在hCG的產(chǎn)生、分泌、代謝等過程中，其分子會發(fā)生斷裂、離解等多種變化，從而在血、尿中以多種分子形式存在。hCG及其相關(guān)分子的測定在臨床上有廣泛應(yīng)用，包括：用于早期妊娠的診斷；提示異常妊娠的出現(xiàn)（如先兆流產(chǎn)、唐氏綜合癥等）；診斷和監(jiān)測妊娠滋養(yǎng)層疾病(葡萄胎、絨癌等)；作為一種腫瘤標記物用以識別一些非妊娠性惡性瘤（如睪丸癌、胚胎細胞瘤），并監(jiān)測其治療和愈后情況。
從測定hCG的免疫學(xué)方法問世就已經(jīng)注意到hCG的分子可能以多種形式存在。對hCG分子結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)有30多年了，這些研究主要用于提高hCG對妊娠及其相關(guān)疾病或腫瘤的診斷與治療水平，這些疾病包括滋養(yǎng)層疾病與腫瘤、睪丸腫瘤和非性腺的、非胎盤的腫瘤等。1992年有人選用美國市場上10種不同廠家生產(chǎn)的hCG 放免測定試劑，測定了40份標本，結(jié)果顯示各標本用不同試劑測得的值均有差異，最大的相差58倍。近年采用的化學(xué)發(fā)光等諸方法測定hCG，也發(fā)現(xiàn)不同的試劑盒對同一標本的檢測可呈現(xiàn)不同的結(jié)果。原因：各標本中“hCG”的組成及其組成比例不同，各試劑對各種“hCG”的檢測特異性與敏感性不同。用各種免疫學(xué)方法檢測到的hCG實際上是一組分子結(jié)構(gòu)有差異，但有相同抗原性的混合物（Mixture）。對hCG 分子結(jié)構(gòu)的研究表明：以多種形式出現(xiàn)在生物體液中的hCG除了規(guī)則hCG (regular hCG)以外，還有下述多種變體（variants），包括：高糖基化hCG（hyperglycosylated hCG）、游離hCG β-亞基（free β-subunit）、游離hCG α-亞基（free α-subunit），以及各種不同的hCG碎片，如缺刻分子hCG (Nicked hCG)和缺刻的游離β- hCG (Nicked free β-subunit)，高糖基化游離β-hCG (hyperglycosylated free β-subunit)以及在尿中檢到的游離β-hCG核心片段（β-core fragment）等，見表：
一、規(guī)則分子的hCG
規(guī)則分子的hCG由α、β兩個亞基組成，以非共價鍵結(jié)合的方式組成,它們有大約10%的氨基酸排列順序相同并且有近似的交叉結(jié)構(gòu)。α亞基和β亞基分別有5-6個二硫化合物網(wǎng)橋。兩個亞基相互結(jié)合,但仍能顯示出其具有的獨立性。β亞基是145個氨基酸殘基組成的糖肽，其結(jié)構(gòu)獨特，決定了hCG與其它糖蛋白激素不同的生物學(xué)特性。α糖肽的氨基酸殘基上有天冬酰胺酸鏈半糖基鏈相連，在β糖肽碳末端上有絲氨酸半糖基鏈相連，糖基總量占其分子量的35%，這些糖基使hCG成為一個特殊的糖蛋白，具有8個寡聚糖基側(cè)鏈致使hCG分子有很大的異質(zhì)性。規(guī)則分子的hCG具有生物學(xué)活性，即使用免疫學(xué)方法測出也用生物活性有關(guān)的每升國際單位（IU/L）表示，而下述的和hCG相關(guān)分子由于不存在生物活性多用重量（ng/ml）表示。規(guī)則分子的hCG具有以下生物學(xué)活性：
1、孕早期類似于LH(代替LH)促黃體功能。使其合成雌、孕激素直至孕 12周左右胎盤開始合成雌、孕激素。
2、促排卵。
3、1/400的TSH活性。
4、調(diào)節(jié)胎兒腎上腺產(chǎn)生硫酸脫氫表雄酮。
5、調(diào)節(jié)胎盤類固醇激素的合成，胎盤合體滋養(yǎng)細胞有hCG特異調(diào)節(jié)的腺苷酸環(huán)化酶。
6、促使睪丸間質(zhì)細胞分化、肥大、增加雄激素的分泌(對無精癥則無促生精作用)。
7、非特異性的免疫抑制功能。
8、抑制垂體分泌LH、FSH。
在某種情況下，hCG的兩個亞基也會以游離或非結(jié)合形式存在。
二、游離α-hCG
α亞基呈游離狀態(tài)。α亞基的基因編碼區(qū)位于第6號染色體的長臂，表達產(chǎn)物含92個氨基酸殘基，分子量14.5Kda,由腺垂體和胎盤組織共同表達，與其他一些垂體激素LH、FSH、TSH的α亞基高度同源，氨基酸序列幾乎完全相同。hCG游離α亞基在血、尿中多以兩種形式存在：一是規(guī)則游離α亞基，是規(guī)則hCG的組成部分；二是大分子游離α亞基，這是一個高糖基化的α亞基，其連接的N聯(lián)糖基結(jié)構(gòu)比規(guī)則α亞基更大、更為復(fù)雜。這種α亞基不能與β亞基組成規(guī)則hCG，可能是其復(fù)雜的糖基結(jié)構(gòu)阻礙了與β亞基的結(jié)合。
三、游離β-hCG
β亞基呈游離狀態(tài)。hCG的β亞基的基因編碼區(qū)位于第19號染色體的長臂，其表達產(chǎn)物含145個氨基酸殘基。hCG的β亞基決定了hCG的特異性，它是決定整個hCG分子具有生物活性和免疫反應(yīng)特異性的關(guān)鍵。盡管hCG的β亞基與LH的β亞基結(jié)構(gòu)非常相似(在121個氨基酸分子中,有97個兩者是完全相同的)，但是β- hCG的特異性表現(xiàn)在它有豐富的絲氨酸,延伸成為具有羧基化末端(C-terminal)的縮氨酸(24個氨基酸)。這些羧基化末端的交叉結(jié)構(gòu)能被特異性的抗體識別,進行免疫反應(yīng)，而這種結(jié)構(gòu)在LH分子中就很少，甚至一點也沒有。末端抗體用于檢測hCG就顯示出其獨特的重要性。
四、缺刻hCG等
其它能夠用于識別的hCG的結(jié)構(gòu)不多(低于20%),而且缺少生物學(xué)活性。殘缺hCG，有α、β兩個鏈，但是鏈中的氨基酸殘基缺少。如在β亞基的47和48號氨基酸的位置上，有一個斷開部，氨基酸缺損。最常見的斷開部位為β鏈的47/48，有時也在43/44或44/45斷裂。由于hCG特異的抗原決定簇位于β鏈羧基末端的最后30個氨基酸，所以缺刻hCG仍有hCG的免疫反應(yīng)活性，用免疫方法難以分辨出。
五、缺刻游離βhCG
hCG游離β亞基在促性腺激素β亞基缺刻酶的作用下，也有規(guī)則與缺刻之分。規(guī)則游離β亞基與組成規(guī)則hCG的β亞基相同；缺刻游離β亞基在β47-48位 (少數(shù)在 43-44、44-45位)發(fā)生斷裂。對缺刻游離β亞基還有另一種范圍更廣的定義，即包括全部或部分羧基末端（CTP）丟失的β亞基及β核心片段。其中全部CTP丟失指β93-145片段的缺失，而部分CTP丟失一般指β123-145片段的缺失。
六、游離β-hCG核心片段
β核心片段是β亞基的核心結(jié)構(gòu)。它由兩個肽段組成，分別是β6-40和β55-92，兩者通過二硫鍵連接形成。β核心片段在糖基結(jié)構(gòu)上與β亞基存在不同，這個片段在Asn13和Asn30上同樣連接有兩個雙向結(jié)構(gòu)的N聯(lián)寡糖，但是其添加的唾液酸缺乏，半乳糖的數(shù)量也減少（研究顯示：在β核心片段約為2.3Gal/分子，而在規(guī)則β亞基是7-8 Gal/分子）；連接半乳糖的糖苷鍵與規(guī)則β亞基也可能不同，β核心片段可能是β1,3或α1,3糖苷鍵，而規(guī)則β亞基是β1,4糖苷鍵。
hCG -β亞基的主要代謝產(chǎn)物是β核心碎片，這種碎片僅在尿中可以檢測到，被學(xué)者冠以多種命名,其中包括尿刺激生殖腺縮氨酸(urinary gonadotropin peptide, UGP)。β核心碎片的測定可以為卵巢癌、膀胱癌和頸部癌癥的跟蹤治療提供信息幫助。
七、高糖基化hCG
高糖基化hCG與規(guī)則hCG的蛋白質(zhì)骨架結(jié)構(gòu)基本相同，只是高糖基化hCG在表達分泌過程中，亞基上修飾的糖基比例顯著增多，且修飾的糖基分子質(zhì)量更大，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。
規(guī)則hCGα亞基在天冬酰氨Asn52和Asn78上連接單向和雙向結(jié)構(gòu)的兩個N-聯(lián)寡糖；β亞基在Asn13,Asn30上也連接兩個N-聯(lián)寡糖，兩個N-聯(lián)寡糖可能都是雙向結(jié)構(gòu)；β亞基上還有4個Ｏ-聯(lián)寡糖單位（多為3糖）連接在特有的富含脯氨酸和絲氨酸的羧基末端（CTP）區(qū)域（β122~145）。高糖基化hCG的寡糖側(cè)鏈其結(jié)構(gòu)和糖基種類與規(guī)則hCG均不同，突出的是β亞基末端連接的Ｏ-聯(lián)寡糖結(jié)構(gòu)。規(guī)則hCG的Ｏ-聯(lián)寡糖結(jié)構(gòu)只含少量6糖（<20%），而高糖基化hCG的Ｏ-聯(lián)寡糖結(jié)構(gòu)主要是6糖（48%~100%）。此外，高糖基化hCG連接的N-聯(lián)寡糖與規(guī)則hCG也有不同，N-聯(lián)寡糖在原有的糖基基礎(chǔ)上，還添加大分子質(zhì)量的巖藻糖；而且規(guī)則hCGα、β亞基的N-聯(lián)寡糖含6.8%和14%左右的三維結(jié)構(gòu)，高糖基化hCGα、β亞基的N-聯(lián)寡糖含9.8%和51%左右的三維結(jié)構(gòu)。近來又發(fā)現(xiàn)高糖基化hCG連接的寡糖末端的唾液酸含量相對規(guī)則hCG常明顯減低。
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