Stargardt病一家系致病基因突变位点的研究与分析付何云

2021-05-26 03:26郭光王文玲李才锐
临床眼科杂志 2021年2期
关键词:杂合外显子基因突变

郭光 王文玲 李才锐

Stargardt病又称Stargardt黄斑营养不良,全球发病率约为1/10000,多于青少年期发病,平均年龄为15.2岁[1,2]。该病在遗传性黄斑营养性疾病中较常见,检测显示多数为ABCA4 基因突变。该基因突变会造成由它编码的视杆细胞外节段表达的特异的ATP结合盒转运蛋白功能异常。该功能异常会造成视网膜色素上皮层(retinal pigment epithelium,RPE)积累全反式视黄醛,全反式视黄醛再转化为A2E,脂褐素的主要组成成分是A2E,脂褐素的毒性会损害RPE并且遮盖光感受器[3,4]。本研究对Stargardt病一家系致病基因突变位点进行筛查并分析。

资料与方法

一、一般资料

6名Stargardt病家庭成员(1,2患者,4基因携带者)。获得所有受检者知情同意后,由同一医生,在安阳市眼科医院对所有受检者进行至少一次检查。

二、方法

临床采集病史,裂隙灯显微检查,验光,应用1%的托吡卡胺滴眼液扩瞳后进行眼底检查,荧光素眼底血管造影(fundus fluorescein angiography,FFA)和频域相干光层析成像术(spectral domain optical coherence tomgography,SD-OCT)、视网膜电图(electroretinogram,ERG)检查。采集6名受检者外周血5 ml, EDTA抗凝管中封存,送北京康旭医学检验所行全外显子Slim检测,确定基因分型和突变。提取基因组DNA,构建基因组文库,测序。所有的研究都经过了安阳市眼科医院审查委员会的批准。

三、诊断依据

双眼中心视力进行性下降,配镜提高不明显或无法提高;黄斑区营养不良,牛眼征,家族性发病,基因检测。

结 果

一、基本资料

6例受检者中,2例患者。1例携带者,患者1,女性,年龄19岁;患者2,男性,10岁;携带者,女性,年龄43岁。家族系见图1,临床信息见表1。通过检查,发现6位受检者的眼前段和眼压基本正常。患者1双眼矫正视力0.3,患者2双眼矫正视力0.3。

图1 Stargardt家系图

表1 2例患者及1例携带者基本信息

随访半年,患者1视力基本稳定在矫正视力0.3。眼底彩照见图2A、B,SD-OCT图2C、D;患者2矫正视力较之前稍差,矫正0.2,患者眼底彩照见图3A、B,FFA图3C、D和SD-OCT图3E、F。检测到的黄斑中心凹结果可见异常。已发病者,视乳头边界清,视网膜血管正常,双眼黄斑部呈一类椭圆形的萎缩区,同时黄斑区色素紊乱。

图2 患者1眼底像及SD-OCT检查

图3 患者2眼底像及FFA和SD-OCT检查

二、DNA测序结果

患病者1、2和携带4者均检测到ABCA4基因异常.共检测到8个突变,见表2。检测出致病基因突变8处,ABCA4 基因c.1760+2T>G,USH2A 基因c.7068T>G和c.9340C>T,FZD4 基因c.205C>T,IMPDH1 基因c.1405+9A>G,PRIMPOL 基因c.265T>G,RB1 基因c.2212-9C>A,TSC2 基因c.856A>G。患者外祖母、外祖父和父亲无发病无突变。母亲含有3个突变,姐姐病情较弟弟轻,8个突变中含有4个,病情重的弟弟含有8个突变,姐弟两人前三个基因突变遗传均源于母亲。测序图见图4。(以下数据对应人类基因组GRCh37/hg19版本):

表2 本研究中发现的突变基因的突变形式

图4 Stargardt病基因测序图

(1).ABCA4基因,转录本NM_000350, c.1760+2T>G,具体位置位于染色体chr1:94528666;

(2).USH2A 基因,转录本 (NM_206933),c.7068T>G;具体位置位于染色体chr1:216138711;

(3).USH2A 基因,转录本 (NM_206933),c.9340C>T;具体位置位于染色体chr1:216011364;

(4)FZD4 基因,转录本(NM_012193),c.205C>T,具体位置位于染色体chr11:86665923;

(5)IMPDH1 基因,转录本(NM_000883),c.1405+9A>G,具体位置位于染色体chr7:128035176;

(6)PRIMPOL 基因, 转录本(NM_152683),c.265T>G,具体位置位于染色体chr4:185580578;

(7)RB1 基因,转录本(NM_000321),c.2212-9C>A,具体位置位于染色体chr13:49039125;

(8)TSC2 基因,转录本(NM_000548),c.856A>G,具体位置位于染色体chr16:2108755。

讨 论

Stargardt 病主要损害中心视力、视野,双眼黄斑区视网膜色素上皮层和神经上皮进行性萎缩,组织病理学改变可以发现RPE细胞层脂褐质沉积和感光细胞的丢失和死亡。95%以上的Stargardt 病与ABCA4基因(OMIM:601691;GenBank:NG_009073.1)的异常有关[5,6]。ABCA4基因位于染色体1p22,全长约8kb,含50个外显子,cDNA长度为6705bp,它编码2235个氨基酸,位于视网膜视杆细胞外段的视盘膜中。目前在ABCA4基因中,已发现约900种基因突变。在我国的大样本研究中,基因突变最多的为错义突变(55.1%),其次为剪切突变(17.6%),移码突变(15.4%),无义突变(11.8%)[7]。同时,PRPH2、VMD2、ELOVL4和PROM1基因突变可以起部分Stargardt 病或者类似临Stargardt 病床表型的眼病[8]。

已知的Stargardt 病的致病基因,有些基因也会导致同一重叠的临床表型,例如,ABCA4 基因是 Stargardt 病 1 型、视锥杆细胞 营养不良 3 型、视网膜黄色斑点沉着、早发性严重视网膜营养不良、视网膜色素变性 19 型的致病基因,为常染色体隐性遗传方式(AR)。临床表型多样和致病基因复杂导致 Stargardt 病容易漏诊和误诊。临床检查和基因检测有效结合有利于诊断 Stargardt 病。

在国际上,Tomas R的研究中发现了ABCA4染色体上的W663X和A1038V基因的混和突变[9],错义突变A1038V是Tomas R报道的新发“温和”突变。w663x的致病突变曾被报道[10]。ABCA4基因最常检测到的突变之一是杂合等位基因L541P/A1038V。当ABCA4染色体在体外时,缺乏L541P[11,12],A1038V无法对ATP酶产生影响。G1961E的错义突变是ABCA4基因检测中最常见的突变,并被报道为温和表型[12-14]。本研究中两患者均为青少年,矫正视力在0.3左右,ABCA4基因考虑c.1760+2T>G突变为温和型。当然也不排除,随着年龄的增大,患者视力渐进性下降,临床上我们还要进一步随访和观察。

本研究中发现了8个基因突变,其中c.1760+2T>G位于,杂合变异,内含子Intron12,虽已经有文献曾报道Stargardt 病的该基因突变,但该突变未引起氨基酸变化,所以其致病性还有待进一步研究。c.7068T>G位于USH2A 基因,杂合变异,外显子Exon37,造成第2356号氨基酸由Asn变为Lys(p.Asn2356Lys),为错义变异。c.9340C>T位于USH2A 基因,杂合变异,外显子Exon47,造成第3114号氨基酸由Pro变为Ser(p.Pro3114Ser)。USH2A 基因突变可造成视网膜色素变性,Usher综合征2A型(遗传性耳聋-视网膜色素变性综合征)。USH2A 基因的致病突变,目前汇报的有近800个,USH2A 基因含有72个外显子,编码5202个氨基酸。c.205C>T位于FZD4 基因,杂合变异,外显子Exon1,造成第69号氨基酸由His变为Tyr(p.His69Tyr)。FZD4 基因可引起渗出性玻璃体视网膜病变I型、早产儿视网膜病变。c.1405+9A>G位于IMPDH1 基因,杂合变异,内含子Intron13,未引起氨基酸变化。IMPDH1 基因可引起Leber先天性黑朦II型,视网膜色素变性10型。c.265T>G位于PRIMPOL 基因,杂合变异,外显子Exon4,造成第89号氨基酸由Tyr变为Asp(p.Tyr89Asp)。PRIMPOL 基因可引起近视。c.2212-9C>A位于RB1 基因,杂合变异,内含子Intron21,未引起氨基酸变化。RB1 基因可导致体细胞突变(膀胱癌、骨肉瘤、视网膜母细胞瘤)。c.856A>G位于TSC2 基因,杂合变异,外显子Exon10,造成第286号氨基酸由Met变为Val(p.Met286Val)。TSC2 基因可导致体细胞突变(局部皮质发育不良、淋巴管平滑肌瘤病),结节性硬化症2型。

本研究中两患者其母亲含有ABCA4基因和USH2A 基因中的3个突变,但是表型正常。患者1含有8个突变,患者2含有4个突变,考虑两患者Stargardt 病的发病可能是多基因作用的结果。Stargardt 病的致病基因除了常见的ABCA4基因突变,也不排除USH2A 基因、FZD4 基因、IMPDH1 基因、PRIMPOL 基因、RB1 基因、TSC2 基因,在以后的研究和临床诊治中,扩大考虑致病基因范围。本研究拓宽了Stargardt 病的研究范围,为新的领域的研究提供参考依据。

该病严重危害青少年视力,目前主要的治疗方法有营养补充治疗,高压氧治疗,尚在研究的基因治疗,细胞移植治疗,细胞因子治疗等。现在临床上还无有效控制该病进展的疗法,但是早期诊断可以给患者提供延缓视力损害的措施,比如减少阳光照射,佩戴墨镜,经常戴帽子等,低视力康复咨询、组织不必要的过量的维生素A的摄入。本研究为Stargardt 病的研究、为临床患者的遗传咨询、产前诊断等提供了提供了分子生物学参考依据。

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