UGT1A

来自医学百科

UGT1A(UDP-Glucuronosyltransferase 1A)并非指代单一基因,而是一个位于 2 号染色体上的庞大基因复合物(Gene Complex)。该座位通过独特的“可变外显子”剪接机制,编码了 9 种具有功能的酶异构体(如 UGT1A1, UGT1A3, UGT1A9 等)。其中,UGT1A1 是临床上最重要的一员,因为它是人体内唯一负责胆红素葡萄糖醛酸化的酶。UGT1A1 的功能缺陷直接导致胆红素代谢障碍,引发从良性的吉尔伯特综合征到致死性的克里格勒-纳贾尔综合征等一系列疾病。此外,UGT1A1 也是化疗药物依立替康 (Irinotecan) 的关键代谢酶,其基因多态性(如 *28 等位基因)是预测化疗毒性的“金标准”。

UGT1A (Focus: UGT1A1)
Gene Complex & Enzyme (点击展开)
二相代谢酶 / 胆红素清除
基因座位 UGT1A Complex
核心成员 UGT1A1 (主要), UGT1A9
染色体位置 2q37.1
Entrez ID 54658 (UGT1A1)
OMIM ID 191740 (Gene) / 218800 (CN-I)
UniProt P22309
蛋白长度 533 AA (UGT1A1)
分子量 ~59.6 kDa (糖基化后更大)
亚细胞定位 内质网膜 (ER Membrane)
反应类型 葡萄糖醛酸化 (II相代谢)
关键底物 胆红素, SN-38, 雌二醇

分子机制:二相代谢与基因共享

UGT1A 家族属于体内最重要的II相代谢酶(Phase II Enzymes),负责将葡萄糖醛酸(Glucuronic acid)转移到疏水性毒素或药物上,使其变为水溶性以便通过胆汁或尿液排出。

  • 独特的基因结构 (Exon Sharing):
    UGT1A 基因座全长约 200 kb。它包含多个独特的第一外显子(Exon 1),每个 Exon 1 拥有独立的启动子。这些 Exon 1 均与下游共享的 Exon 2-5 拼接。UGT1A 基因座位剪接模式
    意义: 这种结构使得同一个基因座可以通过选择不同的 Exon 1,产生底物特异性完全不同的酶(如 UGT1A1 专攻胆红素,UGT1A9 专攻酚类药物)。
  • 胆红素的“解毒剂”:
    衰老红细胞释放的非结合胆红素(Unconjugated Bilirubin)具有神经毒性且难溶于水。UGT1A1 是体内唯一能将其转化为结合胆红素(Conjugated Bilirubin)的酶,这是胆红素排泄的限速步骤。
  • 依立替康代谢 (SN-38 Inactivation):
    化疗药依立替康在体内被激活为剧毒的 SN-38(杀灭肿瘤的活性形式)。UGT1A1 负责将 SN-38 葡萄糖醛酸化为无活性的 SN-38G 并排出。若 UGT1A1 活性低,剧毒的 SN-38 会在体内蓄积,导致严重腹泻和骨髓抑制。

临床景观:黄疸与药物毒性

UGT1A1 的功能状态直接决定了黄疸的严重程度和特定的化疗风险。

疾病/状态 UGT1A1 活性水平 临床特征
吉尔伯特综合征 (Gilbert Syndrome) 下降至正常值的 ~30% 非常常见(人群 5-10%)。通常无症状,仅在压力、禁食或感染时出现轻度非结合性高胆红素血症。基因型常为启动子区 UGT1A1*28 (TA重复序列增加)。通常良性,无需治疗。
克里格勒-纳贾尔综合征 II型 (CN-II) 极低 (<10%) 严重黄疸,但对苯巴比妥(酶诱导剂)治疗有反应。通常生活质量尚可,但需警惕。
克里格勒-纳贾尔综合征 I型 (CN-I) 完全缺失 (0%) 致死性。出生即出现极重度黄疸,面临极高的核黄疸 (Kernicterus) 风险,导致脑损伤。对苯巴比妥无效,需光疗或肝移植。
依立替康毒性 因基因型而异 (*28/*6) 携带 *28 等位基因(纯合子 UGT1A1*28/*28)的患者,代谢 SN-38 能力差。使用常规剂量依立替康极易发生4级中性粒细胞减少和迟发性严重腹泻。

药物基因组学与治疗策略

  • 依立替康剂量调整:
    FDA 标签建议:对于 UGT1A1*28 纯合子患者,应降低依立替康的起始剂量(通常降低一级),以预防致命毒性。在亚洲人群中,UGT1A1*6 变异同样重要且常见。
  • 新生儿黄疸管理:
    对于 CN-I 型患者,目前的标准治疗是每日长时间的蓝光照射(光疗)和血浆置换,终极治疗是肝移植。基因治疗(补充正常的 UGT1A1)正在临床试验中。
  • Atazanavir 黄疸:
    抗 HIV 药物 Atazanavir 是一种 UGT1A1 抑制剂。吉尔伯特综合征患者服用该药极易出现黄疸,虽无毒性但影响美观,常导致患者自行停药。

关键关联概念

  • 葡萄糖醛酸化 II 相代谢中最主要的解毒反应。
  • 核黄疸 (Kernicterus): 游离胆红素穿过血脑屏障沉积于基底节,造成不可逆脑损伤。
  • SN-38 依立替康的活性代谢物,毒性极大,依赖 UGT1A1 清除。
  • UGT1A1*28 启动子区 TA 重复序列由 6 个变为 7 个 ((TA)7TAA),导致转录效率下降。
  • 苯巴比妥 能够诱导 UGT1A1 表达的药物,用于鉴别 CN-I 和 CN-II 型。
       学术参考文献与权威点评
       

[1] Bosma PJ, et al. (1995). The genetic basis of the reduced expression of bilirubin UDP-glucuronosyltransferase 1 in Gilbert's syndrome. New England Journal of Medicine (NEJM).
[学术点评]:吉尔伯特综合征的解密。该研究首次发现 UGT1A1 启动子区的 A(TA)6TAA 序列插入额外的 TA 导致 A(TA)7TAA(即 *28 等位基因),是吉尔伯特综合征的主要分子病因。

[2] Iyer L, et al. (1998). UGT1A1*28 polymorphism as a determinant of irinotecan disposition and toxicity. Journal of Clinical Investigation (JCI).
[学术点评]:药物基因组学里程碑。建立了 UGT1A1 基因型与依立替康代谢(SN-38葡萄糖醛酸化)之间的直接联系,奠定了依立替康个体化给药的理论基础。

[3] Kadakol A, et al. (2000). Genetic lesions of bilirubin uridine-diphosphoglucuronate glucuronosyltransferase (UGT1A1) causing Crigler-Najjar and Gilbert syndromes. Human Mutation.
[学术点评]:突变谱系。系统总结了导致致死性 CN-I 型和较轻 CN-II 型的各类 UGT1A1 突变(点突变、截短等),提供了基因型-表型相关性的完整图谱。