115年:(醫檢)生化(2)

下列何種基因的變異最不會造成家族性高膽固醇血症(familial hypercholesterolemia)?

Alow-density lipoprotein receptor(LDLR)
Bproprotein convertase subtilisin/kexin type 9(PCSK9)
CATP-binding cassette A1(ABCA1)
Dautosomal recessive hypercholesterolemia(ARH1)

詳細解析

本題觀念

家族性高膽固醇血症(familial hypercholesterolemia, FH)是一種遺傳性脂質代謝疾病,核心問題在於低密度脂蛋白受體(LDLR)路徑功能障礙,導致血漿中低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)無法被有效清除而大量堆積。目前已知的 FH 致病基因主要涉及 LDL 受體本身或與其功能密切相關的蛋白質。本題要求辨別哪一個基因的變異「最不會」造成 FH,關鍵在於理解各基因在 LDL 代謝路徑中的角色。

選項分析

A:低密度脂蛋白受體(LDLR)基因變異是 FH 最常見的病因,約佔九成病例。突變使 LDL 受體數量減少或功能異常,肝臟無法正常攝取血液中的 LDL 顆粒,血漿 LDL-C 因此顯著升高,是典型的體染色體顯性 FH 致病基因。

B:前蛋白轉化酶枯草桿菌蛋白酶(PCSK9)正常時參與 LDL 受體的降解。當 PCSK9 基因發生功能獲得型突變(gain-of-function mutation)時,會過度加速 LDL 受體在溶酶體中被分解,使細胞表面可用的 LDL 受體數量下降,血漿 LDL-C 升高,已確認是 FH 的致病基因之一。

C:ABCA1(ATP 結合匣轉運蛋白 A1)的功能是將細胞內游離膽固醇外排至貧脂質的載脂蛋白 A-I(apoA-I),參與高密度脂蛋白(HDL)的生成與膽固醇反向運輸的起始步驟。ABCA1 基因變異導致的是丹吉爾病(Tangier disease)和家族性低 HDL 血症,表現為 HDL-C 極低或缺乏、脾臟與扁桃腺出現膽固醇酯堆積(橘黃色扁桃腺為典型徵象)。由於 ABCA1 影響的是 HDL 代謝路徑,與 LDL 受體介導的 LDL 清除路徑無關,因此最不會造成以 LDL-C 升高為特徵的 FH。

D:ARH1(即 LDLRAP1,自體隱性高膽固醇血症基因)編碼一種接合蛋白(adaptor protein),協助 LDL 受體透過網格蛋白(clathrin)介導的內吞作用將 LDL 顆粒攝入細胞。雙等位基因突變時,LDL 受體雖然存在於細胞表面,卻無法正常內化 LDL 顆粒,造成 LDL-C 升高,是體染色體隱性 FH 的已知致病基因。

答案解析

本題答案為 C。四個選項中,LDLR、PCSK9、ARH1 的變異都會直接影響 LDL 受體路徑的功能,導致血漿 LDL-C 升高而造成 FH。唯有 ABCA1 參與的是 HDL 生成與膽固醇反向運輸,其基因變異造成的是 HDL 缺乏(丹吉爾病),而非 LDL-C 升高的 FH。

核心知識點

FH 的致病基因可用「LDL 受體路徑」作為辨別軸心:凡是影響 LDL 受體數量、受體與 LDL 結合、受體的內吞或受體的回收利用,都可能造成 FH。LDLR 直接提供受體、PCSK9 調控受體降解、ARH1 協助受體內吞,三者都在同一條路徑上。而 ABCA1 則在另一條路徑——膽固醇外排與 HDL 生成——因此其變異與 FH 無關。

參考資料

  1. Frontiers in Genetics: Familial Hypercholesterolemia Genetics. https://www.frontiersin.org/journals/genetics/articles/10.3389/fgene.2020.574474/full
  2. PMC: PCSK9 and Familial Hypercholesterolemia. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9961636/
  3. OMIM: Familial Hypercholesterolemia (143890). https://omim.org/entry/143890
  4. OMIM: ABCA1 and Tangier Disease (600046). https://omim.org/entry/600046
  5. PMC: ABCA1 and HDL Metabolism. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5089975/