7B基因突变。中国WD患者的ATP7B基因有3个突变热点,即R778L、P992L和T935M,占所有突变的60%左右。主要消化系统遗传病及遗传基础见下表。
疾病名称 | 相关基因 |
结直肠癌 | APC、MSH2、MSH6、MLH1 |
威尔逊病 | ATP7B |
进行性家族性肝内胆汁淤积症 (progressive familial intrahepatic cholestasis) | ATP8B1、ABCB11、ABCB4 |
葡萄糖半乳糖吸收不良 (glucose galactose malabsorption) | SGLT1、SLC5A1 |
先天性失氯性腹泻 (congenital chloride diarrhea) | SLC26A3 |
先天性簇绒性肠病 (congenital tufting enteropathy) | EPCAM |
阿拉杰里(Alagille)综合征 | JAG1、NOTCH2 |
消化系统遗传病种类繁多、病情复杂,临床表现及生化指标不典型,患者往往预后不良,给临床诊断和治疗造成了巨大困难。随着分子遗传学的快速发展、基因检测技术的提高和检测成本的降低,Panel测序、全外显子组测序及全基因组测序等高通量测序手段越来越多地应用于遗传性疾病的早期诊断和致病机制的发现,为基因靶向治疗、改善疾病预后乃至治愈疾病提供了可能。