Diagnosztikai kritériumok és a Gilbert-szindróma közreműködői

Felülvizsgálati cikk

Teljes cikk
Ábrák és adatok
Hivatkozások
Idézetek
Metrikák
Engedélyezés
Újranyomtatások és engedélyek
PDF

Absztrakt

Bevezetés a hem katabolizmusába és a bilirubin anyagcseréjébe

Online közzététel:

1. ábra: Epe pigment metabolizmusa - hemtől bilirubinig (Wagner és mtsai. [33] szerint módosítva). A hemoglobint lehasítva globint és hemet kapunk. A hem enzimatikusan biliverdinné alakul át a vas felszabadításával, az α-metil híd oxidációjával, szénatom (CO) elvesztésével. Ez megnyitja a porfirin gyűrűt, kialakítja a nyílt láncú, lineáris tetrapirrol biliverdint, amely a biliverdin központi metinkötésének enzimatikus redukciója után bilirubint eredményez. A májban a bilirubin konjugálódik, hogy lehetővé tegye az epébe történő kiválasztódást, ehhez az UGT1A1 (konjugáció) és az MRP2 (az epébe történő kiválasztás) enzimekre van szükség. HO: hem-oxigenáz; BLAVR: biliverdin reduktáz; UGT1A1: uridin-glükuronozil-transzferáz 1A1; MRP2: multi-drogrezisztencia protein-2.

1. ábra: Epe pigment metabolizmusa - hemtől bilirubinig (Wagner és mtsai. [33] szerint módosítva). A hemoglobint lehasítva globint és hemet kapunk. A hem enzimatikusan átalakul biliverdinné a vas felszabadításával, az α-metén híd oxidációjával, szénatom (CO) veszteséggel. Ez megnyitja a porfirin gyűrűt, kialakítja a nyílt láncú, lineáris tetrapirrol biliverdint, amely a biliverdin központi metinkötésének enzimatikus redukciója után bilirubint eredményez. A májban a bilirubin konjugálódik, hogy lehetővé tegye az epébe történő kiválasztódást, ehhez az UGT1A1 (konjugáció) és az MRP2 (az epébe történő kiválasztás) enzimekre van szükség. HO: hem-oxigenáz; BLAVR: biliverdin reduktáz; UGT1A1: uridin-glükuronozil-transzferáz 1A1; MRP2: multi-drogrezisztencia protein-2.

A hem katabolizálása és az ebből eredő bilirubin képződése emlősökben és néhány halban nagy energiát felemésztő anyagcsere-utat jelent [7], amelynek célja továbbra is rejtély. A spekulációk bővelkednek a bilirubin képződésének fiziológiai jelentőségében, mivel útvonalat biztosíthatnak a biliverdin eliminációja érdekében a magzatból [8], vagy erős antioxidáns tulajdonságai miatt megvédhetnek a betegségektől [9, 10] [11]. Ezeket a hatásokat és az újonnan felfedezett asszociációkat általában rosszul értékelik a tudományos és orvosi közösségben. Jelen áttekintés célja összefoglalni az emberek bilirubin biológiáját, ismertetni a rendelkezésre álló bilirubin teszteket, amelyek megkülönböztethetik a hiperbilirubinémia formáit, értékelhetik a teszt erősségeit és gyengeségeit, és az ilyen elemzésekből nyert eredményeket kontextusba helyezhetik.

Bilirubin biológia - evolúciós perspektíva

Online közzététel:

2. ábra A jóindulatú hiperbilirubinémia (GS) földrajzi prevalenciája a TB-koncentrációt jelentő cikkekben (azaz az adatok nem genetikai elemzésből származnak) az általános populációban [19–27].

Bilirubin - Az érme két oldala

A klinikai gyakorlatban a hiperbilirubinémiát a teljes bilirubin (TB) mérésével mérik a vérben, és alcsoportba sorolják, hogy túlnyomóan konjugálatlan bilirubin (közvetett bilirubin; IBIL) vagy konjugált bilirubin (közvetlen bilirubin; DBIL). A hiperbilirubinémia mérlegelésekor általában két fő szempont van. Például gyermekorvosok, neonatológusok vagy hepatológusok elsősorban a súlyos hiperbilirubinémia (vagy a hiperbilirubinémiát okozó alapbetegségek) lehetséges negatív hatásainak kezelésével foglalkoznak. A klinikai tünetek jól megalapozottak, különösen újszülötteknél, ezek közé tartozik a sárgaság, a viselkedési és neurológiai rendellenességek (neurotoxicitás vagy kernicterus), valamint a kolesztázis, olyan állapotok, amelyek jelentős kockázatot jelentenek a morbiditásra és a mortalitásra [30, 31].

Második szempont az enyhe hyperbilirubinemia potenciálisan pozitív, egészséget elősegítő hatása, az enyhén megnövekedett TB-koncentrációkkal, amelyek a szív- és érrendszeri betegségek (CVD), a 2-es típusú diabetes mellitus, egyes rákos megbetegedések és az összes okból bekövetkező halálozáshoz kapcsolódnak [9, 10, 32, 33]. A TB lehetséges káros és jótékony hatásainak megkülönböztetésére a jelenlegi szakirodalom két tényező alapos mérlegelését jelzi: 1) a hiperbilirubinémia jellege (vagyis hogy az IBIL vagy a DBIL emelkedett-e) és 2) a keringő koncentrációk. Ezért a hiperbilirubinémia néhány formájának klinikai jelentőségének kiemelésére ezeket a körülményeket, közvetlen vagy közvetett hiperbilirubinémiával történő bemutatásukat és küszöbértékeiket/koncentrációjuk alatti tartományokat tárgyaljuk.

A keringő bilirubin klinikai haszna

Online közzététel:

1. táblázat: A hyperbilirubinemia szindrómák diagnosztikai és klinikai jellemzői (Strassburg [67] szerint módosítva).

A jóindulatú hiperbilirubinémia (Gilbert-szindróma; GS) okai és klinikai értékelése

A sárgaság néha megfigyelhető a GS-ben szenvedő személyeknél, és stressz, betegség és böjt idején előfordulhat [39]. A sárgaság megjelenése tipikusan 40–45 µmol/L-t meghaladó bilirubin-koncentrációnál alakul ki, és néhány olyan GS-egyént érinthet, akik 85 µmol/L-ig terjedő koncentrációkat mutathatnak. Bár az IBIL nagyon magas koncentrációknál (azaz> 300 µmol/L) neurotoxikus lehet, a GS-ben a TB-koncentráció nem elég magas ahhoz, hogy neurológiai tüneteket okozzon. Ha a TB-koncentráció> 85 µmol/L-t észlel, további vizsgálatok indokolják a hiperbilirubinémia kiváltó okát, hogy kizárják a hemolitikus betegséget és a bilirubin metabolizmusának ritka körülményeit (azaz a Crigler-Najjar-szindróma 2. típusát). Abban az esetben, ha a betegek 40 TB-s koncentrációt kapnak vissza, bár ez nem szükséges a GS diagnózisához. Az ilyen genotipizálás egyszerűen elősegíti a mögöttes hiperbilirubinémia okának azonosítását. Az UGT1A1 aktivitását az IBIL szérumkoncentrációihoz és a hiperbilirubinémia definícióihoz képest a 3. ábra foglalja össze.

Online közzététel:

3. ábra: A különböző hiperbilirubinémia szindrómák (GS, Crigler-Najjar szindróma 1. és 2. típus, vagy CN-1 és CN-2) összefoglalása különböző UGT1A1 aktivitások alapján.

Hozzájáruló tényezők a hiperbilirubinémiához

A keringő bilirubin koncentrációkat a hem katabolizmus sebessége, a bilirubin felszívódása a bélből, a máj kiválasztása és a transz-epitheliális transzport határozza meg a vérből a bélbe. Ezért az ezeket a folyamatokat befolyásoló tényezők potenciálisan megnövekedett bilirubin-koncentrációhoz vezethetnek (4. ábra).

Online közzététel:

4. ábra: A keringő nem konjugált bilirubin koncentrációkat befolyásoló tényezők.

A vörösvértestek és a hem katabolizmusa

A keringő bilirubin koncentrációja a születést követő napokban növekszik a megnövekedett hem katabolizmus és a magzat felnőttkori hemoglobinná történő cseréje következtében a vörösvértestekben. Ez a hemforgalom fiziológiás sárgaság kialakulásához vezet az élet első két hetében a legtöbb újszülöttnél [41]. Valójában súlyos sárgaság figyelhető meg az erythroblastosis fetalis vagy Rh inkompatibilitás esetén, és fototerápiát igényel [42]. Továbbá felnőtteknél a megnövekedett vörösvértest-tömeg, és ezért a hemoglobin-forgalom is összefügg a megnövekedett bilirubin-koncentrációkkal. Ennek bizonyos bizonyítékai megfigyelhetők GS-ben szenvedő egyéneknél [43]; ebben a vizsgálatban több mint 800 GS-ben szenvedő egyén (férfi és nő) emelkedett hemoglobint, RBC-számot és hematokritot mutatott (jellemzően 2-3% -kal nőtt), összehasonlítva az életkor és nem szerinti kontrollokkal. Fontos, hogy nem észleltek különbséget a vörösvértest mennyiségében, és minden beteg egyébként egészséges volt. Egy másik keresztmetszeti vizsgálat kimutatta a megnövekedett teljes hemoglobin- és RBC-számokat a GS-ben, szemben a véletlenszerűen kiválasztott kontrollokkal [44], amelyet egy kisebb eset-kontroll vizsgálat is alátámasztott [45].

A bilirubin felszívódása a bélből

A gasztrointesztinális tranzitidő egyértelműen befolyásolja a keringő bilirubin koncentrációját; a megnövekedett tranzitidő (vagyis a gyomor motilitásának csökkenése a koplalás alatt) lehetővé teszi a dekonjugált bilirubin-glükuronidok (IBIL) felszívódását passzív diffúzió útján, és a keringő bilirubin 1,5–2-szeres növekedésével jár [39]). Érdekes, hogy egyes bizonyítékok késleltetett gyomorürülésre utalnak a GS-ben [55], ami alátámasztja annak lehetőségét, hogy a gyomor-bélrendszeri mozgékonyság befolyásolhatja a bilirubin koncentrációját, vagy hogy a bilirubin befolyásolhatja a gyomor-bélrendszer motilitását.

A bilirubin májfeldolgozása

Az UGT1A1 mellett a szerves anion transzporter (OATP) 2 gén variációja súlyos hiperbilirubinémiát eredményezhet újszülöttekben [47, 48]. Az oldott hordozó szerves anion transzporter család 1B1 (SLCO1B1) génjének 388 G> A (Asp130Asn, rs2306283), 521 T> C (Val174Ala, rs4149056), 463 C> A (Pro155Thr, rs11045819) variációi az 1B1 oldott hordozó szerves anion transzporter, egy feltételezett bilirubin transzporter, a máj bilirubin felvételének korlátozásával hajlamosíthatja az egyéneket a hiperbilirubinémiára [60, 61]. Ezenkívül egy genomra kiterjedő asszociációs vizsgálatban az SLCO1B3 gén két polimorfizmusának (rs17680137 C> G és rs2117032 C> T) erős összefüggései voltak a szérum bilirubinnal, és egészséges felnőtteknél enyhe idiopátiás, nem konjugált hiperbilirubinémiához járultak hozzá [62, 63].

A bilirubin transzepitheliális transzportja a vérből a bélbe

A csökkent UGT1A1 aktivitású állatokban a bilirubin a vérből a bélbe is szállul, ami arra utal, hogy ez a bilirubin szekréció útja fontos a keringő bilirubin medence szabályozásában. A bilirubin ártalmatlanításának transzepitheliális (nem biliaris) útját a sárgás újszülötteknél és a Gunn patkányoknál fokozták olyan stratégiák alkalmazásával, amelyek szintén csökkentik a szérum koleszterinszintjét, és tartalmazzák az orális orlisztát, a polietilénglikolt és az agar beadását [64–66]. Az a mechanizmus, amellyel a koleszterin vagy az IBIL a bél lumenébe transz-bélen át jut, ismeretlen marad; azonban valószínűleg passzívan diffundál [17].

A rendezetlen bilirubin anyagcsere differenciáldiagnózisai

Viszonylag kis számú differenciáldiagnózis létezik a bilirubin metabolizmus veleszületett rendellenességei esetében. Ezen állapotok diagnosztizálása némileg támaszkodik a TB és a DBIL vérbiokémiáira, az IBIL-t úgy számítják ki, hogy a DBIL-t kivonják a TB-koncentrációkból. Fontos megjegyezni, hogy a TB-detektáló reagensekről úgy gondolják, hogy teljesen reagálnak a bilirubin minden formájával, mind a DBIL-lel, mind a plazma-albuminnal társított IBIL-lel. A közvetlen reagálású bilirubin-reagensek alkalmazásával végzett mennyiségi meghatározás feltételezi, hogy csak a DBIL (vízoldható és nem albuminhoz kötött) reagál, mivel a készletben nincs felületaktív anyag vagy más szolubilizáló reagens. A fő tesztelést igénylő állapotok közé tartoznak a Crigler-Najjar, Dubin-Johnson és Rotor szindrómák, amelyeket 50–100 µmol/l (> 3–6 mg/dl) vagy magasabb keringő TB-koncentrációk jellemeznek [67]. A GS a TB-koncentrációk> 17,1 - 85–100 µmol/L (1–5 mg/dl) összefüggésbe hozható. E feltételek némelyikének megkülönböztetéséhez kritikus követelmény a hiperbilirubinémia jellege.

Dubin-Johnson szindróma

A Dubin-Johnson-szindróma a multidrug-rezisztenciához kapcsolódó protein 2 (MRP2) hiányával társul, amely korlátozza a DBIL aktív epébe történő transzportját. A DBIL ezért visszafolyik a májból a keringésbe, és fokozott TB-t és DBIL-t okoz a vérben. Ezenkívül a betegek valószínűleg sárgaságot mutatnak, sötét vizeletet termelnek és májszövettanukat mutatják a hepatocitákon belüli granulációval [68].

Crigler-Najjar szindrómák

Az 1 (CN-1) és a 2 (CN-2) Crigler-Najjar szindrómát jellemzően nem sokkal a születés után diagnosztizálják, és kifejezett bilirubinszinttel (IBIL 100–855 µmol/L [6–50 mg/dL]) társulnak, viszonylag kis DBIL. A rendkívül magas TB-koncentrációt az UGT1A1 aktivitás szinte teljes hiánya okozza a májban, amely felelős a bilirubin és a glükuronsav konjugálásáért a bilirubin eliminációja előtt [69]. Hasonlóképpen, a GS-t az emelkedett TB jellemzi, de nem a DBIL, az UGT1A1 aktivitás –60–70% -os csökkenése miatt.

Néha nehézségek merülnek fel a GS és a CN-2 megkülönböztetésében még az újszülött periódusa után is, mivel a két szindróma között jelentős átfedés van a szérum IBIL-koncentrációjában; genotipizálásra lehet szükség az ok azonosításához. A bilirubint az UGT1A1 glükuronizálja, a CN-1-et az UGT1A1 aktivitás teljes elvesztése okozza. Az UGT1A1 cDNS-jét 1991-ben klónozták [70], és nagyszámú UGT1A1-mutációt találtak CN-1, CN-2 és GS-ben szenvedő betegeknél [67]. A legtöbb CN-2-ben szenvedő beteg homozigóta missense-mutációval vagy olyan heterozigóta vegyület-mutációval rendelkezik, amely az enzimaktivitást a normál érték kevesebb mint 10% -ára csökkenti [71].

Gilbert-szindróma (GS)

A GS-ben gyakori polimorf mutációk közé tartozik a TA-inszerciós mutáció a TATA dobozban [A (TA) 7TAA] (UGT1A1 * 28) és c0.211 G> A (p.G71R) az 1. exonban (UGT1A1 * 6) [72, 73]; Az A (TA) 7TAA c-53TA [8] néven is látható a Human Genome Variation Society nomenklatúrája [74] szerint. Az UGT1A1 * 60 szintén hozzájárul a szérum bilirubinszint emelkedéséhez, de nem okoz GS-t. Kaukázusi és afrikai populációkban azonban szinte minden GS-egyed homozigóta az UGT1A1 * 28-ra [72, 75]. Japán, kínai és koreai populációkban létezik egy további mutáció, az UGT1A1 * 6, amely a GS-t homozigóta állapotban okozza [76, 77].

Rotor szindróma

Érdekes, hogy a Rotor-szindróma az emelkedett TB-vel és DBIL-szel jár; a hepatocytákba történő csökkent DBIL transzport következménye, amelyet az OATP1B1 vagy OATP1B3 szerves anion transzporterek csökkent expressziója okoz a hepatociták bazolaterális membránjában [78]. A megnövekedett DBIL vagy Rotor, vagy Dubin-Johnson szindrómára utal. A rotor-szindróma megkülönböztethető a Dubin-Johnson-szindrómától, ha megfigyeljük a bromsulftalin késleltetett plazma-clearance-ét, a kopopropiririnek fokozott vizeletürülését és a szemcsés hepatocita-pigmentáció hiányát [67].

A bilirubin mérése

Számos epepigment, köztük a bilirubin koncentrációját mértük különféle biológiai szövetekben és folyadékokban, beleértve az agyat, a vizeletet, a szívburokfolyadékot, az ürüléket, a vért, az epét, a herét, a szívet, a lépet, a vesét, a zsigeri zsírt és a perifériás vér mononukleáris sejtek [79–89]. Radioimmun vizsgálatokat alkalmaztak az agy és a cerebrospinalis folyadék bilirubin szintjének felmérésére a [14 C] -UCB (IBIL) intravénás beadása után Gunn patkányoknak és tengerimalacoknak [90, 91]. A bilirubint és oxidációs termékeit enzimhez kapcsolt immunszorbens vizsgálatokkal is meghatározták anti-bilirubin antitest alkalmazásával [92]; ezt a megközelítést alkalmazták az Alzheimer-kórban szenvedő betegek cerebrospinalis folyadékában a bilirubin mennyiségi meghatározására [93], valamint az endotoxinnal fertőzött patkányok bélnyálkahártyájában [94]. Ugyanezt az antitestet használták a bilirubin immuno-hisztokémiai meghatározásához nyúl ateroszklerotikus elváltozásokból származó habsejtekben [95]. Ezek a módszerek azonban általában nem hozzáférhetők, mivel a radioaktívan jelzett bilirubin és/vagy anti-bilirubin antitest nem elérhető a kereskedelemben.

Az elmúlt 50 évben a keringő bilirubin mérésére használt módszerek előrehaladtak a reaktív színezékek (köztük a szulfanilsav) felhasználásával, amint azt Van den Bergh az 1920-as években leírta [96], az olyan lemezekre, amelyek enzimhez kapcsolt spektrofotometriát (bilirubin-oxidáz) használnak. ) [97] nagyteljesítményű folyadékkromatográfiához (HPLC) [86, 98–101] és noninvazív transzkután bilirubinometriához [102].

Jelenleg a diazo-festék módszer [96] a klinikai laboratóriumokban a legszélesebb körben alkalmazott vizsgálat, és egy diazotizált szulfanilsavoldat segítségével számszerűsíti a vér és a vizelet bilirubin tartalmát. A vizsgálat szolubilizáló szerek hozzáadásakor DBIL-t (főleg bilirubin-glükuronidokat) vagy TB-t (beleértve a nem konjugált, albuminhoz kötött és bilirubin-glükuronidokat) detektál. A van den Bergh-reakciót (diazo-teszt) alacsony költsége, leegyszerűsített kialakítása és a konjugálatlan és fiziológiailag konjugált bilirubinok klinikailag releváns szintjeinek számszerűsítésére való képessége miatt széles körben alkalmazzák [103]. Bár a diazo-módszernek ezek az előnyei vannak, a HPLC-elemzés egyre népszerűbb, mert sokféle epe-pigmentet képes megkülönböztetni. Ezek a vegyületek magukban foglalják az IBIL-et és izomerjeit (IIIa, IXa és XIIIa), a bilirubin-mono- vagy diglukuronidot és a biliverdint [81, 104]. A HPLC elemzés különösen jól alkalmazható a kutatási környezetben, alacsony detektálási szintje miatt. Jelenleg sokféle HPLC vizsgálatot tettek közzé az epepigmentekről [17, 86]. Újabban folyadékkromatográfia-tandem tömegspektrometriás (LC-MS/MS) módszereket is kifejlesztettek [105].

Következtetések

A hiperbilirubinémiának sokféle oka van, amelyek diagnosztikai munkát igényelnek olyan állapotok azonosításához, amelyek súlyos máj- és epebetegség-sérülést okozhatnak, vagy amelyek potenciálisan nincsenek káros hatásokkal. A jóindulatú állapotok között szerepel a GS, amely a bilirubin glükuronidációjának károsodásával jár. Azoknál az egyéneknél, akiknél az UGT1A1 génpromóterében megnövekedett számú TA-ismétlődés található (általában> 7 mindkét allélben), gyakran diagnosztizálnak GS-t, amelyet klinikailag meghatároz egy IBIL-koncentráció> 17,1 µmol/L (> 1 mg/dl) ). A GS nagyon elterjedt az általános populációban, és meglepő módon a CVD, a cukorbetegség, egyes rákos megbetegedések és az összes okból bekövetkező mortalitás csökkenésével jár.

Ezért pontos, a jelen tanulmányban összefoglalt klinikai/analitikai adatokon alapuló diagnózisra van szükség. Figyelembe véve az IBIL potenciálisan protektív összefüggését a GS-ben szenvedő egyének halálozásával, reméljük, hogy a jóindulatú hiperbilirubinémia újbóli felértékelődése elérhető. Ez ösztönözheti olyan beavatkozások kidolgozását, amelyek enyhén növelhetik a keringő bilirubin koncentrációt, különösen alacsony TB-koncentrációjú személyeknél.

1. táblázat: A hyperbilirubinemia szindrómák diagnosztikai és klinikai jellemzői (Strassburg [67] szerint módosítva).

Közzétételi nyilatkozat

Potenciális összeférhetetlenségről a szerzők nem számoltak be.

ATP-kötő kazetta C alcsalád 2. tagja

közvetlen (konjugált) bilirubin

Crigler-Najjar szindróma 1

Crigler-Najjar szindróma

nagy teljesítményű folyadékkromatográfia

közvetett (nem konjugált) bilirubin

folyadékkromatográfia-tandem tömegspektrometria

multi-drogrezisztencia protein-2

szerves anion transzporter

vörös vérsejtek

oldott hordozó szerves anion transzporter családtag 1B1