囊性纤维化(Cystic Fibrosis, CF)的致病机理主要与 CFTR基因突变 导致的氯离子通道功能异常有关,具体机制如下:
1. 基因突变与CFTR蛋白缺陷
囊性纤维化是由 7号染色体上的CFTR基因突变 引起的常染色体隐性遗传病。该基因编码一种跨膜调节蛋白(CFTR蛋白),负责调控氯离子和水分子的跨膜转运。目前已发现约2000种CFTR基因突变,常见类型包括:
△F508突变(Class II):导致蛋白折叠异常,无法运输到细胞膜表面,最终被降解。
G551D突变(Class III):蛋白可到达细胞膜,但通道功能丧失。
其他突变:如R117H(Class IV)降低氯离子电导,G543X(Class I)导致蛋白合成终止。
2. 离子转运失衡与黏液异常
CFTR蛋白功能异常导致:
氯离子外流受阻:细胞无法通过CFTR通道排出氯离子,影响水分子的伴随运输。
钠离子过度吸收:CFTR蛋白对ENaC(上皮钠通道)的抑制作用减弱,钠离子内流增加,进一步导致细胞外液减少。
黏液变黏稠:水分不足使呼吸道、胰腺等外分泌腺的黏液分泌物黏稠度增加,形成栓塞。
3. 多器官功能障碍
呼吸系统:黏稠黏液阻塞气道,引发反复感染、慢性炎症和肺组织纤维化。
消化系统:胰腺导管阻塞导致胰酶分泌不足,引发脂肪泻和营养不良。
生殖系统:黏液堵塞输精管或输卵管,导致不孕。
汗液异常:汗腺中氯化钠重吸收障碍,表现为汗液盐分显著升高。
4. 环境与感染因素
基因突变是根本原因,但环境因素(如空气污染、吸烟)和感染(如铜绿假单胞菌)会加重病情。
总结
囊性纤维化的核心致病机理是 CFTR基因突变→离子转运失衡→黏液黏稠→多器官功能障碍。针对不同突变类型的靶向药物(如Trikafta)可通过修复CFTR蛋白功能缓解症状。