肝豆状核变性2020 年度研究进展

目录

● 本团队研究进展

● 其他中心研究进展

一、遗传学进展

二、生理机制

三、影像学

四、生物标记物

五、人工智能 

六、临床治疗与管理

本团队研究进展

Clinical features and outcome of Wilson's disease with generalized epilepsy in Chinese patients

WD患者合并全面性癫痫发作的报道及临床治疗研究比较少见。吴志英团队对13名患有全面性癫痫的中国WD患者给予小剂量的抗癫痫药物（AEDs），在癫痫发作稳定时进行排铜治疗。

本文通过系列病例回顾性研究发现：

1、发生癫痫的WD患者一般会是有神经或精神症状逐渐加重的神经WD患者；

2、皮质异常同常是癫痫发生的一个预警信号，因此，此类WD患者应定期进行头脑MRI和脑电图进行监测；

3、不规律使用铜螯合药物和铜的异常沉积可能是癫痫发作的原因；

4、长期的WD标准化治疗可以有效地预防广泛的脑损伤，并改善癫痫WD患者的预后。

Role for biochemical assays and kayser-fleischer rings in diagnosis of Wilson's disease

吴志英研究团队收集分析了715名基因确诊为WD的患者数据、血清铜蓝蛋白水平（636例)、24小时尿铜值(131例）、K-F环（收集自355例患者的神经学数据）和磁共振成像(MRI)异常数据。

研究结果表明：

1、血清铜蓝蛋白、24小时尿铜和K-F环可以用于鉴别患者是否为WD。

2、临床上，铜兰蛋白低于120mg/L提示不能排除WD患者，低于80mg/L则强烈提示WD。

3、在≦14岁儿童患者中，若症状不明显，24小时尿铜>40μg提示可疑WD患者，临床可考虑增加做ATP7B基因筛查以鉴别。

4、若患者以运动障碍为主要临床表现，头颅MRI中基底节区也有异常信号，但角膜K-F环为阴性的首诊患者，临床应谨慎诊断为WD。

其他中心研究进展

一、遗传学进展

Genetics

Human Embryonic Stem Cell-Derived Wilson’s Disease Model for Screening Drug Efficacy

Dongkyu Kim团队利用CRISPR/Cas9技术从正常人胚胎干细胞建立了WD（p.R778L突变）的细胞模型。R778L突变模型成功地分化为肝细胞样细胞（HLCs），这表明无需患者样本就可以成功地建立WD细胞模型。研究者使用几种铜螯合试剂对该模型进行了处理，证明了引入R778L突变的细胞模型在药物筛选中的有效性。这是首次利用CRISPR/Cas9系统建立Wilson病模型并将其应用于药物疗效筛选，不仅有助于了解肝豆状核变性的病理生理学，而且有助于筛选治疗肝豆状核变性的药物。

二、生理机制

Mechanism

Human glutaredoxin-1 can transfer copper to isolated metal binding domains of the P1B-type ATPase, ATP7B

Shadi Maghool研究团队确定了hGrx1在C23-XX-C26位点1:1与Cu结合，并发现hGrx1可以在溶液中将铜转移到载脂蛋白Atox1或ATP7B的金属结合域5-6（WLN5-6）。实验中发现铜从hGrx1向WLN5-6的转移优先于向Atox1的转移，这种转移的优先级不是完全由单个蛋白质与铜的亲和力决定的，而是受到蛋白质相互作用的影响。实验同时发现这种hGrx1与Atox1和WLN5-6的相互作用并不依赖于铜的存在。迄今为止，Atox1被认为是在铜传递到ATP7A和ATP7B蛋白途径中唯一的金属伴侣蛋白，但该研究发现Atox1并不是铜转运绝对必须的，其他铜载体可能补充Atox1功能，比如本实验中的hGrx1。

Regulation of murine copper homeostasis by members of the COMMD protein family

ATP7A、ATP7B这两种转运体通过COMMD/CCDC22/CCDC93或CCC复合体在内体网络和质膜之间被积极地循环利用。Amika Singla研究团队发现与体外细胞实验结论相反，在COMMD蛋白缺乏小鼠中，没有发现任何证据表明铜吸收的生理损害，ATP7A在肠上皮细胞的分布仍然正常。但是缺乏三种COMMD基因(Commd1、Commd6或Commd9)中的任何一种都会导致CCC复合体的不稳定，导致ATP7B从囊泡到质膜的转运缺陷，引起肝脏铜积累。该研究认为CCC复合物对于ATP7B蛋白的回收和功能起重要作用。

Pharmacoproteomics pinpoints HSP70 interaction for correction of the most frequent Wilson disease-causing mutant of ATP7B

Mafalda Concilli研究团队利用蛋白质组学发现H1069Q突变促进ATP7B与HSP70的相互作用，从而促进内质网（ER）降解和肝细胞中的铜积累。该团队同时还发现使用HSP70抑制剂或者结构上相似的药物（多潘立酮）可以介导HSP70的降解从而提高ATP7B-H1069Q细胞对铜的耐受性。多潘立酮是一种多巴胺-2受体拮抗剂，具有良好的安全性，广泛用于治疗胃痛和呕吐，但由于缺乏合适的表达突变的WD动物模型，无法在体内测试这种药物。若多潘立酮的有效性在ATP7B-H1069Q纯合子患者来源的细胞系统中得到了验证，该药物则可能被迅速应用于临床。

Metabolic dysregulation in the Atp7b−/− Wilson’s disease mouse model

Clavia Ruth Wooton-Kee研究团队发现Atp7b-/-老鼠相比于野生型老鼠更不易被饮食诱导为肥胖，其肝脂肪变性程度降低、对葡萄糖更耐受且对胰岛素更敏感。研究还发现Atp7b-/-老鼠的肝脏AMPK激活，因此减少了糖异生途径和脂肪形成。该研究阐述了Atp7b-/-老鼠葡萄糖稳态、代谢和AMPK(AMP依赖的蛋白激酶)的变化，未来的研究将阐明减少肥胖和改变全身葡萄糖稳态的机制，有可能为WD患者以及2型糖尿病和脂肪肝等代谢紊乱患者提供治疗选择。 

三、影像学

Imageology

Quantitative Measurement of Metal Accumulation in Brain of Patients With Wilson's Disease

Gaiying Li 研究团队首次通过3T磁共振定量磁化率评估WD患者大脑中的金属积聚。该研究发现WD患者多个深核的磁化率和R2*值明显高于健康对照组，此外，多个核的磁化率测量值随着神经症状的严重程度而增加。3T磁共振定量磁化率评估方式在组间差异、分类能力、诊断准确率以及与临床评分相关的能力方面相对优于R2*值，可作为评价WD患者脑内金属沉积的有效工具。

Strain and strain rate echocardiography variables in adult Wilson's disease patients: A speckle tracking echocardiography study

Süleyman Cagan Efe研究团队对无明显心脏不适的30名WD患者和26名健康对照进行临床、头颅磁共振成像、超声心动图评估。研究表明，不论有无神经系统受累，成年WD患者的心脏情况和健康人之间没有明显差异。

Eye movement abnormalities are associated with brainstem atrophy in Wilson disease

Jaromír Hanuška研究团队比较了20例稳定接受排铜治疗的神经型WD患者与20例健康对照的眼球运动检测和头颅MRI结果。该研究发现了WD患者存在眼球扫视的损伤，如眼跳潜伏期延长、眼跳幅度不足、反向眼跳错误率增加。眼跳潜伏期延长与脑干萎缩之间存在密切联系，这提示检测WD患者的眼球运动可能是脑干功能障碍的一个敏感生理指标。

四、生物标记物

Biomarker

Altered diversity and composition of gut microbiota in Wilson’s disease

Xiangsheng Cai研究团队对14例WD患者和16例健康对照的粪便样本进行了16S rRNA测序比较。发现WD患者的微生物群落的多样性和组成明显低于健康个体。肠道微生物群的失调可能导致WD患者代谢紊乱。研究结果将有助于进一步研究WD的发病机制，开发如粪便移植和微生物相关代谢物等治疗策略。

Oxylipin Profiles in Plasma of Patients with Wilson’s Disease

Nadezhda V. Azbukina团队采用UPLC-MS/MS脂质组学分析方法，在健康对照和WD患者之间发现了八种不同的脂质，其按作用可分类为：氧化应激（9-HODE、9-KODE、ОЕА、ЕРА）、炎症标记物（9-HODE、9-KODE、PGE2、12-ННТ、PGD2）、过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）激动剂（9-HODE、9-KODE、OEA、EPA、14,15-DHET）；其中，PGE2、PGD2、12-HHT和EPA发生了显著变化。这些不同的脂质可能揭示了WD病理过程中可能的信号通路、为治疗WD提供新的治疗靶点和干预策略。

The blood copper isotopic composition is a prognostic indicator of the hepatic injury in Wilson disease

Aline Lamboux研究团队测定计算了WD患者和健康对照的血清铜稳定同位素（⁶⁵Cu/⁶³Cu）比值，研究发现：

（1）未接受治疗的WD患者与健康对照的⁶⁵Cu/⁶³Cu比值无显著差异，⁶⁵Cu/⁶³Cu比值无法作为可靠的诊断指标。

（2）WD患者在接受一段时间治疗后，⁶⁵Cu/⁶³Cu比值几乎不发生变化。

（3）同位素铜的分布受年龄、性别、疾病进程的影响。⁶⁵Cu/⁶³Cu比值随肝纤维化的程度加重而降低。⁶⁵Cu/⁶³Cu比值在症前、肝型、神经型患者中递减。

血液⁶⁵Cu/⁶³Cu比值可以概括WD的进展，并可能是WD的预后生物标志物。

The macrophage activation marker soluble CD163 is elevated and associated with liver disease phenotype in patients with Wilson's disease

Emilie Glavind研究团队发现在WD患者中尤其是并发急性肝衰竭的患者中，sCD163水平升高。WD并发肝硬化患者的sCD163水平高于WD无肝硬化患者，并且与其肝损伤和肝细胞功能的生化指标相关。提示sCD163可以作为WD患者肝脏疾病严重程度的标志物。

Olfactory impairment in Wilson’s disease

Lei Chen研究团队使用宾夕法尼亚大学气味识别测试（UPSIT）测量了25例WD患者和25例健康对照的嗅觉识别能力。与健康对照组相比，WD患者在UPSIT中识别气味的能力较差，且UPSIT评分与GAS神经评分呈负相关（r=-0.571，p=.003）。研究者并从UPSIT的40多种气味变量中筛选出7种可能验证WD的特定气味，建立七气味模型（机油、洋葱、甘草、草莓、车胎、茉莉、天然气）和三气味模型（洋葱、甘草、茉莉），AUC分别为0.943和0.852。WD特有的气味筛选测试可能是诊断疾病的有用工具。

五、人工智能 

Artificial Intelligence

Altered large-scale functional brain networks in neurological Wilson’s disease

Rixing Jing团队首次利用多元模式识别技术分析了30例WD患者和26例健康对照的功能性脑网络（从被试者静息状态下的功能性磁共振图像中提取）。研究结果表明，神经型WD患者的大脑功能网络对比健康对照发生了较大的改变，包括背前扣带回和基底神经节网络、额叶中回、背纹状体（以尾状体为中心）、背纹状体（以壳核为中心）、顶叶下叶、前突、颞极、小脑后叶。基于这些功能性脑网络建立的分类模型可区分神经性WD患者和健康对照，准确率高达86.9%（特异性86.7%，敏感性89.7%）。该分类模型给出的得分与被试者UWDRS评分相关，可能是反映神经型WD患者脑功能改变的一个有价值的预测指标。

六、临床治疗与管理

Clinical Treatment & Management

Combined sodium Dimercaptopropanesulfonate and zinc versus D-penicillamine as first-line therapy for neurological Wilson’s disease

Yang Wenming团队回顾性分析了158例表现出神经症状WD患者的临床资料，比较了静脉注射二巯丙磺酸钠(DMPS)联合口服锌治疗与每日青霉胺(DPA)单药治疗的治疗结局。研究结果表明，对于表现出神经症状的WD患者，DPMS和锌的联合治疗方法可能比DPA单一治疗更为理想。具体体现为应用这种联合治疗方法的患者神经功能改善比例更高，同时神经系统恶化发生率更低，血液学毒性更低，安全性更高。

Reproductive function of long-term treated patients with hepatic onset of Wilson's disease: a prospective study

Giuseppe Gabriele Iorio研究团队通过检测卵巢标志物和精液评估了26名接受长期治疗的肝型WD患者与19名健康对照的生殖功能。该研究发现，对于早期诊断和治疗的WD患者，即使精子运动能力降低或黄体生成素水平较低，但其生育潜力似乎没有受损。在研究队列中，部分WD患者对治疗的依从性较低，因此对WD病情的控制较差，从而出现生育能力受损。这些初步发现进一步突出了早期诊断和治疗的重要性。

Evaluating the efficacy of diet therapy with protein component modification at Wilson disease

WD患者饮食治疗的基本原则是低铜饮食，因此WD患者相对于其他肝病来说，是饮食调整和控制最困难的人群。

A Yu Baranovsky研究团队评估了蛋白质改良的WD治疗饮食——在每日饮食中加入20克复合蛋白质混合物（含50%的牛奶浓缩蛋白、4%的膳食纤维）对WD患者的疗效。结果表明，接受蛋白质改良饮食的WD患者瘦体重（lean mass）指数增加，肩胛肌周长增加，血清总蛋白和白蛋白升高，淋巴细胞绝对数升高，血清总胆红素降低，游离铜水平降低。使用经过蛋白质成分改良的特殊饮食，可改善肝豆状核变性患者的营养状况。

CRISPR/Cas9-mediated correction of mutated copper transporter ATP7B

Michael Pöhler等人首次利用CRISPR/Cas9基因编辑在人类细胞水平模拟体外WD点突变的基因校正。该团队在建立了ATP7B-KO克隆后利用CRISPR/Cas9技术和特异性ssODNs对该点突变进行基因校正，最终获得高产量的CRISPR/Cas9介导的ATP7B修复细胞克隆（60%）。杂合子和纯合子修复的细胞克隆在高Cu浓度下培养，两组修复后的细胞活力均与HEK293T-ATP7B-WT细胞一样高，表明基因编辑后的细胞克隆恢复了铜转运功能。这表明CRISPR/Cas9可能作为临床基因治疗的选择。

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文字、图片：徐梦辉 郑紫薇

编辑：鲍雨枫