ATP 结合框，亚科 B，成员 4； ABCB4

P-糖蛋白 3； PGY3
多重耐药性3； MDR3

HGNC 批准的基因符号：ABCB4

细胞遗传学位置：7q21.12 基因组坐标（GRCh38）：7:87,365,896-87,476,027（来自 NCBI）

▼ 说明

P-糖蛋白被发现是在对多种疏水性药物具有抗性的癌细胞中过量产生的大细胞膜蛋白，即所谓的多重耐药（MDR）细胞（Juliano 和 Ling，1976）。 P-糖蛋白最初被认为会影响细胞对药物的渗透性，但后来发现它们可以充当泵，能够以 ATP 水解为代价将药物从细胞中挤出。 P-糖蛋白属于一类载体转运蛋白，称为 ATP 结合框转运蛋白。囊性纤维化跨膜电导调节因子（CFTR；602421）是该家族的一员，但其功能相当于氯离子通道，并且没有已知的主动转运功能。防御异生物质可能是这些 P-糖蛋白的主要天然功能。 P-糖蛋白有 2 个同源半部，每个半部有 6 个疏水片段，邻近核苷酸结合的共有序列。疏水片段可以形成膜通道，而核苷酸结合位点可以参与药物转运的供能。

▼ 克隆与表达

在肝脏 cDNA 库中，Van der Bliek 等人（1987）发现了对应于一种新的人类 P-糖蛋白基因的 cDNA。 cDNA 3-prime 部分的序列显示衍生蛋白的结构域组织与已知的 P-糖蛋白相似，并且与人 MDR1 基因（PGY1; 171050）的产物有 80% 的氨基酸同源性。该基因被命名为 MDR3，因为它似乎对应于仓鼠中定位的第三个 P-糖蛋白基因。转录研究表明，由于 MDR3 mRNA 的 3 引物非翻译区较短，MDR3 转录本比 MDR1 转录本短 400 个核苷酸。范德布利克等人（1987）发现了 MDR3 前体 mRNA 选择性剪接的证据。一种替代方案在核苷酸结合位点的主要块之间插入了 7 个氨基酸，另一种替代方案则删除了覆盖假定跨膜片段的 43 或 47 个氨基酸。这些替代方案可以解释在选择具有不同细胞抑制药物的多药耐药性的细胞系中观察到的交叉耐药模式的巨大差异。

林克等人（1991）发现 MDR3 基因的 4 个选择性剪接转录本来自外显子 23 和 26 的选择性剪接。

韦伯等人（2019）指出，人类 ABCB4 产生 3 个同种型：同种型 A、同种型 B（在核苷酸结合域 2 附近包含 7 个氨基酸插入）和同种型 C（有 47 个氨基酸缺失，其中包括跨膜域） 11.免疫荧光和共聚焦显微镜显示亚型A定位于转染的HuH-7人肝细胞的细胞膜，而亚型B和C仅在细胞质中表达。

罗宁森等人（1986）将 MDR3 称为 MDR2。 MDR3 的同源物是 mdr2。

▼ 基因结构

林克等人（1991）确定 MDR3 基因包含 28 个外显子，跨度 74 kb。

▼ 测绘

Van der Bliek 等人通过脉冲场梯度凝胶电泳（1987）确定 MDR3 基因位于 MDR1 的 500 kb 范围内，MDR1 对应到 7q21.1。林克等人（1991）确定 MDR3 基因与 MDR1 基因相隔 34 kb。与 mutr mdr 基因相反，这两个人类基因都以相同方向转录，MDR3 位于 MDR1 下游。

▼ 基因功能

Ruetz 和 Gros（1994）通过在酵母分泌囊泡中表达鼠类 mdr2 和 mdr3 基因，测试了这些基因作为脂质转位酶或翻转酶发挥作用的能力。通过使用荧光标记的磷脂酰胆碱（PC）类似物，他们证明 mdr2 表达（人类同源物 MDR3）导致 PC 易位到膜内叶的时间和温度依赖性增强。这种增加的易位严格依赖于 ATP 和镁离子，被 ATP 酶拮抗剂钒酸盐和 P-gp 调节剂维拉帕米抑制，并且对多药耐药药物秋水仙碱和长春花碱不敏感。 Mdr3表达不影响磷脂酰胆碱的膜分布。

在果蝇中，3-羟基-3-甲基-戊二酰辅酶 A 还原酶（HMGCR；142910）活性控制生殖细胞对中胚层的吸引力以及生殖细胞向体细胞性腺的募集。 Ricardo 和 Lehmann（2009）表明，果蝇生殖细胞迁移使用类似于酵母 sterol-6（Ste6，Mdr3 的功能同源物）途径的途径，证明无脊椎动物生殖细胞与酵母细胞一样，会被脂质修饰的肽所吸引。 Ricardo 和 Lehmann（2009）在果蝇中产生了 Mdr49 的强功能丧失等位基因。 Mdr49突变胚胎在生殖细胞迁移方面表现出缺陷，就像HMGCR途径突变的胚胎一样：生殖细胞迁移通过后中肠，但随后未能与正确指定的体细胞性腺结合。这种迁移表型仅在 Mdr49 突变体中观察到，而在其他 ABCB 转运蛋白的突变体中未观察到。 Ricardo 和 Lehmann（2009）发现酵母 Ste6 挽救了在 Mdr49 胚胎中观察到的生殖细胞迁移表型，表明 Mdr49 在功能上与 Ste6 等效，并在中胚层细胞中发挥作用以吸引生殖细胞。

▼ 分子遗传学

进行性家族性肝内胆汁淤积 3

德勒兹等人（1996）发现进行性家族性肝内胆汁淤积（PFIC3; 602347）患者的肝脏中缺乏 MDR3 mRNA，并与血清 γ-谷氨酰转移酶（GGT1; 612346）水平升高相关。 PFIC 以高血清 GGT 活性为特征，肝脏组织学显示早期门脉炎症和导管增殖（Maggiore 等人（1987，1991））。该亚型的组织学和生化特征与 mdr2 -/- 敲除小鼠的组织学和生化特征非常相似。

de Vree 等人在 2 名 PFIC3 患者中发现 MDR3 P-糖蛋白小管染色呈阴性（1998）鉴定了 MDR3 基因中的 2 个不同的纯合突变（171060.0001）；（171060.0002）。

在一个患有 PFIC3 的大近亲家庭中，Jacquemin 等人（1999）鉴定出 ABCB4 基因（171060.0003）中的纯合突变。

德乔治奥等人（2007）在 18 名 PFIC3 先证者中鉴定出 ABCB4 基因中的 29 个不同突变，包括 25 个新突变（参见，例如 171060.0009；171060.0010）。研究结果表明，该疾病具有较高的等位基因变异性，ABCB4 基因的外显子 17 突变发生率较高。

胆囊疾病 1/低磷脂相关胆石症

罗斯莫杜克等人（2001）在 6 名患有特殊形式胆囊疾病（GBD1; 600803）的有症状的成人患者中发现了 ABCB4 基因（171060.0005-171060.0008）的 4 种不同突变，其特征是肝内淤泥和胆囊胆固醇胆结石、轻度慢性胆汁淤积、术后症状复发。胆囊切除术以及熊去氧胆酸（UDCA）预防复发。突变发生在纯合和复合杂合状态下。其中一名女性患者在怀孕期间就诊，符合妊娠期肝内胆汁淤积（ICP；614972），另一名女性患者在服用口服避孕药后就诊，与口服避孕药引起的胆汁淤积一致（OCIC；见 614972）。 2 名患者的肝胆汁成分显示高胆固醇/磷脂比值和胆固醇结晶。

齐奥尔等人（2008）在 32 名慢性不明原因黄疸性胆汁淤积患者中，有 11 名（34%）发现了 ABCB4 基因的 8 种不同突变（例如，参见 171060.0012-171060.0013）。 8 名患者携带杂合突变，而 3 名患者携带 2 种突变的复合杂合子。

Pasmant 等人在 43 名患有低磷脂相关胆石症（LPAC; 600803）的成年患者中，有 16 名（37%）发现了这种情况（2012）在 ABCB4 基因中鉴定出 32 种不同的杂合功能丧失突变。 43 名患者中有 3 名（7%）被发现携带影响 ABCB4 基因的部分或全部基因缺失。这些患者在40岁之前尽管接受了胆囊切除术，但仍患有肝内胆石症。该疾病与胆囊炎、胆管炎、急性胰腺炎和肝内高回声灶有关；患者对 UDCA 治疗表现出良好的反应。帕斯曼特等人（2012）强调了 ABCB4 基因剂量研究对于成人肝病患者的重要性，特别是因为 UDCA 治疗已被证明是有效的。

妊娠期肝内胆汁淤积3/口服避孕药引起的胆汁淤积

德弗里等人（1998）发现，由于纯合 ABCB4 突变（R957X; 171060.0002）而患有 PFIC3 的杂合子母亲患有妊娠期肝内胆汁淤积反复发作（ICP3; 614972）。

雅克明等人（1999）报道了一个家庭，其中 4 名患有 ICP3 的女性是 ABCB4 基因突变的杂合子（171060.0003）。

罗斯莫杜克等人（2001）报道了一名患有 ICP 的女性，她是 ABCB4 基因突变的杂合子（1327insA; 171060.0008）。她的儿子也携带这种突变，在二十多岁的时候患上了胆管炎和胆固醇胆结石。另一位患有口服避孕药诱发胆汁淤积的无关女性（OCIC；参见 614972）携带 ABCB4 基因纯合突变（S320F；171060.0005）。

巴克等人（2009）在 50 名患有 ICP 的法国白种女性中，有 8 名（16%）发现了 ABCB4 基因的纯合或杂合突变（参见，例如，S320F，171060.0005；R144X，171060.0011；和 R590Q，171060.0012）。有或没有 ABCB4 突变的患者之间没有表型差异。

帕斯曼特等人（2012）在 59 名 ICP 或口服避孕药引起的胆汁淤积患者中，有 16 名（27%）发现了 ABCB4 突变。 59 名患者中的 1 名（2%）携带 5 Mb 染色体 7q 缺失，包括 ABCB4 基因。帕斯曼特等人（2012）强调了 ABCB4 基因剂量研究对于成人肝病患者的重要性，特别是因为 UDCA 治疗已被证明是有效的。

▼ 动物模型

为了获得有关 mdr2 型 P-糖蛋白功能的信息，Smit 等人（1993）破坏小鼠胚胎干（ES）细胞中的 mdr2 基因，并产生了这种破坏纯合的小鼠。人类 MDR3 和小鼠 mdr2 基因（肝细胞、B 细胞、心脏和肌肉的胆小管膜）的基因产物的组织分布表明其具有特殊的代谢功能。 mdr2 破坏的纯合子小鼠出现了肝脏疾病，这似乎是由于肝脏完全无法将磷脂分泌到胆汁中引起的。杂合子小鼠没有表现出可检测到的肝脏病理学，但胆汁中的磷脂水平只有一半。斯密特等人（1993）提出mdr2 P-糖蛋白在磷脂酰胆碱分泌到胆汁中具有重要作用，并假设它可能是磷脂转运蛋白或磷脂翻转酶。他们进一步假设该动物模型可能有助于阐明胆汁淤积性肝病的发病机制和治疗。通过将内源合成的胆汁盐捕获在肠道中并提供外源性亲水性胆汁盐，可以减少未与磷脂复合的胆盐对胆小管和胆管的损害。具体来说，Offerhaus（1994）认为拜勒病（例如 PFIC1）可能是转基因模型的人类自发对应物。

为了检验肿瘤中经常检测到的 NFKB 激活可能构成炎症和癌症之间缺失的联系这一假设，Pikarsky 等人（2004）研究了 Mdr2（171060）基因敲除小鼠，该小鼠自发发展为胆汁淤积性肝炎，随后发展为肝细胞癌（炎症相关癌症的一种原型）。皮卡斯基等人（2004）监测了 Mdr2 敲除小鼠的肝炎和癌症进展，结果表明炎症过程通过邻近内皮细胞和炎症细胞中 TNF-α 的上调触发肝细胞 Nfkb。使用肝细胞特异性诱导型 I-κ-B 超阻遏物转基因关闭小鼠从出生到 7 个月大的 Nfkb，对肝炎病程没有影响，也没有影响肝细胞转化的早期阶段。相比之下，在肿瘤发展的后期通过抗 TNF-α 治疗或诱导 I-κ-B 超阻遏物来抑制 Nfkb 抑制会导致转化肝细胞凋亡，并且无法进展为肝细胞癌。皮卡斯基等人（2004）得出结论，NFKB 对于促进炎症相关癌症至关重要，因此是慢性炎症疾病预防癌症的潜在靶点。

韦伯等人（2019）发现人 ABCB4 同工型 A 的转基因表达对 2 周或 5 周龄 Abcb4 -/- 小鼠的 PFIC3 有治疗作用。

▼ 等位基因变异体（13 个选定示例）：

.0001 胆汁淤积，进行性家族性肝内胆汁淤积 3
ABCB4，7-BP DEL

de Vree 等人在一名健康近亲父母出生的土耳其男孩中，患有与血清 γ-谷氨酰转移酶活性升高相关的进行性家族性肝内胆汁淤积症（PFIC3; 602347）（1998）使用逆转录偶联 PCR 测序证明了纯合 7-bp 缺失（TATATAC），从 MDR3 基因的密码子 132 开始，导致移码并在下游引入终止密码子 29 密码子（fs161ter）。

.0002 胆汁淤积，进行性家族性肝内胆汁淤积 3
妊娠期肝内胆汁淤积，3，包括
ABCB4、ARG957TER

de Vree 等人在一名患有进行性家族性肝内胆汁淤积症（PFIC3; 602347）的北非男孩中，由表亲父母出生（1998）鉴定了 ABCB4 基因中的纯合 C 到 T 转换，导致 arg957 到 ter（R957X）取代。受影响孩子的杂合子母亲经历了妊娠 3 期肝内胆汁淤积反复发作（ICP3; 614972）。

.0003 胆汁淤积，进行性家族性肝内胆汁淤积 3
妊娠期肝内胆汁淤积，3，包括
ABCB4，1-BP DEL，1712T

Jacquemin 等人在一名患有严重进行性家族性肝内胆汁淤积（PFIC3; 602347）的患者中，在 6 岁时需要进行肝移植（1999）在 ABCB4 基因中发现了纯合 1-bp 缺失（1712delT），导致移码和密码子 571 下游 15 个密码子的过早终止密码子。该突变导致无活性的截短蛋白。患有妊娠期肝内胆汁淤积症的家族中有四名女性（614972）是该突变的杂合子。这个家庭是近亲结婚的。

.0004 妊娠期肝内胆汁淤积，3
ABCB4、ALA546ASP

Dixon 等人在 8 名妊娠期肝内胆汁淤积症（ICP3; 614972）患者中发现了 1 名（2000）在 ABCB4 基因的外显子 14 中发现了一个杂合的 C 到 A 的颠换，导致 ala546 到 asp（A546D）的取代。对 MDR1（171050）（与 MDR3 密切相关的同源物）中引入的 A546D 突变进行的功能研究表明，蛋白质转移受到破坏，随后细胞表面功能性蛋白质的缺乏。

.0005 胆囊疾病 1
妊娠期肝内胆汁淤积，3，包括
ABCB4、SER320PHE

Rosmorduc 等人在一名患有胆囊疾病 1（GBD1; 600803）的女性中，表现为慢性低磷脂相关胆石症（LPAC），并在怀孕期间恶化（2001）在 ABCB4 基因的外显子 9 中发现了纯合的 959C-T 转换，导致了 ser320 到 phe（S320F）的取代。一名患有口服避孕药诱发胆石症（OCIC；见 614972）的无关女性也被发现携带纯合 S320F 取代。两个家庭中未受影响的家庭成员都是突变杂合子。

巴克等人（2009）在 50 名患有妊娠期肝内胆汁淤积的法国妇女中，有 1 名发现了杂合 S320F 突变（ICP3; 614972）。在 214 个对照染色体中未发现该突变。 S320F突变发生在跨膜结构域5。

.0006 胆囊疾病 1
ABCB4，THR175VAL

Rosmorduc 等人在患有胆囊疾病 1（GBD1; 600803）的女性中（2001）鉴定了 ABCB4 基因外显子 6 中的杂合 523A-G 转变，导致 thr175 到 val（T175V）取代。

.0007 胆囊疾病 1
ABCB4、PRO1161SER

Rosmorduc 等人在一名患有胆石症（GBD1; 600803）的男性中（2001）在 ABCB4 基因的外显子 26 中发现了一个纯合的 3481C-T 转换，导致 pro1161 到 Ser（P1161S）的取代。

.0008 胆囊疾病 1
妊娠期肝内胆汁淤积，3，包括
ABCB4，1-BP INS，1327A

Rosmorduc 等人在一位患有妊娠期肝内胆汁淤积（ICP3; 614972）的母亲和她患有胆石症（GBD1; 600803）的儿子中进行了研究（2001）在 ABCB4 基因的外显子 12 中发现了一个杂合的 1-bp 插入（1327insA）。该突变导致密码子 443 发生移码，并出现提前终止密码子，预测 446 个氨基酸的截短蛋白质。

.0009 胆汁淤积，进行性家族性肝内胆汁淤积 3
ABCB4，1-BP INS，2169G

在患有进行性家族性肝内胆汁淤积（PFIC3; 602347）的家庭受影响成员中，Degiorgio 等人（2007）在 ABCB4 基因的外显子 17 中鉴定出纯合 1-bp 插入（2169insG），导致移码和提前终止，从而消除了 C 端 TM 结构域和细胞质核苷酸结合结构域。先证者就诊时有黄疸且血清 GGT 升高。

.0010 胆汁淤积，进行性家族性肝内胆汁淤积 3
ABCB4、TYR403HIS

在患有进行性家族性肝内胆汁淤积（PFIC3; 602347）的家庭受影响成员中，Degiorgio 等人（2007）在 ABCB4 基因的外显子 11 中鉴定出纯合 1207T-C 转换，导致 N 端核苷酸结合结构域中高度保守的残基发生 tyr403-to-his（Y403H）取代。 Y403 形成 A 环，代表与 ATP 腺嘌呤环相互作用的芳香族残基。先证者就诊时有症状性胆汁淤积伴瘙痒，血清 ALT 和 GGT 升高。

.0011 妊娠期肝内胆汁淤积，3
ABCB4、ARG144TER

Bacq 等人在 50 名患有妊娠期肝内胆汁淤积症的法国妇女中，就有 1 名（ICP3; 614972）（2009）在 ABCB4 基因的外显子 6 中发现了一个杂合的 462C-T 转换，导致该蛋白的胞质内第一个环中的 arg144-to-ter（R144X）取代。在 214 个对照染色体中未发现该突变。

.0012 妊娠期肝内胆汁淤积，3
胆囊疾病 1，包括
ABCB4、ARG590GLN

Bacq 等人在 50 名患有妊娠期肝内胆汁淤积的法国妇女中，有 2 名（ICP3; 614972）（2009）鉴定了 ABCB4 基因外显子 15 中的纯合 1769G-A 转换，导致核苷酸结合域中的 arg590 至 gln（R590Q）取代。另外三名患有 ICP 的女性为 R590Q 突变杂合子，214 名对照染色体中的 1 名也是如此。 ICP 患者和对照组之间的等位基因频率存在显着差异（分别为 7% 和 0.5%），比值比为 16.03。单倍型分析表明存在创始人效应。

齐奥尔等人（2008）在 3 名无血缘关系的无黄疸性胆汁淤积女性中发现了杂合 R590Q 替代。其中两人分别在 18 岁和 51 岁时患有胆石症。一名患者在服用口服避孕药后出现症状（OCIC；参见 614972），另一名患者在胆囊切除术后症状复发（GBD1；600803）。第三名携带突变的女性没有症状，但由于肝酶升高而接受了研究。齐奥尔等人（2008）指出，在 4 个对照（3%）中也发现了 R590Q 替代，这引发了对其致病性的质疑。

.0013 胆囊疾病 1
ABCB4、ARG545GLY

Ziol 等人在一位 32 岁时患上胆石症（GBD1; 600803）的女性中（2008）在 ABCB4 基因的外显子 14 中发现了一个杂合的 1633C-G 转变，导致 arg545 到甘氨酸（R545G）的取代。胆囊切除术后，她的症状复发，出现肝内淤泥和微石症。