吴雅枫 翟洪波 鲁建央 鲁才娟
[摘要] 目的 應用遗传性耳聋基因芯片筛查杭州地区新生儿常见遗传性耳聋基因的突变频率和类型。 方法 收集杭州地区2016年2月~2017年10月送检的4842例新生儿足底血制成的干血斑,应用PCR+导流杂交法检测中国人常见的4个致聋基因14个突变位点,包括GJB2基因(176-191del 16、235 del C、299-300 del AT)、GJB3基因(538C>T、547 G>A)、SLC26A4基因(IVS7-2A>G、IVS15+5GA、2168 A>G、1229C>T、1174A>T、1975G>C、1226G>A)、线粒体DNA 12S rRNA基因(1555A>G、1494C>T)。 结果 4842例新生儿中200例携带耳聋基因突变,总体阳性率为4.13%,其中GJB2基因突变58例,突变携带率为1.20%,SLC26A4基因突变98例,突变携带率为2.02%,12S rRNA基因19例,突变携带率为0.39%,GJB3基因突变 31例,突变携带率为0.64%。200例耳聋基因突变携带者195例(97.50%)通过听力筛查。 结论 耳聋基因筛查是现有听力筛查模式的良好补充,对遗传性非综合征性耳聋早诊断、早预防、早治疗极为重要。
[关键词] 耳聋基因;听力筛查;基因突变;遗传性非综合征性耳聋
[中图分类号] R764.4 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701(2020)23-0016-04
An analysis for newborn deafness genetic screening of 4842 neonates in Hangzhou
WU Yafeng ZHAI Hongbo LU Jianyang LU Caijuan
Department of Obstetrics, Affiliated Hangzhou First People's Hospital, Zhejiang University School of Medicine,Hangzhou 310006, China
[Abstract] Objective To investigate the mutation frequency and type of hereditary deafness genes in neonates in Hangzhou using deafness genechip array. Methods Dried blood spots(DBS) were sampled from plantar blood of 4,842 neonates collected from February 2016 to October 2017 in Hangzhou. Four deafness genes and 14 mutation sites commonly seen in Chinese were detected using a PCR/Flow-through hybridization assay, including GJB2 gene(176-191del 16, 235 del C and 299-300 del AT), GJB3 gene(538C>T and 547G>A), SLC26A4 gene(IVS7-2A>G, IVS15+5GA, 2168A>G, 1229C>T, 1174A>T, 1975G>C and 1226G>A) and mitochondrial DNA 12S rRNA gene(1555 A>G and 1494C>T). Results 200 cases carried deafness gene mutations in the 4, 842 neonates, with a positive rate of 4.13%. GJB2 gene mutation was found in 58 cases, with a carrying rate of 1.20%, and SLC26A4 gene mutation in 98 cases with a carrying rate of 2.02%, Mitochondrial DNA 12S rRNA mutation in 19 cases with the carrying rate of 0.39%, and GJB3 gene mutation in 31 cases with the carrying rate of 0.64%. It was found that 195 cases carrying deafness gene mutations initially passed newborn hearing screening, accounting for 97.50% of the 200 cases. Conclusion Deafness gene screening is a suitable supplementary measure in the existing hearing screening system, which is of great significance for early diagnosis, prevention and treatment for hereditary nonsyndromic deafness.
[Key words] Deafness gene; Hearing screening; Gene mutation; Hereditary nonsyndromic deafness
先天性耳聋是人类最常见的出生缺陷之一,发病率约为1‰~3‰[1],大于50%的先天性耳聋是由遗传因素造成[2,3]。遗传性耳聋按是否伴有其他症状可分为综合征性耳聋和非综合征性耳聋。非综合征性耳聋在遗传性耳聋中约占70%,迄今已有120余个耳聋相关基因被克隆。按遗传模式,非综合征性耳聋可分为常染色体隐性遗传、常染色体显性遗传、X连锁遗传、Y连锁遗传和线粒体遗传。
国内耳聋相关基因分子流行病学研究表明,非综合征性耳聋主要由GJB2、SLC26A4、线粒体DNA 12S rRNA、GJB3等突变引起[4-7]。本研究对2016年2月~2017年10月杭州地区分娩的4842例新生儿进行耳聋基因筛查,了解杭州地区新生儿常见非综合征性耳聋基因的突变类型和频率,探讨常见非综合征性耳聋基因筛查的临床应用价值,现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2016年2月~2017年10月杭州地区分娩的4842例新生儿。纳入标准:新生儿监护人了解新生儿耳聋基因筛查的意义,签署知情同意书;排除标准:新生儿随访失败。
1.2 方法
1.2.1 DNA提取 新生儿出生后3 d内采集足底血制作血片,采用凯普血液基因组DNA提取试剂盒(离心柱)提取DNA,提取步骤参照试剂盒提供的使用说明书进行,取2 μL DNA用紫外线分光光度计进行定量和纯度检测。
1.2.2 PCR导流杂交法 取2 μL抽提好的DNA作为模板,分别加入到A、B两个反应体系中,PCR反应体系为30 μL。使用ABI PCR仪进行多重PCR扩增。扩增后进行杂交及显色,步骤参考耳聋易感基因检测试剂盒提供的使用方法说明进行。
1.3 听力筛查
采用两阶段筛查模式,所有新生儿在院期间应用筛查型耳声发射仪进行耳声发射常规听力筛查,初筛未通过者,出生后42 d采用耳声发射结合自动判别听性脑干反应进行听力复筛。
1.4 统计学方法
应用SPSS22.0统计学软件进行分析,计量资料采用均数±标准差(x±s)表示,计数资料用率(%)表示,组间比较采用χ2检验,P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 常见耳聋基因突变情况
4842例新生儿中共计200例筛查阳性,阳性率为4.13%。听力筛查结果200例耳聋基因筛查阳性患儿中13例初筛未通过(6.50%,13/200),其中5例复筛未通过(2.50%,5/200),4例GJB2 235 del C纯合突变及1例GJB2 235 del C合并299-300 del AT复合杂合突变未通过听力筛查(表1)。耳聋基因筛查阴性组听力筛查初筛360例未通过(7.76%,360/4642),其中5例复筛未通过(0.11%,5/4642),两组听力筛查结果有统计学差异(χ2=53.24,P<0.05)。
2.2 筛查GJB2基因3个位点
3个位点分别为235 del C、176-191del 16、299-300 del AT。4842例新生儿中检测出GJB2基因热点突变携带者58例,突变携带率为1.10%(58/4842)。GJB2 235 del C纯合突变4例,全部未通过听力筛查;GJB2 235 del C 合并299-300 del AT復合杂合突变1例,未通过听力筛查;GJB2 235 del C杂合突变29例,全部通过听力筛查,其中合并12S rRNA 1555A>G位点纯合突变2例,合并SLC26A4 IVS7-2A>G位点杂合突变2例,合并SLC26A4 IVS15+5G>A杂合突变1例;GJB2 176-191 del 16位点杂合突变15例,全部通过听力筛查;GJB2 299-300 del AT位点杂合突变9例,全部通过听力筛查。
2.3 筛查SLC26A4基因7个位点
IVS7-2A>G、IVS15+5GA、2168A>G、1229C>T、1174A>T、1975G>C、1226G>A。4842例新生儿中检测出SLC26A4基因热点突变携带者98例,突变携带率为2.02%(98/4842)。其中IVS7-2A>G位点杂合突变29例,2168A>G 位点杂合突变18例,1229C>T位点杂合突变 17例,1975G>C位点杂合突变 10例,IVS15+5G>A 位点杂合突变10例,1226G>A位点杂合突变7例,1174A>T位点杂合突变3例,IVS15+5G>A杂合突变合并12S rRNA 1555A>G纯合突变1例,SLC26A4基因杂合突变合并GJB2基因杂合突变3例。98例新生儿全部通过听力筛查。
2.4 筛查12S rRNA基因2个位点
1555A>G位点,1494 C>T位点。4842例新生儿中检测出12S rRNA基因热点突变携带者19例,突变携带率为0.39%(19/4842)。其中1555A>G位点杂合突变5例,纯合突变11例,其中1例为12S rRNA 1555A>G纯合突变合并SLC26A4 IVS15+5G>A杂合突变,2例为12S rRNA 1555A>G位点纯合突变合并GJB2 235del C位点杂合突变。12S rRNA 1494C>T位点杂合突变2例,12S rRNA 1494C>T位点纯合突变1例。19例新生儿全部通过听力筛查。
2.5 筛查GJB3 基因2个位点
538C>T位点、547G>A位点。4842例新生儿中检测出GJB3基因热点突变携带者31例,发现突变31例,突变携带率为0.64%(31/4842),其中538C>T14例,547G>A17例。31例新生儿全部通过听力筛查。
3 讨论
国内部分地区已普遍开展新生儿耳聋基因筛查,耳聋基因突变携带者在新生儿期常无明显表现,常规听力筛查也无法识别。本研究中195例耳聋基因突变携带者均通过常规听力筛查,随着年龄增长,在不良外界因素刺激下部分携带者可能出现不同程度的听力损害,错失早期干预的机会,携带者子代耳聋患病风险也显著增加。单纯传统新生儿听力筛查模式容易发生漏诊,增加家庭及社会负担。通过耳聋基因筛查早期诊断先天性耳聋5例,为早期干预及改善患儿言语发育提供依据。
3.1 GJB2基因
GJB2基因编码耳蜗和表皮中表达的β类缝隙连接蛋白Connexin26(Cx26),(MIM:121011),是我国引起遗传性非综合征型耳聋最常见的致聋基因[6,8,9]。常呈常染色体隐性遗传[10,11],临床表型以双耳重度、极重度感应神经性耳聋为主[6,12,13]。本研究中GJB2基因突变携带率为1.20%(58/4842),低于既往研究结果[4,9],可能与样本量不足、不同地区突变频率差异相关。GJB2 235 delC是本研究中最常见的GJB2基因突变位点,与其他研究结果一致[9,14-16]。
GJB2基因纯合或复合杂合突变耳聋患者的螺旋神经节细胞数量正常,适合人工耳蜗植入,语前治疗效果良好。本次筛查中5例GJB2基因纯合突变及复合杂合突变新生儿通过进一步诊断性检查确诊为中重度至极重度感应神经性耳聋,分别植入人工耳蜗及佩戴助听器,随访患儿言语发育水平无明显异常,早期干预,避免了因聋致哑。
3.2 SLC26A4基因
SLC26A4基因是仅次于GJB2突变引起非综合征性耳聋的遗传学因素[17-19],与前庭导水管扩大综合征及Pendred综合征密切相关,常呈常染色体隐性遗传,主要表现为波动性或进行性感音神经性耳聋[6]。本研究中SLC26A4基因突变98例,占总筛查人数2.02%(98/4842),结果与既往报道一致[20]。SLCA26A4基因突变占本次新生儿耳聋基因突变携带者49%(98/200),高于GJB2基因突变携带率,这与其他研究结果不一致(参考文献),可能与样本量代表性欠佳、不同地区突变频率差异相关,需进一步大样本研究证实。
SLC26A4基因突变携带者出生时可无临床表现,但由于前庭导水管异常扩大,凡引起颅内压变化的因素,如头部外伤、感冒、潜水等作用可出现听力波动性损伤,个别患者可出现突发性耳聋。因此该基因突变携带者在日常生活中注意防护、避免不良因素刺激,加强听力监测,对延缓听力损害至关重要。
3.3 线粒体12S rRNA基因
线粒体12S rRNA基因为母系遗传,与氨基糖苷类抗生素易感致聋密切相关。该基因突变可以导致12S rRNA的构象改变,与氨基糖苷类抗生素结合后阻碍线粒体内蛋白质合成,导致听毛细胞逐渐凋亡引起永久性不可逆听力损害。本研究中12S rRNA基因突变19例,占总筛查人数0.39%(19/4842),占本次新生儿耳聋基因突变携带者9.50%(19/200),与国内研究结果较一致[4]。
线粒体基因突变者在遗传咨询中需指导其临床用药,发放用药警示卡,建议终身禁用氨基糖苷类等药物,避免一针致聋。根据母系遗传特点,依据新生儿筛查结果反推母系家庭成员基因型,对其他突变携带者进行防聋指导,具有巨大的社会效益。
3.4 GJB3基因
GJB3基因最早由我国学者夏家辉教授报道,为常染色体隐性遗传,偶为常染色体显性遗传,临床表现为语后高频听力下降,人群中携带率较低[21,22]。该基因编码Cx31蛋白,是组成皮肤细胞间通道蛋白之一,GJB3突变被认为可能与变异性红角皮病相关[23],部分GJB3突变携带者同时表现为耳聋及皮肤病变。本次调查中GJB3突变31例,占总筛查人数0.64%(31/4842),占本次新生儿耳聋基因突变携带者15.5%(31/200),与既往报道一致[22,24]。该基因突变携带者新生儿听力筛查均通过,可能与其遗传方式相关。
遗传咨询中需告知新生儿监护人长期随访监测听力情况,做到早发现、早干预;同时建议父母行相应位点检测,如携带相同位点,亦需关注听力情况,密切随访。
3.5 婚育指导
新生儿耳聋基因筛查对携带者婚育指导也有重要意义。GJB2、SLC26A4、GJB3基因往往表现为常染色体隐性遗传,携带者配偶如为相同位点基因突变,子代耳聋患病风险为25%,因此建议携带者配偶进行耳聋基因检测,必要时可通过产前诊断阻断耳聋患儿出生,降低出生缺陷率。
总之,耳聋基因筛查是现有听力筛查模式的良好补充,对遗传性非综合征性耳聋早诊断、早预防、早治疗极为重要,避免因聋致哑。随着筛查成本的降低,耳聋基因筛查联合听力筛查模式有望取代现有听力筛查模式。对于携带者,需遗传咨询及耳鼻喉科医师共同介入,提供诊断、治疗、随访及生育指导。
[参考文献]
[1] Van Camp G,Willems PJ,Smith RJ. Nonsyndromic hearing impairment:Unparalleled heterogeneity[J]. Am J Hum Genet,1997,60(4):758-764.
[2] 江凌晓,凌月仙.遗传性耳聋基因芯片检测的临床應用研究[J].分子诊断与治疗杂志,2011,3(3):170-172.
[3] 曲长红,张宁,曹东华,等.240例耳聋患者常见耳聋基因筛查分析[J].解放军医学院学报,2014,(10):1019-1021.
[4] 吕康模,熊业华,俞皓,等.17000名新生儿遗传性耳聋基因突变筛查[J].中华医学遗传学杂志,2014,(5):547-552.
[5] 戴朴,刘新,于飞,等.18个省市聋校学生非综合征性聋病分子流行病学研究(Ⅰ)--GJB2 235delC和线粒体DNA 12SrRNA A1555G突变筛查报告[J].中华耳科学杂志,2006,(1):1-5.
[6] Du Y,Huang L,Wang X,et al. Clinical data analysis of genotypes and phenotypes of deafness gene mutations in newborns:A retrospective study[J]. Biosci Trends,2017, 11(4):460-468.
[7] 王冰,徐洁,姚红兵,等.重庆市非综合征型耳聋患儿GJB2基因突变分析[J].重庆医学,2009,(9):1028-1029, 1031.
[8] Morton CC,Nance WE. Newborn hearing screening-a silent revolution[J]. N Engl J Med,2006,354(20):2151-2164.
[9] Han S,Yang X,Zhou Y,et al. Deafness gene mutations in newborns in Beijing[J]. Acta Otolaryngol,2016,136(5):475-479.
[10] 李建瑞,陈瑛,郭皖北,等.中国人GJB2耳聋基因突变分析[J].中华医学遗传学杂志,2003,20(5):441-443.
[11] Zheng J,Ying Z,Cai Z,et al. GJB2 mutation spectrum and genotype-phenotype correlation in 1067 Han Chinese subjects with non-syndromic hearing loss[J]. PLoS One,2015,10(6):e128691.
[12] 徐志勇,高国凤,刘畅,等.耳聋患者及正常人GJB2基因的突变筛查[J].中华医学遗传学杂志,2009,26(2):144-146.
[13] 代志瑶,孙宝春,黄莎莎,等.GJB2基因听力学表型与基因型关系分析[J].中华耳科学杂志,2014,(1):34-36.
[14] 唐军,胡敏,苏艳,等.518例新生儿听力及耳聋基因联合筛查结果分析[J].听力学及言语疾病杂志,2017,(2):197-200.
[15] 马琳,安会波,刘征燕,等.我国常见耳聋基因及其在临床预防和阻断耳聋中的应用[J].中国优生与遗传杂志,2015,(1):126-127.
[16] Liu XZ,Xia XJ,Ke XM,et al. The prevalence of connexin 26(GJB2) mutations in the Chinese population[J].Hum Genet,2002,111(4-5):394-397.
[17] 周怡,刘海红,郝津生,等.15343例新生儿耳聋基因普遍性筛查结果分析[J].中国听力语言康复科学杂志,2014,12(2):109-112.
[18] 项延包,李焕铮,徐雪琴,等.12个前庭导水管扩大耳聋家系的致病基因分析及产前诊断[J].中华医学遗传学杂志,2017,(3):336-341.
[19] Li C,Lu D,Chen X,et al. Analysis of mutations of 4 common genes among 216 patients with non-syndromic hearing impairment[J]. Zhonghua Yi Xue Yi Chuan Xue Za Zhi,2018,35(5):630-633.
[20] 赵亚丽,李庆忠,翟所强,等.国人前庭水管扩大患者SLC26A4基因的特异性突变[J].听力学及言语疾病杂志,2006,(2):93-96, 插1.
[21] Li YH,Jiang H,Yang LJ,et al.Study of mtDNA 12S rRNA A1555G, GJB2, GJB3 gene mutation in Uighur and Han people with hereditary nonsyndromic hearing loss in Xinjiang[J]. Zhonghua Er Bi Yan Hou Tou Jing Wai Ke Zazhi,2010,45(8):645-651.
[22] Chai F,Zhao HL,Qiu SQ. An analysis of the mutation in GJB2GJB3SLC26A4 and mtDNA12SrRNA in new born[J]. Lin Chuang Er Bi Yan Hou Tou Jing Wai Ke Zazhi,2017, 31(9):664-666.
[23] Richard G,Brown N,Smith LE,et al.The spectrum of mutations in erythrokeratodermias--novel and de novo mutations in GJB3[J]. Hum Genet,2000,106(3):321-329.
[24] 戴林桐,卿麗华,孙丹洋,等.基因芯片法检测72例非综合征性耳聋患者基因突变的研究[J].四川医学,2016, (6):602-604.
(收稿日期:2019-10-23)