中国人群非综合征型唇腭裂遗传背景研究进展

孙思超，刘建国,2，王莉佳，王倩，李萍

(1 遵义医科大学口腔学院, 遵义563000；2贵州省普通高等学校口腔疾病研究特色重点实验室/遵义市口腔疾病研究重点实验室；3遵义医科大学医学与科技学院；4遵义医科大学医学与生物学研究中心; 5遵义医科大学附属口腔医院)

先天性唇腭裂(CLP)在临床上根据是否伴发其他先天畸形分为综合征型唇腭裂(SCL/P)和非综合征型唇腭裂(NSCL/P)。SCL/P是由染色体畸变和单基因突变导致，伴有全身其他组织和器官的多发性畸形，以范德伍德综合征(VWS)等形式出现的唇腭裂，目前部分SCL/P的病因已经明确。NSCL/P是人类最常见的先天畸形之一，是一种复杂的、由遗传和环境因素相互作用所导致的多基因多因素遗传病[1]。中国CLP的发病率为16.63/10 000，其中NSCL/P的发病率则高达14.23/10 000[2]。NSCL/P的发病率约为1/700，目前学界普遍认为其发病机制与遗传及环境因素有关。不同国家地区、种族、民族间NSCL/P的遗传背景不同。NSCL/P有关的遗传背景主要有易感基因、单核苷酸多态性。目前，国内对NSCL/P的研究多着眼于IRF6、MTHFR、MSX1、TGF-α、RARα、BCL3、TGF-β3等与NSCL/P关系密切的传统“热门片段”，研究手段通常采用限制性片段长度多态性分析(RFLP)、微卫星多态性分析(SSR)、单链构象多态性分析(SSCP)、第一代测序等传统技术[3]。随新一代测序技术的发展，全基因组关联分析(GWAS)等方法被运用到NSCL/P的病因研究中，新的易感基因和单核苷酸多态性(SNP)位点不断见诸报道。现将中国人群NSCL/P的遗传背景的最新研究进展综述如下。

1 NSCL/P易感基因、染色体区域

最新发现的与中国人群NSCL/P的易感基因有关的主要有 ATP结合转运4基因(ABCA4)、 肌腱膜纤维肉瘤癌基因同源物B(MAFB)、RhoGTP酶激活蛋白29(ARHGAP29)、 颗粒感头状基因-3(GRHL3)、甲状腺腺瘤相关基因(THADA)、叉头结构转录调控因子E1(FOXE1)、黏钙素1基因(CDH1)、8q24区域等。

1.1 ABCA4 ABCA4位于染色体1p22.1区域，含有50个外显子，是ATP结合转运基因的一个亚型，又被称为辐射蛋白和ABCR,负责编码Rmp蛋白，主要承担视网膜内信息的跨膜转运和转换，研究认为ABCA4基因的突变常导致了各类遗传性视网膜变性疾病的发生[4]。Huang等[5]研究认为，rs560426不是我国南方汉族人群NSCL/P的易感位点。周忠伟等[6]在宁夏汉族人群中发现ABCA4基因的rs560426位点单核苷酸多态性与NSCL/P发生相关。

1.2 MAFB MAFB又称KRML基因，位于染色体20q12区域,无内含子结构，可以编码碱性亮氨酸拉链结构转录因子，这个因子对造血系统的调节具有重要作用，同时还可作为致癌基因参与骨髓瘤细胞的表达[7]。程红球等[8]发现MAFB基因上的SNP位点rs1782094与中国南方汉族人群NSCL/P发病显著相关。马丽娟等[9]则验证了MAFB基因的4个SNP(rs6072081、rs6065259、rs17820943、rs11696257)位点的变异与宁夏地区人群NSCL/P发病有较强的相关性。

1.3 ARHGAP29 ARHGAP29位于染色体1p22.1区域，临近ABCA4基因，是一种GTP酶活化蛋白，与多种信号通路分子RhoA具有很强的亲和力，参与上皮-间质转化(EMT)的发生[10]。针对ARHGAP29的突变筛查发现8种有害突变 (包括1种框移突变和1种无义突变)，同时小鼠实验证实，该基因在颅面部发育中表达，并且IRF6缺乏的小鼠ARHGAP29表达下降[11]。Letra等[12]在非西班牙裔白人中发现ARHGAP29的3种SNP(rs1541098、rs3789688和rs15765931)与NSCL/P相关。Liu等[13]从1p22十多个相关致病位点中确定了3个生物学功能致病的基因突变。

1.4 GRHL3 作为Grainyhead家族的成员,GRHL3主要在外胚层细胞尤其是上皮细胞的分化和迁移过程中发挥作用,参与伤口愈合、睑裂愈合和胚胎神经管闭合等上皮细胞迁移过程[14]。有研究[15]认为GRHL3基因是与VWS发生相关的仅次于与IRF6第二易感基因，2016年两项基于欧洲人群的研究发现GRHL3基因错义突变与NSCPO的致病性密切相关，其显著关联的SNP位点是rs41268753[16]。随后，国内Wang等[17]分别对GRHL3基因rs10903078、rs4638975和rs2486668、rs545809多态性位点与中国人群NSCL/P的相关性进行了研究，但并未得出两者之间存在相关性，这可能与样本的数量及种群的差异性有关。

1.5 THADA THADA位于染色体2p21区域，有38个外显子，长度370 kb。THADA最早被发现是甲状腺腺瘤的靶基因，与甲状腺腺良性肿瘤有关[18]。Pan等[19]研究发现，在中国南方人群中THADA基因rs7590268与NSCL/P的发病呈强相关。李冬梅等[20]研究发现，THADA基因的rs7590268和rs6729902位点单核苷酸多态性与中国北方人群的NSCL/P发生相关。此基因多态性位点在中国南北人群中均发现与NSCL/P发病相关，说明THADA基因可能是一个与中国人群NSCL/P发病密切相关的候选基因。

1.6 FOXE1 FOXE1位于染色体9q22区域，是叉头框转录因子家族成员之一，参与胚胎的发育过程。小鼠模型研究证实，FOXE1基因突变会导致腭裂和甲状腺畸形。章根讯等[21]在宁夏回汉族人群中发现FOXE1基因的rs3758249、rs10217225和rs4460498位点与NSCL/P发生相关。Liu等[22]的研究发现SNP位点rs4460498和rs3758249位点与我国东北部人群中NSCL/P有强相关性，Duan等[23]的研究则验证了我国西部汉族人群SNP位点rs894673、rs3758249和rs4460498与NSCL/P存在相关。

1.7 CDH1 CDH1位于染色体16q22.1区域，可编码E钙黏蛋白。CDH1基因突变与弥漫性胃癌、直肠癌、乳腺癌、卵巢癌等多种癌症有关。CDH1多态性与NSCL/P的关联在国外人群中被观察到[24]，在国内汉族人群中也发现CDH1和NSCL/P存在关联[25]。

1.8 8q24区域 在染色体8q24.21上的一个640kb区段包含的多个SNP位点与NSCL/P致病有很强相关性,其中最具相关性一个SNP是rs987525(p<3.34×10-24)[26]，并且在波兰、巴西、洪都拉斯、哥伦比亚NSCL/P人群中得到验证[27]。而Xu等[28]发现广东汉族人群、宁夏地区人群rs987525与NSCL/P的发生不相关。

2 GWAS在中国人群NSCL/P研究中的应用

GWAS是通过对大规模的群体(病例/对照)DNA样本进行SNPs分型,从而寻找与复杂疾病相关的遗传因素的研究方法。Sun等[29]首次在染色体区域16p13.3中鉴定出一个与中国人群NSCL/P密切相关的新位点rs8049367。该位点位于CREBBP基因和ADCY9基因间，CREBBP可作为转录因子通过P300蛋白共同参与胚胎发育过程[30]。研究[31]表明CREBBP-ADCY9区域间的缺失变异和Rubinstein-Taybi综合症的发生有关，这是一种常染色体显性遗传病，面部特征表现伴有唇裂或者腭裂。10q25.3、17p13.1、20q12和1q32.2等染色体区域与中国人NSCL/P发病有关。染色体10q25.3中的VAX1基因突变可导致颅面部畸形[32]；17p13.1中的NTNI基因参与神经系统的形成，并且在NSCL/P患者的牙髓干细胞中表达上调[33]；20q12中的MAFB基因与腭突融合有关。IRF6基因中的rs2235371位点较之此前报道rs646921位点与中国人群NSCL/P发生的相关性更高。

Yu等[34]对7 404例NSCL/P患者和16 059例不同种族正常对照组的进行个体研究，证实26个遗传区域中41个SNP位点与唇腭裂相关，其中有14个是首次发现的新位点。这26个遗传区域在中国人群NSCL/P患者中有10.94%的遗传率，该研究还证实了不同种族的NSCL/P患者的遗传背景存在明显的异质性。新发现的区域包括：2p25.1，4p16.2，4q28.1，5p12，6p24.3，8p11.23，8q22.1，9q22.32，12q13.13，12q13.2，12q21.1，14q22.1，14q32.13，17q21.32。其中，4p16.2上有两个关键位点参与MSX1基因的上游调节，而MSX1基因与腭裂和牙齿发育不全有关[35]；4q28.1中的SPRY1基因突变会导致小鼠面裂和腭裂的发生,5p12区域中的关键位点邻近FGF10基因，该基因编码的蛋白质参与EMT作用，敲除该基因会使小鼠产生腭裂[36]；6p24.3区域包括两个潜在的唇腭裂易感基因OFCC1和TFAP2A ；8p11.23区域中的关键位点rs13317位于FGFR1基因的增强子区，在唇腭裂患者中可检测到该基因突变[37]；9q22.32区域中的关键位点位于PTCH1基因的内含子区，其突变可引发Gorlin综合症，唇腭裂是其临床表征之一[38]。12q13.2区域中的基因RPS26突变与唇腭裂的发生密切相关。14q32.13区域中的关键遗传标记位于GSC基因和DICER1基因之间，GSC基因突变可导致外耳道闭锁、下颌骨发育畸形等[39],而敲除DICER1基因的小鼠会表现出严重的颅面畸形和腭裂[40]。位于17q21.32的WNT9B也是关键的NSCL/P致病基因，它参与颅面部的发育过程，WNT9B突变的小鼠会发生CL/P[41]。2p25.1中有两个关键标记位于TAF1B基因上游12 kb处，参与聚合酶Ⅰ(Pol Ⅰ)的转录[42]；8q22.1中的SNP rs957448与RAD54B基因中的rs12681366相关联，而该基因在DNA修复中有重要作用[43]；12q13.13区域位点rs3741442位于KRT18基因下游500 bp处，此基因参与编码细胞骨架蛋白并可在上皮细胞中特异性表达[44]；12q21.1区域的两个SNP rs2304269和rs7967428位于TMEM19基因附近，可能与表皮胶质细胞形成有关；14q22.1 区域位点rs7148069位于功能未知的LINC00640基因附近。

综上所述，NSCL/P是由遗传和环境因素共同决定的复杂的多基因遗传性疾病。ABCA4、MAFB、ARHGAP29、GRHL3、THADA、FOXE1、VAX1、 CDH1、8q24区域等基因是最新发现的我国NSCL/P的易感基因。 rs8049367、10q25.3、17p13.1、20q12和1q32.2等41个SNP位点是采用GWAS技术发现的与NSCL/P有关的单核苷酸位点。今后应在扩大研究范围，增加样本量的基础上，采用不同测序分析技术精确全面定位，对基因与基因、基因与环境的相互作用在NSCL/P的发病中的作用进行深入研究。