F8基因与血友病A

F8基因

F8，又称凝血因子VIII (Coagulation Factor VIII，FVIII)，或AHF、F8B、F8C、HEMA、FVIII、DXS1253E。人类F8基因全长191kb[和下面表格数据不一致，哪个是对的]，由27[核实一下]个外显子组成，位于X染色体长臂Xq28处。F8的一个重要[翻译是否准确]同源基因是NRP2。F8基因编码的FⅧ是内源性凝血途径中一种重要的凝血因子，其作为凝血因子Ⅸa的辅因子, 在Ca2⁺和磷脂的存在下，将因子X转化为活化形式的Xa参与凝血因子Ⅹ的激活并形成内源性凝血途径。该基因的缺陷（倒置、缺失、无义突变和错义突变等）会导致一种常见的隐性x连锁凝血障碍产生，即血友病A(hemophilia A，HA)。

图1. F8基因在X染色体上的位置(红线)。

图2. F8在凝血过程中的作用机制（TF, tissue factor; VWF, von Willebrand factor）^[1]。

血友病A 

血友病A (hemophilia A，HA)是因编码凝血因子的基因F8异常而导致凝血因子生成障碍，一种X染色体连锁的隐性遗传性出血性疾病，女性携带，男性发病，且极易发病，女性患者非常罕见。所有血友病患者中，HA的发病率为80%~85%，在男性人群中，HA的发病率为1/5000。F8基因结构庞大且导致HA的基因突变种类繁多，其中由F8基因内含子22倒位和内含子1倒位引起的FⅧ严重缺乏，分别占重型HA的45%~50%和5%，通常为男性发病，临床表现以关节、肌肉、内脏和深部组织自发性或轻微外伤后出血难止为特征，其中关节出血约占70-80%。根据血浆FVIII的残余凝血活性，HA可分为严重型(<1%)、中度型(1-5%)或轻度型(6-40%)。

获得性血友病A(acquired haemophilia A, AHA)是由于以前正常止血的个体自发产生针对内源性凝血因子VIII的抗体，即F8基因的自身抗体(抑制剂)引起的，这些抗体通常是针对F8基因A2和或C2结构域的IgG 1和IgG 4。它们能够部分或完全中和特定凝血因子的激活、功能或加速其清除。AHA发病率低，约为每年百万分之1.5，然而一旦发病致死率高。AHA的发病率随着年龄的增长而增加，在儿童中并不多见，在1-16岁的人群中，发病率约为每年百万分之0.045，而在老年人(>85岁)中，发病率约为每年百万分之14.7。约89.0%的AHA患者有出血症状，其中自发、创伤、手术和围产期的分别占77.4%、8.4%、8.2%和3.6%。出血部位以皮肤(53.2%)、深肌或腹膜后(50.2%)为主；31.6%的病例报告粘膜出血，而关节出血(4.9%)和颅内出血(1.1%)事件都很少见。出血严重者占70.3%，非严重者占28.9%，并非所有AHA患者都有出血症状。

图3. F8基因第22位内含子倒位在人HA中的作用机制^[2]。

F8基因编辑小鼠模型

在近期韩国首尔大学一项关于FVIII 22位内含子倒位的新型严重血友病A小鼠模型的研究中，作者利用基于CRISPR/cas9的双链断裂(dual double-stranded breakage，DSB)技术，建立了与人F8基因22位内含子倒位（F8 intron 22 inversion，F8I22I）相似的小鼠模型（图4）。

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图4. 基于F8I22I的HA模型小鼠的简要示意图^[2]。

为观察F8I22I小鼠内出血情况，分别对小鼠脑、关节、肝、肾、肺、脾组织进行HE染色，结果显示与野生型小鼠（WT）相比，F8I22I小鼠的关节组织没有明显差异，但肝脏、肺部和肾内出血水平增加（图5AB）。此外，一些F8I22I小鼠出现皮下出血的症状(图5C)。为了确认F8I22I介导的HA的严重程度和小鼠存活情况，作者通过体外诱导WT和F8I22I小鼠出血，所有小鼠出血后立即灼烧止血，连续观察12天，最终WT小鼠全部存活，超过50%的F8I22I小鼠死亡（图5D）。作者构建了一种新的基于倒置的HA小鼠模型，该HA小鼠模型表现出严重凝血障碍的症状，并且这种基于结构变异的动物疾病模型不仅适用于一般血友病药物的评价，而且也适用于基于基因编辑的治疗研究的发展。

图5. F8I22I血友病表型^[2]。(A,B) WT（野生型）和F8I22I在大脑、关节腔、肺、肾、肝、脾的组织学分析。黑色三角形表示肾脏水肿，蓝色三角形表示出血。,标尺为100μm。(C)肉眼观察下的F8I22I皮下出血情况。(D)外出血后12天WT组和F8I22I组的生存率(WT: n = 13, F8I22I: n = 21)。

治疗

在有遗传史的家族中，应对有生殖要求的女性进行检测，如果确定为血友病携带者，在妊娠过程中需进行基因诊断。与血友病相比，其他很多凝血因子缺陷性疾病危险性相对较小。对于HA患者目前尚无根治方法，除常规的一般治疗、预防治疗、药物治疗和手术治疗外，最有效的治疗方法仍然是替代治疗，而基因治疗通过转移一个功能基因来替代血友病患者自身的缺陷基因，从而建立连续的内源性凝血因子的表达，是唯一有希望治愈血友病的方法。近几年，病毒载体，特别是重组腺病毒相关病毒(adeno-associated viral，AAV)载体的基因治疗成为研究重点(表1)。

表1. 当前正在临床开发中的基因治疗HA的靶向产品FVIII AAV^[3]

AHA的治疗包括止血治疗和抗体清除。止血治疗的一个重要原则是要预防出血，治疗方案的确定取决于抗体滴度的高低和出血的严重程度。抗体的清除可采用免疫调节疗法以中和自身抗体或抑制、清除合成抗体的细胞克隆。在20世纪80年代，AHA的死亡率约高达42%，而目前死亡率不超过12%(表2和3)。

表2. 用于控制AHA出血的药物[4]

+：在AHA中疗效不确定和使用有限的药物；*: 每2-3h进行一次血浆FVIII活性的测定，特别是在治疗初期和出血严重时; aPCC：activated prothrombin complex concentrate；i.v.：intravenously; rFVIIa：recombinant activated factor VII; rpFVIII：recombinant porcine factor VIII.

表3. 用于消除抗F8自身抗体的药物[4]

*:建议使用prednisone或prednisolone与cyclophosphamide联合使用；#：最常用cyclophosphamide 和/或 prednisone; 2-CDA: 2-chlorodeoxyadenosine; d: day; IVIg: intravenous immunoglobulins; FVIII: factor VIII

小结

F8基因缺陷导致的HA和AHA患者凝血功能障碍导致多种症状，包括关节出血、严重内出血和大脑出血，作为罕见病中的常见病，暂无根治方案，是需要长期依赖于凝血因子来治疗出血的一种伴随终身的疾病。但是，通过现代化的治疗手段，新兴的基因治疗在临床应用上屡获突破，血友病患者也可以期待拥有正常人的学习、工作和生活。

参考文献：

[1]Samuelson Bannow B, Recht M, Négrier C, et al. Factor VIII: Long-established role in   haemophilia A and emerging evidence beyond haemostasis. Blood Rev. 2019;35:43-50.

[2]Han JP, Song DW, Lee JH, Lee GS, Yeom SC. Novel Severe Hemophilia A Mouse Model  with Factor VIII Intron 22 Inversion. Biology (Basel). 2021;10(8):704. Published 2021 Jul 23. 

[3]Samelson-Jones BJ, Arruda VR. Translational Potential of Immune Tolerance Induction by AAV Liver-Directed Factor VIII Gene Therapy for Hemophilia A. Front Immunol. 2020;11:618. Published 2020 Apr 28.

[4]Windyga J, Baran B, Odnoczko E, et al. Treatment guidelines for acquired hemophilia A. Ginekol Pol. 2019;90(6):353-364.