二氢嘧啶脱氢酶；DPYD

DPD

HGNC 批准的基因符号：DPYD

细胞遗传学定位：1p21.3 基因组坐标（GRCh38）：1:97,077,743-97,921,059（来自 NCBI）

▼ 说明

DPYD基因编码二氢嘧啶脱氢酶（EC 1.3.1.2），是嘧啶碱基尿嘧啶和胸腺嘧啶分解代谢的起始酶和限速酶（Van Kuilenburg et al., 1999）。

▼ 克隆与表达

Yokota 等人（1994）克隆并测序了猪和人的 DPD cDNA。猪和人酶含有 1,025 个氨基酸，计算分子量为 111 kD。基因序列表明 DPD 至少有 3 个不同的结构域：N 末端可能有 NADPH 结合位点和 FAD 结合位点，C 末端附近有 2 个推定的铁/硫结合位点基序，以及一个中央肽结构域对应于尿嘧啶结合位点。猪酶在大肠杆菌中的表达催化尿嘧啶、胸腺嘧啶和5-氟尿嘧啶（5FU）的还原，其动力学近似于已发表的从哺乳动物肝脏纯化的酶。

▼ 基因结构

Wei等（1998）对DPYD基因的结构进行了表征，确定其包含23个外显子，跨度约950 kb。

▼ 测绘

Yokota et al.（1994）利用体细胞杂交策略，将DPYD基因定位到染色体1的着丝粒区域1p22和1q21之间。

Takai等（1994）通过荧光原位杂交将DPYD基因定位于1p22。

▼ 基因功能

Van Kuilenburg et al.（1999）研究了不同血细胞成分中DPD的表达。他们证明，单核细胞中的 DPD 水平最高，其次是淋巴细胞、粒细胞和血小板，而红细胞中没有检测到显着的 DPD 活性。外周血单核细胞中的 DPD 活性介于单核细胞和淋巴细胞中观察到的中间。Van Kuilenburg 等人（1999）也观察到这些细胞的 DPD 活性与单核细胞百分比之间存在深刻的正相关性，从而导致 DPD 活性在患者之间和患者内部存在很大的差异。

Yoo等人（2009）通过cDNA微阵列、Western blot分析和荧光素酶报告基因分析鉴定了转录因子LSF（TFCP2；189889）作为DPYD的正调节剂。

▼ 分子遗传学

Van Gennip等（1994）报道的荷兰一例二氢嘧啶脱氢酶缺乏症患者（274270）中，Meinsma等（1995）鉴定出DPYD基因（IVS14+1G-A）纯合性突变；612779.0001）。未受影响的父母和 1 名未受影响的同胞均为突变杂合子。

Wei等人（1996）在一位英国癌症患者中发现了IVS14+1G-A突变的杂合性，该患者在5-氟尿嘧啶治疗后出现部分DPD缺陷和严重毒性（见274270）。

Vreken等人（1997）在一个患有DPD缺陷的荷兰近亲家庭的受影响成员中发现了DPYD基因（612779.0003）中的4-bp缺失。

Van Kuilenburg 等人（1999）在 17 个完全 DPD 缺陷家族的 22 名患者中发现了 DPYD 基因的 7 个不同突变。迄今为止最常见的突变是 IVS14+1G-A，占突变等位基因的 52%。不存在基因型/表型相关性。

Van Kuilenburg等人（2009）在4名严重DPD缺陷患者中发现了DPYD基因的基因内缺失，但未发现点突变。3 名患者的 DPYD 基因的外显子 12 存在 13.8 kb 的纯合缺失，1 名患者的 DPYD 基因的 14 至 16 号外显子存在 122 kb 的纯合缺失。所有这些患者都是近亲父母所生。第五名患者为复合杂合子，其 DPYD 基因 4-bp 缺失（612779.0003）和染色体 1p21.3-p13.3 14-Mb 从头缺失，包括 DPYD 和其他几个基因，这可能导致严重的精神运动障碍该患者存在发育迟缓和异常颅面特征。总体而言，研究发现 7%（72 名中的 5 名）DPD 缺陷患者的 DPYD 基因受到基因组缺失的影响。这些患者患有严重的疾病，伴有精神运动迟缓、癫痫、肌张力低下和畸形特征，这表明总体缺失具有特别有害的影响。

▼ 命名法

为了标准化 DPYD 等位基因命名法并符合国际人类基因命名法指南，McLeod 等人（1998）描述了现有任意系统的替代方案。根据人类基因组命名法的建议，他们建议每个不同的等位基因由 DPYD 设计，后跟星号和阿拉伯数字。还提出了作为独特等位基因的分类标准。

▼ 等位基因变异体（6个精选例子）：

.0001 二氢嘧啶脱氢酶缺乏

5-@氟尿嘧啶毒性，包括

DPYD、IVS14DS、GA、+1

Meinsma等人（1995）通过研究一个无DPD活性的患者家族的表型和基因型，确定了二氢嘧啶脱氢酶缺乏症（274270）的分子基础。使用从人 DPYD cDNA 序列生成的引物对来自患者和 4 个家庭成员的成纤维细胞 mRNA 进行 RT-PCR。在该患者中，由于外显子跳跃，DPYD mRNA 被发现缺少 165 个核苷酸的片段。在父母和 1 名同胞中，发现 DPYD mRNA 为杂合性缺失，而一名兄弟只有正常转录本。缺陷患者没有检测到 DPD 蛋白。推测的拼接缺陷的确切性质尚未确定。van Gennip等人（1994）首先描述了该纯合子先证者，25个月大时因双侧小眼球、虹膜和脉络膜缺损、眼球震颤以及逐渐加重的精神运动迟缓入院。未检测到生长迟缓或其他神经系统异常。该谱系的所有其他成员都很健康，没有出现眼部异常。

Wei等人（1996）在一位英国癌症患者中鉴定出165个核苷酸缺失的杂合性，该患者在5-氟尿嘧啶治疗后出现部分DPD缺陷和严重毒性（见274270）。他们发现内含子 14 的 5-prime 剪接位点内的 G 到 A 的转变导致外显子跳跃和不活跃的 DPYD 等位基因。

Vreken 等人（1996）孤立地表明，成熟 DPD mRNA 中的 165 个核苷酸缺失是由于跳过的外显子下游的不变 GT 二核苷酸剪接供体位点中的 G 到 A 转变所致。在另一名无关的荷兰患者身上也发现了相同的突变。由于该突变破坏了独特的 MaeII 限制性位点，因此可以使用限制性内切酶切割包含该突变的扩增基因组区域来进行快速筛选。对 50 个对照的分析显示，没有个体存在突变杂合子。尽管两名患者均患有精神运动性迟缓，但其他特征有所不同。第二名患者出现抽搐，没有眼部表现，也没有小头畸形。

Van Kuilenburg 等人（1997）描述了另一位患有严重 5-氟尿嘧啶相关毒性和杂合性的患者，其具有相同的 G-to-A 剪接位点突变，删除了 165 个碱基对。在该患者中观察到 5-氟尿嘧啶的副作用为色素沉着过度和心脏毒性。患者白细胞中的酶活性被证明处于杂合范围内。这些患者来自丹麦、芬兰和荷兰。作者表示，在 11 名完全缺乏该酶的患者中，有 8 名发现了 G 到 A 的突变。

Vreken et al.（1998）指出，在完全 DPD 缺陷患者的 42 个等位基因中，有 22 个发现了由于 G-to-A 突变导致的外显子 14 缺失。

Van Kuilenburg等（1999）发现IVS14+1G-A突变导致DPYD基因第14号外显子缺失，占44个DPD缺陷等位基因中的23个（52%）。

.0002 5-@氟尿嘧啶毒性

DPYD、ASP974VAL

在经历严重 5-氟尿嘧啶相关毒性的患者中（参见 274270），Harris 等人（1991）和 Albin 等人（1995）发现 DPYD 基因发生突变，导致 asp974 变为 val（D974V）代换。密码子 974 处的天冬氨酸残基不在该蛋白质的推定催化位点内，但该氨基酸在人、猪和牛序列中是保守的。

Ridge et al.（1997）研究了 29 名具有低 DPD 酶活性的苏格兰受试者和 274 名美国受试者的 D974V 突变频率。他们在所研究的 606 个等位基因中没有检测到突变，并得出结论，密码子 974 处的突变是罕见事件。

.0003 二氢嘧啶脱氢酶缺乏

DPYD、4-BP DEL、296TCAT

在一个患有二氢嘧啶脱氢酶缺陷的荷兰近亲家系（274270）中，Vreken等人（1997）在DPYD基因中发现了一个4-bp缺失（296delTCAT），导致提前终止。该缺失位于 TCAT 串联重复序列中，很可能是由于不等交换或滑动错配造成的。该家族中发现了三个纯合个体。其中 2 例表现出惊厥性疾病，但 1 例临床正常。DPYD 基因型和表型之间可能没有明确的相关性。Van Kuilenburg et al.（2009）将该突变称为299delTCAT。

.0004 二氢嘧啶脱氢酶缺乏

DPYD、CYS29ARG

Vreken等人（1997）描述了2例DPD缺陷患者（274270），他们是DPYD基因2个突变的复合杂合子：cys29-to-arg（C29R）取代和共同供体剪接位点突变（612779.0001）。这些患者中只有一名患者在儿童时期表现出惊厥性疾病，而另一名患者则没有表现出临床表型，这进一步说明了 DPD 缺陷的基因型和表型之间缺乏相关性。

Vreken et al.（1997）描述了另一位患者，该患者是 DPYD 基因中 C29R 和 R886H 取代（612779.0006）的复合杂合子。该患者因上呼吸道感染而住院，并正在接受不明原因低钾血症的检查。然而，没有出现抽搐或其他神经系统异常。通过检测重组C29R突变酶，他们发现C29R没有可检测到的DPYD活性；然而，R886H 显示的活性约为正常值的 40%。作者得出结论，仅 C29R 突变就足以解释 DPD 缺陷表型，而 R886H 突变可能是一种罕见的多态性。

.0005 二氢嘧啶脱氢酶缺乏

DPYD，1-BP DEL，1897C

Vreken等人（1997）在一个近亲出生的DPD缺陷儿童（274270）中发现了DPYD基因中的纯合1-bp缺失（1897delC），导致移码和提前终止。9个月大时，患者出现热性惊厥、严重的神经运动迟缓和痉挛性四肢瘫痪。脑 MRI 显示脑室扩大并伴有白质低密度。6 岁时，发现胸腺嘧啶尿嘧啶尿症，并在成纤维细胞中发现 DPD 缺乏。一名较早出生的孩子在一岁生日前因严重的神经运动迟缓和热性惊厥而死亡。令人惊讶的是，患者的父亲虽然没有抽搐史，但也完全缺乏 DPD。患者的母亲表现出中等 DPD 活性，与专性携带者状态一致。患者因该 1-bp 缺失而为杂合子，而父亲则被认为是纯合子。母亲携带并遗传给儿子的杂合突变的性质尚未确定。

.0006 二氢嘧啶脱氢酶缺乏

DPYD、ARG886HIS

Vreken等人（1997）描述了一位患者，该患者是C29R突变（612779.0004）和DPYD基因中arg886到his（R886H）取代的复合杂合子。通过检测重组C29R突变酶，他们发现C29R没有可检测到的DPYD活性；然而，R886H 显示的活性约为正常值的 40%。作者得出结论，仅 C29R 突变就足以解释 DPD 缺陷表型，而 R886H 突变可能是一种罕见的多态性。