中国首个着色性干皮病变异型家系的POLH 突变研究

段晓倩 朱玲玉周文明

着色性干皮病（xeroderma pigmentosum，XP，OMIM#278700-278780）是一种罕见的常染色体隐性遗传病，早在1870年就有描述，其特点是对阳光高度敏感，导致皮肤晒伤、色素改变并显著增加多种皮肤肿瘤的发病率。目前在世界各地和种族组中均有发现，西欧报告的发病率约为2.3：1000000[1]，约3/5 的受累个体表现出严重和长期的晒伤反应[2]，而其他个体表现出光暴露部位的雀斑样痣数量增加，临床上难以与许多其他色素性疾病区分。此外，约1/4 的患者发生神经系统疾病和精神发育迟滞[3]。在XP 患者中，非黑色素瘤皮肤肿瘤的发生率的增加比黑色素瘤皮肤肿瘤更显著。临床特征和病理表现与阳光暴露、涉及基因、该基因上的突变类型、XP 患者的种族有关。目前有8 个XP 互补组及其相应的基因 [XP-A（XPA）、XP-B（ERCC3）、XP-C（XPC）、XP-D（ERCC2）、XP-E（DDB2）、XP-F（ERCC4）、XP-G（ERCC5）和XP-V（POLH）]与XP 相关。其中XPA—XPG 通过核苷酸切除修复过程（nucleotide excision repair，NER）参与DNA 中紫外线诱导的光产物的修复。跨病变DNA 聚合酶（XP-V 或DNA 聚合酶η）在NER 中几乎正常，但复制后存在修复缺陷。目前有83 个POLH 突变与XP 有关，约占XP 的1/4，其中大片段缺失占POLH 突变的12%。尽管XP 没有治愈方法，但通过早期诊断和适当的保护，皮肤问题可以在很大程度上得到改善。在此，笔者报道了一个XP-V 家系的临床和遗传学调查，分析了XP-V 这种表型与基因型的相关性。

1 资料与方法

1.1 临床数据

家系图见图1。在2019年1—12月间，患者1（先证者，II -6）女，48 岁，因“暴露皮肤色素沉着逐渐加重37年”就诊。患者1 系安徽合肥人，否认父母近亲婚配史。家族史发现1例XP受累兄长表现出更严重的临床症状。查体：先证者有弥漫性雀斑样色素沉着，皮肤干燥，日晒区皮肤萎缩，防晒区皮肤外观基本正常。未发现皮肤肿瘤、眼部及神经系统异常。

患者2（II -3）男，54 岁，发病年龄与先证者相似。查体：面颈部及上肢出现大量粟粒大小色素沉着及暗褐色斑疹。此外，他从30 岁开始在面部和手臂出现散在的色素性斑块，并每3年接受一次手术切除治疗。两次皮肤活检组织学检查示：交界痣，高分化鳞状细胞癌。患处未见基底细胞癌、鳞状细胞癌及黑色素瘤病灶。患者未表现任何眼部或神经系统症状。该家系中的其他成员均体健。

图1 患者家系图谱

1.2 方法

在遵守知情同意原则的前提下，收集患者的临床资料，收集先证者及所有可获得的家庭成员（包括I-2、II-3、II-6、II-8、III-1、III-2、III-4 和III-6）的外周血。由上海安百隆生物科技有限公司提取外周血DNA 并对先证者基于采用新一代测序（next generation sequencing，NGS）进行panel 测序，获得序列与英国多机构研究团队（University of California Santa Cruz，UCSC）人类基因组参考（GRCh37 / hg19）进行比较。其余亲属经Sanger 测序验证。

2 结果

在受累患者中发现POLH 基因（NM_006502.2）外显子9 的杂合突变（c.1066 C ＞ T，p.Arg356Ter），在未受累家族成员和参考序列中未发现该突变。碱基置换致提前了终止密码子，预期编码截短的POLH 蛋白，从而将患者分配至XP-V 亚型。对患者II -3 进行panel 测序后的原始数据进行拷贝数变异（copy number variation，CNV）分析，采用同一捕获池的样本进行比较分析。笔者发现6 号染色体外显子5 到外显子8 的平均测序深度显著降低（0.5 左右），说明在该范围内存在大片段杂合缺失。

3 讨论

POLH 基因属于Y 家族，包含11 个外显子，位于染色体6p21.1-6p12.3 上，由POLH 基因编码的DNA 聚合酶eta（poη，NP_006493）使细胞中紫外线损伤的模板DNA 能够通过跨病变合成合成正确的子链[4]。基因检测结果显示，在患者II -3 和II -6中发现POLH 外显子9 的点突变c.1066 C ＞ T（p.Arg356Ter），该点突变此前曾报道过[5]。通常，这些个体最早直到20 ～30 岁才被诊断。到此时，他们已经积累了多年的大量阳光和紫外线辐射诱导的突变，更容易发生各种皮肤肿瘤[6]。

在笔者的研究中，通过对测序结果的CNV 分析，还发现了POLH 外显子5 至外显子8 区域大片段缺失。结合患者的较轻的临床表型，推测大片段缺失的危害较小。一些研究人员认为，无论突变类型如何，polη 催化结构域以外的突变通常都伴随着较轻的表型[7]。而有的学者认为XP-V 患者的临床特征与突变的部位或类型无明显相关性[8]。

I-2（II-3 和II-6 的母亲）的Sanger 测序结果中未检测到c.1066 C ＞ T 点突变。考虑到研究中的患者II-3 和II-6 具有共同点突变，我们认为该突变不是新发突变。据推测，他们的父亲（已故）可能有相同的点突变，但他以前没有表现出类似的临床表现。这种无义突变可能被认为是致病性的，因为它引起提前终止密码子并导致截短蛋白。无义介导的信息衰减机制可能是其中的原因之一[9-10]。家系第三代尚无XP 临床表现，测序结果中亦未检测到c.1066 C ＞ T 点突变（III-1、III-2、III-4、III-6），通过对该家系的遗传学分析，第三代未来罹患XP 的几率极小。但由于III-3 和III-5 母亲（II-6）为XP 患者，患病概率相对较高，其基因检测有待进一步完善。

迄今为止，已报道有83 种POLH 的突变可引起XP-V，其中37 种（占44.6%，其中包含16 种无义突变和21 种错义突变）为单碱基置换，8 种（占9.6%）为剪接突变，28 种（占33.7%）为缺失突变，10 种（占12.1%）为插入突变。大多数为缺失或导致终止密码子，这意味着polη 蛋白的截断或缺失[11-14]。目前在XP-V 上没有明确聚集性的热点突变，但在日本报道了四种创始人突变（c.490G ＞ T、c.del1661A、c.916G ＞ T 和c.725 C ＞ G）和一种可能的创始人突变（c.1075-2567_1244 + 1188del） 。

在XP- V 患者的表型-基因型关系中，由于蛋白质的稳定性受到影响，错义突变的类型与临床严重程度之间存在相关性[15-16]。由于临床资料不完整和每个特定病例突变类型的复杂性，很难建立临床特征与POLH 突变类型之间的相关性[17-19]。然而，XP- V患者的累积日光量与临床病程和癌症发病率具有更好的相关性[20]。

总之，笔者首先报道了中国XP患者c.1066 C ＞ T（p.Arg356Ter）突变，并对XP- V 突变报道进行了综述。这些结果将有助于建立早期诊断，以改善XP 患者的管理，并为该家系XP 亲属进行遗传咨询提供可能。