酶變異

在臨床實驗室酶學檢查中，常常會遇到一些異常的檢查結果，這些結果與臨床症狀不符或與其他檢查指標相矛盾，這常常是由於酶的變異所引起，它可干擾臨床醫生的正確判斷，引起診斷失誤，耽誤病情的治療。對從事檢驗工作的人員來說，了解臨床酶的變異理論，將有助於提高實驗診斷工作的準確性，為臨床醫生提供更有效的數據和信息。

基本介紹

• 中文名：酶變異
• 外文名：Enzyme variation
• 簡稱：LDH
• 相關：乳酸脫氫酶

遺傳性變異

隨著人類基因組計畫的實施，臨床酶學常用指標如乳酸脫氫酶（LDH）、膽鹼脂酶（BCHE）等的基因結構也已經被破譯，國外一些實驗室利用這些成果，立即開展臨床酶學的深入研究，將不同的表型與基因結構的變異聯繫起來，取得了一系列的重大成果，如LDH-M亞基缺失被證明是一種新的遺傳性疾病，可引起肌紅蛋白尿、分娩障礙以及腎功能不全等臨床症狀，這種基因型已被收集到基因組資料庫中。BCHE沉默型（silent）基因的純合子可引起酶活力為零的表型，易在手術麻醉中造成危險，非典型基因、K變異、J變異、H變異等也可造成酶的活力的下降。

遺傳性變異的變異種類 現已發現臨床酶學中有遺傳性變異的包括LDH、BCHE、氨基肽酶和CK-M等幾種，其中LDH變異至少有23種類型，A亞基變異9種，B亞基變異14種；BCHE變異至少41種；但各國的變異類型不完全相同，研究者認為可能具有種族特異性。

遺傳性變異的基在型與表現型 根據DNA變異性質可分為點突變、插入、缺失等多種類型。如LDH-A亞基171殘基處C突變為T，使CGA密碼子變為TGA密碼子，合成的胺基酸則由原來的精氨酸變為終止命令，因而提前終止了翻譯過程，只產生了171個胺基酸的肽鏈（正常為333個胺基酸），因此變異產生的A亞基缺乏催化區域和亞基結合區域，造成LDH活力喪失。點變異所替換的胺基酸如果酸鹼性不同，又位於分子表面，則可引起電荷的變化，電泳時可造成遷移率的改變。LDH-B的第六位胺基酸殘基位於αA螺旋的N端臂，當B-6位DNA中的A突變為G使AAA密碼子變為GAA密碼子，殘基也由Lys變為Glu，一方面影響到Lys附近的結構變化，造成四聚體的熱不穩定性，另一方面Lys是鹼性胺基酸，Glu是酸性胺基酸，變異的結果使變異亞基的酸性增強，電泳時產生快型（fast type）的酶譜。而LDH-B320變異則相反，A變為T，使密碼子由GAT變為GTT，相應的胺基酸則由天門冬氨酸（Asp）變為纈氨酸（Val）,即酸性胺基酸被中性胺基酸所替換，又由於殘基320處於分子表面，因此，亞基的淨電荷發生變化，電泳時產生慢型（slow type）的酶譜。基因的變異還可引起一些臨床症狀的發生。如LDH-A亞基密碼子128處3bp缺失（TGT），導致一個纈氨酸的丟失，殘基128處的纈氨酸與α螺旋E的尼克醯胺結合區域有關，此纈氨酸的丟失影響螺旋的形成，破壞了尼克醯胺結合區域，致使輔酶的親和性降低，導致皮炎的發生。

非遺傳性變異

非遺傳性變異 在非遺傳性變異中發生最多的是巨酶形式，所謂巨酶是血中的酶由於自身聚合或與血中其他成分結合所形成的高分子量複合物。幾乎在所有臨床酶中都發現了巨酶，包括巨乳酸脫氫酶（巨LDH）、巨澱粉酶（巨Amy）、巨鹼性磷酸酶（巨ALP）、巨肌酸激酶（巨CK）、巨穀草轉氨酶（巨AST）等，其中報導最多的巨酶形式是酶與免疫球蛋白結合的複合物（E-Ig）。許多報導的病例中巨酶的形成和消失與病情的變化有關。如ALP-Ig與潰瘍型大腸炎、LDH-Ig與慢性肝損傷、Amy-Ig和CK-Ig與惡性腫瘤等。國外巨LDH（LDH-Ig）出現的病例主要為肝病、惡性腫瘤、心血管病的病人。關於其性質主要有兩種看法：第一，巨LDH現象是一種抗原抗體反應；第二，巨LDH不是抗原抗體反應，而是一種鬆散的聚合體。目前已發現的巨LDH的種類有LDH分別與IgG、 IgA、 IgM結合或與其中的兩種同時結合的形式，最近我國發現的世界首例燒傷病人巨酶為LDH4-IgG結合形式。關於巨酶形成的機理還不太清楚，但此複合物的出現能引起LDH總活力及同工酶酶譜的異常變化，給臨床正確診斷和治療造成困難。

腫瘤產生的變異LDH 在一些腫瘤如腦腫瘤、食道癌、喉癌、惡性淋巴瘤、皮膚腫瘤等疾病時，同工酶電泳時在LDH2的陰極側常出現異常帶。另外近年來對癌細胞中的LDH的研究發現，大多數癌細胞中只產生LDH5同工酶，因為實驗中只發現有LDH-M的cDNA出現，而沒有發現LDH-H的cDNA。因此癌症發生時，癌細胞中的M亞基釋放入血，使血清中的M亞基增高，同工酶分析時出現異常形式。

分析方法

當臨床檢查中遇到與臨床症狀不符的檢查結果，用常規的手段不能解決時，要考慮到發生變異的可能性。如長期的低酶活力或長期的高酶活力並且無其它明顯症狀，前者可能有遺傳性的變異，後者則可能是巨酶血症。此時可進行同工酶分析來進一步確證。下面以臨床上最常用的LDH為例，詳細的闡述分析的手段和步驟。LDH同工酶在各組織中的分布不同，具有較高的組織特異性，因此，同工酶分析可以幫助我們推斷損傷的病位、疾病階段及預後。如心肌梗塞可引起血清中LDH1增高，肝壞死可造成LDH5升高等。但有時可遇到同工酶譜不同於任何已知的典型疾病酶譜，也不是正常酶譜型式，此時首先要證明是否為遺傳性變異或非遺傳性變異。由於血清同工酶型式受病變組織的影響，而紅細胞、白細胞等組織中的同工酶由遺傳決定，基本不受其他組織病變的影響，因此分析其中的同工酶可判斷是否為遺傳性變異。由於製備紅細胞溶血液比較方便，因此臨床上常用紅細胞同工酶分析方法。從分析結果可能有兩種情況：異常譜型為遺傳性變異，正常譜型則為非遺傳性變異。

對遺傳性變異可用附表的公式計算紅細胞H/M比值，確證為何種變異，如用國產滌綸膜，則H/M比值小於2.14時可考慮為H亞基變異；H/M比值大於3.38時可考慮為M亞基變異。用PCR技術擴增變異亞基的7個外顯子，再用SSCP發現異常泳動帶，找出變異的外顯子，再經直接測序，確定變異位點，分析分子結構變化對酶底物結合、催化位點、亞基組成等的影響，我出使酶活力及電泳性質發生變化的根本原因。對其科臨床酶的變異也可採取類似步驟。

對非遺傳性變異可用免疫鑑定法檢驗是否為LDH結合免疫球蛋白複合物，當巨酶的可能性被排除時，則考慮是否為腫瘤產生LDH，分析腫瘤組織中的同工酶如與血清有相同的異常譜型，則證實為腫瘤產生LDH。附圖為遺傳性變異和非遺傳性變異的分析流程圖。除了以上介紹的主要變異類型，有時藥物或抑制劑也可造成異常的結果，應注意與真正的變異區分開來。