庞贝病(Pompedisease),又称为II型糖原贮积症,是一种由于缺乏酸性α-葡糖苷酶(acidalpha-glucosidase,GAA)所引起的罕见常染色体隐性遗传疾病。庞贝病是一种溶酶体贮积病,由于GAA基因突变导致酶活性降低或缺乏,糖原不能分解而贮积在各种组织的溶酶体内,尤其以心肌、骨骼肌和平滑肌受累最为严重,引起肌肉病变、呼吸困难、肢体残疾甚至死亡。神经系统与心脑血管也会受累,引起扩张性血管病、颅内动脉瘤等。
庞贝病疾病进程表现为渐进性,根据发病年龄、疾病进展和器官受累程度,分为婴儿型庞贝病(infantile-onsetPompedisease,IOPD)和晚发型庞贝病(late-onsetPompedisease,LOPD)。发病率与种族和临床分型有关,全球发病率是1:-1:。早期及时诊断可使患者在发病初期获得针对性治疗,改善预后。庞贝病的确诊主要依靠GAA酶活性检测和基因分析。早期诊断和筛查方法包括干血斑样本检测或肌肉活检。目前主要治疗包括酶替代治疗(enzymereplacementtherapy,ERT)以及对症支持治疗。近年许多研究对庞贝病的诊断与治疗提出了新的理论,加深了对本病的认识。本文对庞贝病的诊断与治疗的研究新进展进行综述。
1临床分型1.1IOPD
经典的IOPD首先于发现,88%-%的患者以肥厚性心肌病为特征,症状最早可在1.6个月时出现,包括心脏扩大、充血性心力衰竭、呼吸抑制、肌张力下降、喂养困难等症状。疾病进展迅速,92%患者于1岁前夭折。小部分IOPD患者为不典型婴儿型(atypicalinfantileform),其在1岁以内出现症状,进展缓慢,但心肌病症状较轻或不表现。
心脏受累是IOPD的标志性症状,超声心动图在评价心室结构与功能方面具有重要意义。心肌肥厚以左室后壁及室间隔最为显著,可能伴左室流出道梗阻。有研究表明左室射血分数通常低于40%。失去功能的左室肥厚伴扩张,心脏MRI可见心肌纤维化。肥厚性心肌病致使心脏收缩舒张功能受损,最终导致充血性心力衰竭。
Tripathi等报道的病例中患儿表现为严重的左心室和乳头肌向心性肥厚,右心室游离壁肥厚,收缩期右心室腔几乎完全闭塞,左室充盈受限,无左、右流出道梗阻,心包少量积液。Martínez等报道,出生48h的患儿心脏超声表现为严重的双心室肥厚,心脏增大,室间隔厚达11mm,左心室后壁达8-9mm,在心尖处尤为显著。
IOPD典型心电图表现包括PR间期缩短、左室高电压、复极化异常;室上性心动过速、室性异位心律。
1.2LOPD
LOPD以近端肌与呼吸肌无力为特征,通常不伴有心肌病,10-60岁均可发病,病情进展迅速,患者最终丧失步行能力,死于呼吸衰竭。并发症包括骨质疏松、脊柱侧凸、脊柱强直综合征、睡眠呼吸暂停综合征、感觉神经性耳聋、胃肠功能失调、疼痛和疲劳,延髓肌也会受累,造成发音困难、吞咽困难。
典型的IOPD患者几乎无GAA酶活性,因此在出生后不久便会发病,而LOPD患者因存在残余的GAA酶,因此常在成年后发病。大部分LOPD患者首发症状是骨骼肌无力,也可能是肌肉疼痛,也有患者是以进行性气短为首发症状,心肌病变罕见。目前研究显示LOPD患者可出现心肌肥厚、心律失常和大动脉畸形,少数患者表现为轻度左室心肌肥厚。因此心肌病和心肌肥厚可以看作是LOPD可能的临床表现,只不过不如IOPD那么普遍。
Walczak-Galezewska等报道一位54岁LOPD患者,经胸心脏彩超显示左室壁上存在多种沉积样物质,无心肌肥厚,射血分数低于50%。心脏磁共振检查证实了心肌浸润性改变。LOPD患者是否存在瓣膜上的改变、心肌纤维化还不得而知。
LOPD心电图表现有窦性心律失常,室上性心动过速(SVT),LownⅣ-B级室性心律不齐和预激综合征。另外,研究显示一些LOPD患者有心肌病而无骨骼肌病变,因此通过心电图和超声心动图进行筛查十分重要。
2分子遗传学和病理学人类GAA基因位于17q25.2-q25.3染色体,包含20个外显子,第一个为非编码。其cDNA长度超过3.6kb,包含个核苷酸,可编码个氨基酸。GAA酶是由kDa的糖化蛋白前体,经多重修饰后形成的多亚基复合体。复合体由5种结构域构成:P型三叶草样结构、氨基端(N末端)、β三明治样结构、起催化作用的桶状结构、羧基端(C末端)。有研究表明,GAA突变主要集中于外显子2、外显子10和11(包含酶代谢位点)及外显子14(包含高度保守的蛋白质区域)等区域。据报道GAA基因约有种变异,其中种具有致病性。
2.1GAA基因突变与频率分布
GAA基因突变的位点具有种族和地域差异性。c.-32-13TG是高加索人中最常见的突变,突变率高达34%-47%,而c.CA(p.DE)、c.GC(p.WC)及c.GC(p.WC)是中国大陆LOPD最常见的突变,c.CA和c.GC在台湾人中常见。在日本和台湾地区,假缺陷c.GA(p.GS)较其他种族更常见,其可使GAA酶活性降低但不引起症状,干扰基因筛查的评估。c.TA(p.MK)和c.CG(p.SR)是韩国人中最常见的突变,约占36.6%。Chu等对11名香港LOPD患者进行研究,发现最常见的突变是c.CT(p.ArgCys)、c.CA(p.AspGlu)和c.GC(p.TrpCys)。Oba-Shinjo等在41例巴西庞贝病患者研究中发现,c.CA可能为巴西庞贝病的常见突变。
2.2突变与临床表现
庞贝病的临床表现具有明显的异质性,突变相同,临床表型却不同,这种现象既可见于无亲缘关系的个体间,亦可见于同一个家族的个体间。外显子c.GA(p.SerAsn)的错义突变会导致丝氨酸被天冬酰胺替代,这种突变不会影响GAA酶的合成,但是会妨碍其成熟,该类型患者病情发展较慢。Matsuoka等对IOPD双胞胎患儿分析发现,杂合移码突变c.dupC(p.KQfsX15)型患者病情非常严重,而错义突变c.TC(p.SP)型患者的病情较缓和。
c.GA和c.GA是亚洲人中常见的突变类型。目前3.3%-3.9%的亚洲人为c.[G.A;GA]纯合子,突变导致酶的数量与活性减低,但不引起临床症状。据报道c.GA会明显减低c.GC残余酶活性。研究发现中国LOPD患者在20岁左右发病且病情发展迅速,可能是由于一种特殊的GAA基因变异。台湾新生儿筛查项目中确诊的LOPD患者的26条突变染色体中9个等位基因与c.GA假缺陷突变相关联。
英国一项研究认为交叉反应免疫物质(crossreactiveimmunologicmaterial,CRIM)状态与基因型有关,研究中所有CRIM阳性患者至少有一个错义突变,所有阴性患者均有导致密码子提前停止转录的突变。ünver等的多中心研究中,有一例为错义突变c.TC,这种突变属病情较轻的一种,而EXGT是一种病情较重的突变。也有研究表明纯合子GAA基因18号外显子c.CT(p.ArgX)的变异与CRIM状态有关。
2.3新突变的发现
对于庞贝病这种罕见病的研究,学者们总结常见变异并对散发的病例进行报道,其中不乏对新突变基因的分析研究,大部分变异极其罕见,局限于个体。Broomfield等的研究发现一例新突变,即c.AC(p.GlnPro)。患者症状较轻,无需机械通气,13个月的时候可以行走,7岁时已无临床症状。
Hu等报道了一名8个月大的IOPD患儿,发现两个新的等位基因突变,分别为c.T.C(p.LeuPro)和c.A.T(IlePhe)。Sifi等研究了阿尔及利亚的患者,发现了3个新突变,包括纯合变异c.+5GA、P.TyrAsp或p.yD(c.7TG)及错义突变LP。
Fukuhara等分析了28种不同的GAA基因变异,包括7种新型变异,其中c.GT(22.9%)和c.CG(14.3%)最常见,在6个IOPD患儿中c.CG最常见。Arslan等的研究中发现了c.-32-13TG和c.GA两纯合突变的并存,并在其家系中均发现了这种突变。
2.4病理学表现
庞贝病肌肉免疫组化显示糖原弥漫性蓄积在溶酶体中,存在于体内各种组织中,尤其是心肌、骨骼肌和平滑肌。活检中可在退化的肌细胞中见缩小的细胞核染色质,石蜡固定组织切片内可见HE染色肌纤维内空泡化。酸性磷酸染色下可见丰富溶酶体。电镜下见糖原颗粒包裹于空泡内或散在肌浆内,中枢神经系统细胞也有相似改变。虽不能用于诊断,但管壁细胞糖原沉积可能是动脉瘤形成的原因之一。
3诊断诊断庞贝病的传统方法是通过皮肤成纤维细胞检测或肌肉活检测定GAA活性,新的技术则采用血液样本,利用更准确方便的干血斑样本检测,肌电图也可辅助诊断。金标准是通过基因测序分析GAA等位基因突变。随着研究的不断深入,庞贝病的诊断方法不断更新,对于现有的方法提出质疑并进行改善,同时探究新的更精确的诊断方法。
3.1诊断方法
Golsari等提出肌肉活检的局限性,活检有助于鉴别LOPD,但有可能遗漏并发空泡样变的肌细胞。结果不显著的肌肉活检不能明确排除庞贝病。因此在各个年龄段的初查中都不推荐使用肌肉活检。
干血斑样本检测和基因变异分析是对高危人群诊断的重要手段。干血斑样本检测虽然简单快捷,但易在新生儿筛查中造成假阳性或假阴性结果。Pascarella等认为庞贝病是一种溶酶体病变自噬性空泡性肌病,而GAA的活性与PAS染色阳性的外周血淋巴细胞数量呈反比,因此可以利用外周血淋巴细胞空泡PAS染色作为特异性检查。
庞贝病血液化验包括肌酸激酶(creatinekinase,CK)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、乳酸脱氢酶(LDH),各指标一般升高,但在一些病例中也可保持正常。Wens等的研究显示很多患者有心肌肌钙蛋白的升高,结果证明是骨骼肌损害,与急性心肌损伤无关。Dolfus等指出可通过病理染色观察酸性磷酸阳性和条状空泡作为标志物辅助诊断,该方法仍需大数据支持。
3.2筛查方法
新生儿筛查(newbornscreening)是早期诊断庞贝病最好的方法。目前新生儿筛查已在台湾地区及美国部分地区开展,对IOPD患者的预后有着重要意义。对于已经有IOPD患儿或可能产下IOPD患儿的携带变异基因的夫妇,产前诊断意义重大,可通过绒毛(10-12孕周)和羊水(15-18孕周)样本进行胎儿DNA变异分析。Tsai等的研究指出对于产前庞贝病的筛查可使用下一代基因测序(next-generationsequencing)。该方法可以补充传统金标准PCR测序的疏漏。Hwang等则认为利用肌肉超声扫查结合血清学标志物进行新生儿筛查可以排除一些假阳性。
4治疗年ERT的面世具有里程碑式意义,许多患者因此得以存活。治疗使用重组人类α-葡糖苷酶(rhGAA)能减小心脏体积,维持心脏正常泵血功能,增强肌肉功能和力量,并减少糖原的蓄积。通常推荐使用量为静脉注射每两周20mg/kg。ERT治疗的反应受多因素影响,包括临床表型、年龄、CRIM状态和重组人类α-葡糖苷酶免疫球蛋白G抗体滴度。有时会留有后遗症,如肌无力、听力丧失、心律不齐、鼻音过多、吞咽困难、骨质流失等。Matsuoka等研究显示,ERT治疗效果由症状严重程度及CRIM状态决定。在ERT治疗开始的前几年可以阻止或减慢症状发生,长期治疗则需要调节修饰酶,以增强骨骼肌的摄入或穿过血脑屏障的能力。
4.1IOPD的ERT治疗进展
研究证明,ERT治疗虽然缓慢但有效,有利于减轻左心肥厚,提高心功能。IOPD患儿最早可在ERT治疗开始后两个月观察到肥厚的左室明显恢复。典型IOPD对于ERT的反应优于非典型,并且治疗开始越早,预后越好。Desai等的研究显示,对IOPD患者进行40mg/kg每周的治疗,将灌注时间缩短84min,取得了令人满意的效果,但有约1/3的IOPD患者对ERT治疗无反应,最终导致死亡。
ERT虽有效,但也有局限性,比如自体免疫不耐受性和高敏性。ERT拯救了许多IOPD患者,但有一些患者会形成一种持续高抗重组人类α-葡糖苷酶滴度状态(HSAT),比起低滴度的患者,HSAT患者有着更高的病死率。缺乏剩余GAA酶的CRIM阳性患者更容易产生HSAT,30%CRIM阳性的IOPD患者会产生HSAT状态,一些LOPD患者也存在该情况。因此使用免疫抑制药物抑制抗rhGAA抗体的形成,可在治疗初期增加CRIM阳性的IOPD患者的存活率。
4.2LOPD的ERT治疗进展
有临床试验显示,90名年龄大于8岁的患者进行78周的ERT治疗后,用力肺活量(FVC)和6min行走测试结果都得到了显著改善。ERT对改善呼吸抑制、肌无力等症状有较好效果,越来越多的病人选择在家进行ERT治疗。年加拿大约30%的LOPD患者进行了家庭ERT疗法,这个数字在今后还有望增加。
约85%的LOPD患者在背部、肩部和大腿上部存在疼痛症状。目前尚不了解ERT能否缓解疼痛,但有关研究观察到长期治疗使疲劳与抑郁有所改善。无症状LOPD患者以及仅有血浆肌酸激酶升高而无症状患者对ERT的反应尚无报道,因为LOPD患者一般在症状出现后才考虑进行治疗。LOPD患者在ERT治疗前需要慎重考虑,并不是所有患者都能得到满意的效果,一些呼吸障碍与骨骼肌病患者在治疗后病情依旧进展,此时应考虑终止治疗。
4.3其他治疗进展
根据Bond等的研究,利用相对低剂量的8型腺病*载体进行肝脏靶向基因传递治疗,肝脏诱导免疫豁免的特性有益于增加对GAA的免疫豁免。应用该治疗方法的GAA基因敲除鼠血液中已检测出稳定的GAA酶分泌量,类似的基因治疗方法也已成功治疗B型血友病犬。基因靶向治疗克服了ERT治疗期长、频繁注射的缺点,能够有效增加酶含量,增强肌肉力量。然而免疫诱导治疗可能存在相关危险因素,增加感染和癌症的机率。
Chien等的研究显示沙丁胺醇可以增强ERT治疗的效果,机制是加强了CI-MPR的表达或直接刺激了肌肉强度,让rhGAA的摄取增加。Basile等的研究证明,治疗难治性庞贝病时,甘露醇6磷酸类似物(mannose-6-phosphate)联合GAA治疗效果更好。
昂贵的ERT治疗或许在发展中国家无法普及,因此遗传咨询和产前诊断具有重要意义。总而言之,实行多年的ERT灌注疗法,有效地将一种致命的疾病转变为一种虽不能治愈但可治疗的疾病,减轻了患者的痛苦,提高了生命质量。
5问题与展望
庞贝病是一种罕见的常染色体隐性遗传病,婴儿型以肥厚性心肌病为特征,晚发型心脏受累不明显但存在严重的呼吸系统与运动障碍,两种类型均进展凶险危及生命。随着研究的不断深入,该病的诊断与筛查手段趋于多样化,追求精确和便捷。在IOPD的诊断中,超声心动图是一种方便、经济、敏感的前瞻性检查手段。利用心肌病的临床症状结合生化检验和遗传学基因分析,尽早确诊尽早治疗,具有极其重要的意义。
基因研究致力于归纳不同种族地域基因突变的规律,已经取得一定进展,但由于罕见病的散发性限制了研究的进展。中国大陆方面对庞贝病基因突变的研究还有许多不足之处。治疗方面的基础研究百花齐放,基因靶向治疗是时下热点,这对人类早日攻克庞贝病有着重大的意义,但基因治疗尚未进行大样本临床试验,对于其是否存在着潜在的危险还不得而知,这依然需要不断的钻研与探究。
中国当代儿科杂志年7月第20卷第7期
作者:张昕彤任卫东(中国医院超声科)
神经病学俱乐部ub神经病学俱乐部,立足一线临床,服务神经科同行,助力神经病学天天向上预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇非综合征性耳聋
非综合征性耳聋
(nonsyndromichearingloss)
新生儿中耳聋发病率为1%~3%,其中60%以上是遗传因素导致的。遗传性耳聋根据是否伴有耳外组织的异常或病变可将其分为综合征性耳聋和非综合征性耳聋。非综合征性耳聋为发病个体唯一的遗传性疾病,为单纯听力障碍,其他器官无遗传性损害,约占遗传性耳聋的70%。它可能与中耳或内耳的异常有关。美国平均发病率为2-3/。该病的遗传方式包括常染色体显性、常染色体隐性、x连锁或线粒体遗传。
主要表现为听力损失,感觉神经,语言前的深度,没有听觉脑干反(ABR),U或碗状的听图,在一些患者中还有前庭神经功能障碍。
参考文献:
[1]厦门医学检验实验室.基源*宝书.:.
[2]傅松滨.医学生物学.人民卫生出版社,:.
[3]
介绍
Chiari畸形1型(CM1)特征为后脑组织进入枕骨大孔,在儿童神经外科非常常见,发病率为1/,每人中就有1人符合影像学标准。CM1患者的临床症状谱非常宽泛,严重者可以出现脊髓空洞或者脑积水。CM1的主要治疗方法是外科手术治疗,这种方法有创,成本高,且不一定能改善症状。如不进行手术治疗,病人有可能会发展为进行性头痛,视觉障碍,眩晕,麻痹,感觉异常,吞咽困难和失禁,严重影响生活质量。因此了解CM1的潜在病因对早期诊断和制定针对性治疗策略很有帮助。
CM1有高双胞胎共同发病的概率,且患者的一级亲属患病风险更高,提示其存在遗传易感性。有研究估计CM1的遗传率为50%(范围为30%-70%)。但是CM1的遗传研究有限,只是发现了一些候选基因,尚没有发现特发性CM1的确定的遗传学病因。
大多数CM1病人没有家族史,使得在高通量测序普及之前的传统基因定位很难找到致病基因。并且确诊需要影像学检查,使得研究人员难以确定CM1是否为遗传性的。为了研究CM1的这种复杂的遗传解构,作者采取的方法为在受累个体中寻找携带比期望值更多变异的基因。在本篇研究中作者假设CM1至少部分可以用致病性新发变异或者罕见的外显不全变异解释,并对一个很大的特发性CM1队列进行外显子测序,以发现提高CM1风险的变异和基因。
病人队列
CM1病人队列来自犹他医院、范德比尔特大学医学中心、杜克大学和西班牙瓦尔德希布伦大学,包括个CM1患者及家庭成员。其中先证者人,受累亲属76人,还有名未受累的家庭成员或父母。这个CM1队列中包括了67个CM1核心家系trio,个单人病例和55个复杂亲缘关系。继发性CM1被排除在队列之外。
结果
CM1新发突变的整体负担
在67个trio中发现了81个编码蛋白的新发突变(denovomutations,DNM),平均每个trio有1.2个编码区DNM,这与既往发表的结果一致。每个trio发现的DNM数量遵从期望的泊松分布(P=0.87)。
作者将编码区DNM分为3组:错义突变,无义突变和两者结合(即影响蛋白合成的DNM,是前两组的并集)。因为小indel的假阳性率高,在每个基因的DNM概率计算中将之排除。对比观察到的DNM数量和DNM的期望值,作者发现影响蛋白合成的DNM均显著高于期望值(P=5.3X10-4)。
有6个基因发生了预测为功能缺失(loss-of-function,LOF)的DNM,其中3个被认为是发生在进化保守的区域。证据为观察到的LOF变异数量和GnomAD中期望LOF变异数量的比值(oe):CHD8(oe=0.04),CRIM1(oe=0.12),ARL8A(oe=0.07)。
在CM1trio的先证者中影响蛋白的DNM和错义DNM有显著富集(分别为enrichment=1.67;p=8.7X10-5和enrichment=1.64;p=2.54X10-4)。但是同义DNM的数量和期望之间没有差异(enrichment=1.06;p=0.44)。之后作者根据基因是否造成OMIM收录的常染色体显性(AD)遗传病,基因是否在大脑中表达,及基因是否在大脑中表达并且造成AD遗传病进行分别统计。CM1先证者的影响蛋白合成的DNM和错义DNM在OMIM收录的AD疾病基因(分别为enrichment=3.28;p=5.29X10-5和enrichment=2.89;p=8.12X10-4)以及在大脑中表达的基因(分别为enrichment=1.75;p=1.40X10-4和enrichment=1.68;p=7.16X10-4)均有显著富集。这些结果提示编码区的新发有害变异,特别是在大脑中表达的基因的变异显著提高了CM1的风险。
CM1病人中的隐性遗传或者X连锁疾病
为了分析在这个CM1队列中是否存在未诊断的隐性遗传或X连锁遗传病,作者追踪了所有的罕见变异(MAF0.),LOF变异,Clinvar收录的致病变异或可能致病变异,或者由MetaSVM预测为有害的变异。共筛选出84个罕见隐性遗传模式变异和16个罕见的X连锁基因的半合子(全是男性患者)。3个CM1先证者存在LY9,SCNN1D和TTC40基因的两个无义变异,但是这3个基因均没有与单基因遗传病相关的报道。没有患者同时携带多个Clinvar收录的致病或可能致病变异。半合子病人中没有人携带Clinvar收录的致病/可能致病变异或者造成已知X连锁疾病的基因的LOF变异。
CM1病人的CHD8新发突变
通过GeneMatcher作者发现了另外两个携带LOF新发CHD8突变的CM1病人。既往研究报道了孤独症谱系障碍/神经发育障碍的病人携带CHD8杂合LOF变异,这些病人存在大头畸形和特殊面容(MIM:)。但是这些病例没有CM1的报道。
在CM1患者中发现的3个新发CHD8突变分别为NM_170629.2;c.CT[p.Arg*],c.GA[p.Trp*]和c.+1GT。作者使用denovolyeR分析了哪些基因会出现高于期望的DNMs。CHD8在这个队列样本大小中偶然出现3个LOF新发突变的概率为1.9X10-10,和基因组范围有显著差异。
这3个病人均有头围大于年龄和性别90百分位的表型,这和既往报道的CHD8病人存在大头畸形一致。在此队列中发现的CHD8新发突变病人也在入组后被诊断为孤独症谱系障碍。
基因组范围的罕见变异负荷分析
为了分析CM1病人中富集罕见变异的基因,作者比较了个无血缘关系的CM1先证者和个同样是欧洲祖先的实验室内部对照的罕见变异(gnomAD中minoralleles小于10的变异)。
CHD3基因在外显子范围分析中罕见变异负荷显著高于对照(P2.5X10-6),在个先证者中有19个罕见变异。CHD3的罕见同义变异和CM1风险无关;在全基因组范围,没有基因的同义变异在两组间有差别。
结合每个基因造成蛋白改变的DNM和基因负荷分析(数据中移除所有的DNM)的基因组范围meta分析显示,差异最显著的两个基因是CHD8(P=9.43X10-7)和CHD3(P=2.59X10-5)。CHD3和CHD8的功能和临床症状相似,最近报道了CHD3基因的新发变异和SnijdersBlok-Campeau综合征相关。但是SnijdersBlok-Campeau综合征的变异发生在CHD3的解旋酶结构域,而CM1的变异大多数在这个结构域之外。
CM1病人在CHD基因集稀有变异负荷增加
作者已经发现CM1队列在CHD8存在新发变异富集,CHD3稀有变异负荷增加,因此作者进一步分析了CM1病人在CHD基因集的稀有变异负荷是否有增加。通过对比CM1队列和对照的CHD基因(CHD1-9)稀有变异数量,作者发现CHD基因的错义/无义/剪切变异在CM1病人中显著增高(P=1.2X10-6,OR=1.66)。
之后作者对CHD基因的改变蛋白DNM和期望进行meta分析,发现CHD基因有显著DNM富集(P=7.89X10-5,38倍富集)。并且CHD基因集的稀有变异和CM1风险之间存在强联系(P=2.4X10-10)。即使CHD8和CHD3基因的变异排除掉之后,CHD基因的罕见变异仍旧与CM1风险增加相关(P=1.5X10-4,OR=1.54)。另外,CHD基因单独或整体的罕见同义变异负荷在CM1和对照之间均没有差异。
携带CHD罕见变异的CM1病人的大头畸形
携带CHD罕见非同义变异的病人有41个,他们的头围大小比同性别和年龄对照的期望值大1.1cm(P=5X10-4),与美国CDC的生长表格没有差异(P=3X10-4)。所有CM1病人的头围大小比同性别和年龄对照的期望值大,而携带CHD罕见变异的病人头围大小要大于不携带CHD罕见变异的病人(+2.15cmvs+0.94cm,Wilcoxon秩和检验,p=3X10-4)。
chd8障碍的斑马鱼模型
为了证明CHD8的单拷贝变异足以导致异常脑发育,作者通过CRISPR-Cas9制作了斑马鱼chd8-/+模型。chd8-/+斑马鱼的大脑体积显著高于野生型。这种区别体现在前脑、中脑和后脑的体积。突变型和野生型的斑马鱼之间的身体长度没有差异,提示体积区别是大脑特异性的。
讨论
此研究中作者发现了和CM1风险升高相关的染色体域基因,这些基因的罕见变异在CM1病人中富集,并且CM1病人中的3个CHD8新发突变强烈提示CHD基因变异和CM1发病相关。CHD基因在相同的染色体域上,并且有相同的解旋酶结构域,但是不同的结构和功能使它们分为3个亚家族:亚家族1(CHD1和CHD2),亚家族2(CHD3和CHD4)和亚家族3(CHD5,CHD6,CHD7,CHD8和CHD9)。CHD蛋白的主要功能是依赖于ATP的染色质重塑活动,作为抑制剂或激活剂。染色质重塑在大脑发育中十分关键,因此CHD基因缺陷可能导致神经发育异常。CHD1,CHD2,CHD3,CHD4,CHD7和CHD8的新发变异或单倍剂量不足均可以导致一系列的神经发育障碍表型,例如孤独症谱系障碍,发育落后,特殊面容,大头畸形和小头畸形等。值得注意的是,既往报道的5个CHD4新发突变病人中有1个也被诊断为CM1。
张梦娜zmn