引用本文: 郭慧青, 盛迅伦. 散发型视网膜色素变性致病基因及其遗传方式观察. 中华眼底病杂志, 2016, 32(6): 576-581. doi: 10.3760/cma.j.issn.1005-1015.2016.06.004 复制
视网膜色素变性(RP)遗传方式复杂并且具有高度的遗传异质性。除了常染色体显性遗传(AD)、常染色体隐性遗传(AR)、X连锁遗传(XL)以及少数双基因型及线粒体遗传RP,还有40%~50%的RP患者因缺乏家族史而无遗传规律可循,称为散发型RP (sRP)[1, 2]。目前已证实,与RP有关的基因已超过70个[2],致病基因众多且缺乏突变热点。既往采用筛选单个候选基因的方法筛查sRP患者的致病基因及其突变位点,不仅耗时漫长且检测效率低下,难以筛查到致病基因。目标序列捕获测序是将目标序列捕获芯片与高通量二代测序(NGS)技术相整合进行测序,以获得目标基因组序列的研究策略,使得致病基因突变检测更为简便、高效和准确。本研究采用外显子捕获结合NGS技术对一组sRP患者进行了致病基因突变检测,分析其遗传方式。现将结果报道如下。
1 对象和方法
2013年3月至2014年10月在宁夏眼科医院确诊为sRP的患者49例以及家庭成员128名纳入研究。本研究经本院伦理委员会审核批准。遵循赫尔辛基宣言,所有受检者和未成年患者监护人均签署知情同意书。
参照文献[3, 4]确立本组患者纳入标准,典型RP:(1) 有夜盲史;(2) 视力逐渐下降;(3) 典型眼底改变,视盘呈蜡黄色萎缩,视网膜有骨细胞样色素沉着,血管变细,视网膜呈青灰色;(4) 早期周边视野呈环形暗点,晚期视野呈向中心缩窄;(5) 病变早期即可出现视网膜电图(ERG)、眼电图(EOG)明显异常。无色素性RP:有夜盲史,ERG、EOG异常;眼底无色素沉着或仅在周边眼底出现少数几个骨细胞样色素斑。结晶样RP (BCD):符合典型RP临床表现,眼底改变表现为闪亮的黄白色结晶,伴色素沉着。Usher综合征2型(USH2):符合典型RP眼底改变,且伴中等程度的耳聋,前庭功能正常[5, 6]。排除Bardet-Biedl综合征和代谢异常所致的视网膜色素上皮(RPE)变性。
详细收集患者病史和家族史;询问病史确定夜盲出现年龄。所有患者及其家庭成员均行最佳矫正视力(BCVA)、裂隙灯显微镜、间接检眼镜、眼压、眼底彩色照相、视野、光相干断层扫描(OCT)、全视野ERG检查。行眼底自身荧光和荧光素眼底血管造影检查10例。所有患者病史、家族史及临床表现符合sRP诊断标准[7, 8]。其家庭成员均无夜盲病史,眼底检查未见色素沉着。
抽取患者及其家庭成员外周静脉血3~5 ml, 乙二胺四乙酸抗凝,采用德国QIAGEN公司Qiamp Blood试剂盒按照操作规程提取全基因组DNA。DNA质量浓度≥50 ng/μl, 吸光度[A,旧称光密度(OD)]A260/A280为1.8~2.0,DNA总量≥6 μg。应用美国Agilent公司Sureselect RNA探针对目前已知的230个遗传性视网膜疾病(HRD)致病基因的外显子区域进行捕获。针对HRD 2560个外显子非重复区设计生物素化的单链捕获探针[9]。将1 μg DNA文库与缓冲BL液和设计的探针混合,95℃加热7 min,65℃加热2 min; 加入23 ml预热至65℃的HY缓冲液,65℃杂交22 h。用500 μl 1倍结合缓冲液清洗50 μl MyOne磁珠(美国Life Technology公司) 3次,重悬于80 μl 1倍结合缓冲液。加入64 μl 2倍结合缓冲液至杂交混合物中,转移至含有80 μl MyOne磁珠的试管中。旋转混匀1 h。WB1缓冲液室温清洗磁珠15 min,WB3缓冲液65℃清洗3次,15 min/次。洗脱缓冲液洗脱结合的DNA。洗脱的DNA进行聚合酶链反应(PCR),98℃预变性30 s; 98℃变性25 s,65℃退火30 s,72℃延伸30 s,共进行15个循环;最后72℃延伸5 min。纯化PCR产物。富集的文库用Il-lumina HiSeq 2000第二代测序仪进行双端测序,读长为100碱基对。
目标序列测序后原始数据经过拆分获得各个样本的原始序列,去除测序数据中的接头和质量值≤20的低质量数据,运用BWA软件对比参考基因,应用GATK软件对各个样本的比对数据进行多态性位点检测,对单个碱基的变异和单核苷酸多态性(SNPs)插入缺失突变(InDels)等数据进行统计分析。同时对测序深度、均一性、探针特异性等数据进行统计和分析。去除dbSNP137数据库、千人基因组和内部数据库800名正常汉族人数据库中出现的SNPs和InDels。同时过滤掉SIFT预测对蛋白功能无影响的突变位点作为最后疾病相关的突变位点。根据AD、AR、XL的遗传规律,分析家族史,确立其遗传类型[10, 11]。
根据需要测序的DNA片段合成引物,PCR进行扩增,美国Applied Biosystems公司ABI3730xl测序仪以Sanger测序法进行测序,并将测序结果与目标序列捕获测序后的结果进行比对,最终确定致病基因突变位点。
2 结果
设计合成的目标基因特异性捕获探针可有效捕捉并富集基因组DNA的目标靶片段。49例患者目标序列平均测序深度为52.93~57.15,目标序列覆盖率71.0%~140.0%。98.17%~99.08%的目标序列覆盖率 > 4×,96.79%~98.48%目标序列覆盖率 > 10×,92.42%~96.90%的目标序列覆盖率 > 20×。
49例患者中,24例患者成功检测到致病突变位点,共涉及16个基因;检测阳性率为49.0%。发现突变位点41个。其中,新发现突变位点32个,占78.0%(表 1)。

24例患者中,致病基因USH2A 7例,占29.2%;C2orf71、RDH12、GNGA1各2例,分别占8.3%RPGR1、IFT140、TULP1、CLRN1、RPE65、ABCA4、GUCA1A、EYS、CYP4V2、GPR98、ATXN7各1例,分别占4.2%。根据其家系成员基因筛查结果分析,24例患者中,ARRP者20例,占83.3%;ADRP者3例,占12.5%;XLRP者1例,占4.2%。7例检测到USH2A基因突变的患者中,确诊为USH2者3例,占所有患者的6.1%;无综合征ARRP者4例,占所有患者的8.2%。
24例患者出现夜盲年龄为2~47岁,就诊时年龄为4~70岁。BCVA为眼前数指~1.0。
ARRP者20例,患者序号为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、20、22、23。致病基因分别为USH2A、IFT140、USH2A、C2orf71、CNGA1、C2orf71、RDH12、USH2A、TULP1、CLRN1、CNGA1、RPE65、USH2A、USH2A、USH2A、USH2A、ABCA4、EYS、CYP4V2、GPR98。出现夜盲
时年龄5~40岁。BCVA为眼前数指~1.0。眼底视盘颜色明显变淡或蜡黄,视网膜血管变细,后极部及周边散在骨细胞样色素沉着;视网膜神经上皮层变薄。黄斑部萎缩7例,伴黄斑前膜2例,伴黄斑囊样水肿1例。全视野ERG检查,暗适应a、b波振幅中度、重度下降1、6例,熄灭状12例;明适应a、b波振幅中度、重度下降3、7例,熄灭状9例。未行全视野ERG检查1例。色觉检查:全色盲、红绿色盲各1例;色觉正常11例;未行色觉检查7例。
序号22患者,眼底视盘颜色蜡黄;视网膜血管变细,后极部可见结晶样亮点,后极部包括黄斑区散在分布结晶样亮点或融合成条状,大小约为视网膜中央静脉管径的一半,视网膜散在不规则样色素沉着(图 1)。OCT检查可见中心凹形态变平,神经上皮层变薄,椭圆体带缺失,RPE层不连续(图 2)。临床诊断为BCD。基因测序为CYP4V2基因的复合杂合性突变(p.268-270del,c.789delT)(图 3),为新发现的突变位点。

序号10患儿,5岁。夜间视力差。眼底视盘颜色红润,视网膜未见明显色素沉着(图 4)。OCT、眼底自身荧光检查均未见异常。临床诊断为无色素性RP。基因测序为TULP1基因的纯合突变(c.C1024G)(图 5)。其父母各携带1条突变基因;其姐姐未诉夜间视力差。眼底未见明显色素沉着。ERG检查双眼b波中度下降,其余未见异常。基因测序结果为携带1条TULP1基因的错义突变(c.C1024G)。
ADRP者3例,患者序号为19、21、24。致病基因分别为GUCA1A、RDH12、ATXN4;突变位点分别为c.T466C、c.C532T、c.G746T,其中c.G746T为新发现错义突变。患者出现夜盲时年龄分别为43、47、40岁。BCVA为眼前数指~1.0。眼底视盘颜色明显变淡或蜡黄,视网膜血管变细,后极部及周边散在骨细胞样色素颗粒沉着。全视野ERG检查,暗适应a、b波振幅中、重度下降各1例;明适应a、b波振幅中度下降、熄灭状各1例。未行全视野ERG检查1例。
XLRP者1例,患者序号1。致病基因RPGR;突变位点c.2405_2406del,为新发现移码突变。患者出现夜盲时年龄20岁。BCVA为0.25。眼底视盘颜色淡,视网膜血管变细,周边弥漫性骨细胞样色素颗粒沉着。OCT检查显示神经上皮层变薄。色觉检查正常。全视野ERG检查,暗适应、明适应a、b波振幅均呈熄灭状。
致病基因USH2A 7例中,确诊为USH2综合征者3例,患者序号为2、4、15。致病基因USH2A。其中,序号2患者该基因的突变类型为2个错义突变和1个剪切突变;序号4患者该基因的突变类型为2个错义突变和1个移码突变;序号15患者该基因的突变类型为复合杂合型错义突变。患者均自幼出现中等程度听力下降,前庭功能检查均正常。眼底视盘颜色淡,视网膜血管变细,周边骨细胞样色素沉着。OCT检查显示神经上皮层变薄。全视野ERG检查,暗适应a、b波振幅中、重度下降、熄灭状各1例;明适应a、b波振幅中度下降、重度下降、熄灭状各1例。
3 讨论
RP致病基因与临床表型具有高度异质性。应用连锁分析等传统方法研究孟德尔遗传方式的遗传性疾病,一般需要足够多的患者或大家系,对于小家系或散发患者难以分析。近年出现的外显子捕获技术利用特制的探针对特定的蛋白编码区域DNA或某段特定的序列进行捕获,富集后再进行高通量测序,具有效率高、经费低、时间短等优点[9]。我们前期曾使用传统测序方法对87例sRP患者检测了常见的5个RP致病突变基因,未发现致病突变基因位点[12]。本研究采用外显子结合目标区域测序技术,49例患者中24例患者成功检测到致病突变基因位点,共涉及16个基因,检测阳性率为49.0%,极大提高检测的效率。但仍有51%的患者未找到基因突变位点,其原因一方面可能是检测方法仍存在一定局限性;另一方面也不能排除此部分患者中存在新的RP致病基因的可能。
Hartong等[10]认为,多数sRP患者为AR或XL (对于男性患者)。尽管少数患者可能是由于自身基因突变而开始一个新的遗传过程,即由该基因突变患者作为初始进行遗传,在以后的遗传中,遗传方式可以为ADRP、ARRP、XLRP遗传类型中的任何一种。本研究检测到致病基因的24例患者中,83.3%为AR,12.5%为AD,4.2%为XL。与Hartong等[10]观点相符。
本研究中24例患者检测到致病突变基因16个,突变位点41个,其中78.0%为新发现的突变位点。由于种族、地域不同,不同种族人群的突变频谱存在较大差异[12]。有学者报道,日本人群sRP和ARRP中GNGA1、EYS是主要致病基因,突变率分别为13.3%、13.3%;GNGA1的突变率明显高于欧洲国家[13]。欧洲人群EYS、USH2A在sRP、ARRP患者中突变率较高[14]。本研究中涉及的突变基因较多,其中USH2A基因的突变率较高,占29.2%,其他各基因突变率较低。因此,我们认为USH2A基因是本组sRP患者的主要致病基因。但由于样本量不够大,还需进一步研究结果证实。
RP可以合并不同类型的综合征,其中最常见者为USH;大约可占全部RP患者的15.0%~20.0%[5]。根据临床表现不同USH又可分为3型。USH2A基因是USH2的主要致病基因,约占USH2致病基因的70.0%。目前已发现100余种突变与之相关[6]。目前国内外已有多项研究表明,USH2A基因突变也可引起非综合征型的常染色体ARRP,且较为常见[15]。Seyedahmadi等[16]对北美225例非综合征型ARRP患者进行USH2A基因突变分析,结果发现有4.5%的患者携带错义突变p.C759F,且与USH2患者的突变类型有所不同。非综合征RP患者USH2A基因突变形式通常为纯合错义突变或复合杂合错义突变。美国有研究者对USH和非综合征ARRP患者进行基因突变分析,发现12.0%~25.0%的ARRP患者携带USH2A基因突变[17]。由此可见,USH2A基因是美国ARRP患者中最常见的致病基因。本研究中,共有7例患者检测到USH2A基因突变,3例患者自幼出现中等程度的听力损害,前庭功能正常诊断为USH2。其中序号2患者该基因的突变类型为2个错义突变和1个剪切突变,序号4患者该基因的突变类型为2个错义突变和1个移码突变;序号15患者为复合杂合型错义突变。另外4例患者无听力异常,诊断为无综合征型ARRP。突变方式均为复合杂合型错义突变。目前,在国内关于USH2A基因的研究较少,且无有关USH2A基因可引起无综合征型ARRP的报道。本研究中,USH2A基因在无综合征型ARRP患者中的突变率较高,占8.2%。
RP分为典型性和非典型性。非典型性RP包括BCD、无色素性RP、中心性和旁中心性RP和单眼RP[16, 17]。本研究中BCD和无色素性RP各1例。BCD在欧美国家发病率较低,而在中国和日本发病率则相对较高,中国人群中其发病率为1/24 000[18]。目前,唯一可确定的导致BCD的基因是CYP4V2,其编码产物参与脂肪酸的代谢[18, 19]。单明华和李扬[19]对国内24例BCD患者进行CYP4V2基因检测,除1例患者外,其他患者均检测到CYP4V2基因上的突变。本研究中序号22患者临床诊断为BCD,基因测序结果为CYP4V2基因上的2个移码突变(c.802-810del、c.789delT),为未报道过的新发突变。进一步证实了CYP4V2基因突变可导致BCD,扩展了CYP4V2的基因突变谱。无色素性RP患者临床特征为夜盲但眼底无色素沉着,也有部分患者长期观察可出现色素沉着。本研究中序号10患儿为无色素性RP,基因测序结果为TULP1基因上的纯合错义突变(c.C1024G)。其父母各携带1条突变基因。其姐姐未诉夜间视力差,眼底未见明显色素沉着,ERG检查b波双眼中度下降。基因测序结果为携带者。目前国内有关无色素性RP基因突变研究较少。有研究报道,TULP1基因突变是与早发型RP有关的1个基因[20],但国内暂无TULP1基因突变与无色素性RP的相关研究报道。
视网膜色素变性(RP)遗传方式复杂并且具有高度的遗传异质性。除了常染色体显性遗传(AD)、常染色体隐性遗传(AR)、X连锁遗传(XL)以及少数双基因型及线粒体遗传RP,还有40%~50%的RP患者因缺乏家族史而无遗传规律可循,称为散发型RP (sRP)[1, 2]。目前已证实,与RP有关的基因已超过70个[2],致病基因众多且缺乏突变热点。既往采用筛选单个候选基因的方法筛查sRP患者的致病基因及其突变位点,不仅耗时漫长且检测效率低下,难以筛查到致病基因。目标序列捕获测序是将目标序列捕获芯片与高通量二代测序(NGS)技术相整合进行测序,以获得目标基因组序列的研究策略,使得致病基因突变检测更为简便、高效和准确。本研究采用外显子捕获结合NGS技术对一组sRP患者进行了致病基因突变检测,分析其遗传方式。现将结果报道如下。
1 对象和方法
2013年3月至2014年10月在宁夏眼科医院确诊为sRP的患者49例以及家庭成员128名纳入研究。本研究经本院伦理委员会审核批准。遵循赫尔辛基宣言,所有受检者和未成年患者监护人均签署知情同意书。
参照文献[3, 4]确立本组患者纳入标准,典型RP:(1) 有夜盲史;(2) 视力逐渐下降;(3) 典型眼底改变,视盘呈蜡黄色萎缩,视网膜有骨细胞样色素沉着,血管变细,视网膜呈青灰色;(4) 早期周边视野呈环形暗点,晚期视野呈向中心缩窄;(5) 病变早期即可出现视网膜电图(ERG)、眼电图(EOG)明显异常。无色素性RP:有夜盲史,ERG、EOG异常;眼底无色素沉着或仅在周边眼底出现少数几个骨细胞样色素斑。结晶样RP (BCD):符合典型RP临床表现,眼底改变表现为闪亮的黄白色结晶,伴色素沉着。Usher综合征2型(USH2):符合典型RP眼底改变,且伴中等程度的耳聋,前庭功能正常[5, 6]。排除Bardet-Biedl综合征和代谢异常所致的视网膜色素上皮(RPE)变性。
详细收集患者病史和家族史;询问病史确定夜盲出现年龄。所有患者及其家庭成员均行最佳矫正视力(BCVA)、裂隙灯显微镜、间接检眼镜、眼压、眼底彩色照相、视野、光相干断层扫描(OCT)、全视野ERG检查。行眼底自身荧光和荧光素眼底血管造影检查10例。所有患者病史、家族史及临床表现符合sRP诊断标准[7, 8]。其家庭成员均无夜盲病史,眼底检查未见色素沉着。
抽取患者及其家庭成员外周静脉血3~5 ml, 乙二胺四乙酸抗凝,采用德国QIAGEN公司Qiamp Blood试剂盒按照操作规程提取全基因组DNA。DNA质量浓度≥50 ng/μl, 吸光度[A,旧称光密度(OD)]A260/A280为1.8~2.0,DNA总量≥6 μg。应用美国Agilent公司Sureselect RNA探针对目前已知的230个遗传性视网膜疾病(HRD)致病基因的外显子区域进行捕获。针对HRD 2560个外显子非重复区设计生物素化的单链捕获探针[9]。将1 μg DNA文库与缓冲BL液和设计的探针混合,95℃加热7 min,65℃加热2 min; 加入23 ml预热至65℃的HY缓冲液,65℃杂交22 h。用500 μl 1倍结合缓冲液清洗50 μl MyOne磁珠(美国Life Technology公司) 3次,重悬于80 μl 1倍结合缓冲液。加入64 μl 2倍结合缓冲液至杂交混合物中,转移至含有80 μl MyOne磁珠的试管中。旋转混匀1 h。WB1缓冲液室温清洗磁珠15 min,WB3缓冲液65℃清洗3次,15 min/次。洗脱缓冲液洗脱结合的DNA。洗脱的DNA进行聚合酶链反应(PCR),98℃预变性30 s; 98℃变性25 s,65℃退火30 s,72℃延伸30 s,共进行15个循环;最后72℃延伸5 min。纯化PCR产物。富集的文库用Il-lumina HiSeq 2000第二代测序仪进行双端测序,读长为100碱基对。
目标序列测序后原始数据经过拆分获得各个样本的原始序列,去除测序数据中的接头和质量值≤20的低质量数据,运用BWA软件对比参考基因,应用GATK软件对各个样本的比对数据进行多态性位点检测,对单个碱基的变异和单核苷酸多态性(SNPs)插入缺失突变(InDels)等数据进行统计分析。同时对测序深度、均一性、探针特异性等数据进行统计和分析。去除dbSNP137数据库、千人基因组和内部数据库800名正常汉族人数据库中出现的SNPs和InDels。同时过滤掉SIFT预测对蛋白功能无影响的突变位点作为最后疾病相关的突变位点。根据AD、AR、XL的遗传规律,分析家族史,确立其遗传类型[10, 11]。
根据需要测序的DNA片段合成引物,PCR进行扩增,美国Applied Biosystems公司ABI3730xl测序仪以Sanger测序法进行测序,并将测序结果与目标序列捕获测序后的结果进行比对,最终确定致病基因突变位点。
2 结果
设计合成的目标基因特异性捕获探针可有效捕捉并富集基因组DNA的目标靶片段。49例患者目标序列平均测序深度为52.93~57.15,目标序列覆盖率71.0%~140.0%。98.17%~99.08%的目标序列覆盖率 > 4×,96.79%~98.48%目标序列覆盖率 > 10×,92.42%~96.90%的目标序列覆盖率 > 20×。
49例患者中,24例患者成功检测到致病突变位点,共涉及16个基因;检测阳性率为49.0%。发现突变位点41个。其中,新发现突变位点32个,占78.0%(表 1)。

24例患者中,致病基因USH2A 7例,占29.2%;C2orf71、RDH12、GNGA1各2例,分别占8.3%RPGR1、IFT140、TULP1、CLRN1、RPE65、ABCA4、GUCA1A、EYS、CYP4V2、GPR98、ATXN7各1例,分别占4.2%。根据其家系成员基因筛查结果分析,24例患者中,ARRP者20例,占83.3%;ADRP者3例,占12.5%;XLRP者1例,占4.2%。7例检测到USH2A基因突变的患者中,确诊为USH2者3例,占所有患者的6.1%;无综合征ARRP者4例,占所有患者的8.2%。
24例患者出现夜盲年龄为2~47岁,就诊时年龄为4~70岁。BCVA为眼前数指~1.0。
ARRP者20例,患者序号为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、20、22、23。致病基因分别为USH2A、IFT140、USH2A、C2orf71、CNGA1、C2orf71、RDH12、USH2A、TULP1、CLRN1、CNGA1、RPE65、USH2A、USH2A、USH2A、USH2A、ABCA4、EYS、CYP4V2、GPR98。出现夜盲
时年龄5~40岁。BCVA为眼前数指~1.0。眼底视盘颜色明显变淡或蜡黄,视网膜血管变细,后极部及周边散在骨细胞样色素沉着;视网膜神经上皮层变薄。黄斑部萎缩7例,伴黄斑前膜2例,伴黄斑囊样水肿1例。全视野ERG检查,暗适应a、b波振幅中度、重度下降1、6例,熄灭状12例;明适应a、b波振幅中度、重度下降3、7例,熄灭状9例。未行全视野ERG检查1例。色觉检查:全色盲、红绿色盲各1例;色觉正常11例;未行色觉检查7例。
序号22患者,眼底视盘颜色蜡黄;视网膜血管变细,后极部可见结晶样亮点,后极部包括黄斑区散在分布结晶样亮点或融合成条状,大小约为视网膜中央静脉管径的一半,视网膜散在不规则样色素沉着(图 1)。OCT检查可见中心凹形态变平,神经上皮层变薄,椭圆体带缺失,RPE层不连续(图 2)。临床诊断为BCD。基因测序为CYP4V2基因的复合杂合性突变(p.268-270del,c.789delT)(图 3),为新发现的突变位点。

序号10患儿,5岁。夜间视力差。眼底视盘颜色红润,视网膜未见明显色素沉着(图 4)。OCT、眼底自身荧光检查均未见异常。临床诊断为无色素性RP。基因测序为TULP1基因的纯合突变(c.C1024G)(图 5)。其父母各携带1条突变基因;其姐姐未诉夜间视力差。眼底未见明显色素沉着。ERG检查双眼b波中度下降,其余未见异常。基因测序结果为携带1条TULP1基因的错义突变(c.C1024G)。
ADRP者3例,患者序号为19、21、24。致病基因分别为GUCA1A、RDH12、ATXN4;突变位点分别为c.T466C、c.C532T、c.G746T,其中c.G746T为新发现错义突变。患者出现夜盲时年龄分别为43、47、40岁。BCVA为眼前数指~1.0。眼底视盘颜色明显变淡或蜡黄,视网膜血管变细,后极部及周边散在骨细胞样色素颗粒沉着。全视野ERG检查,暗适应a、b波振幅中、重度下降各1例;明适应a、b波振幅中度下降、熄灭状各1例。未行全视野ERG检查1例。
XLRP者1例,患者序号1。致病基因RPGR;突变位点c.2405_2406del,为新发现移码突变。患者出现夜盲时年龄20岁。BCVA为0.25。眼底视盘颜色淡,视网膜血管变细,周边弥漫性骨细胞样色素颗粒沉着。OCT检查显示神经上皮层变薄。色觉检查正常。全视野ERG检查,暗适应、明适应a、b波振幅均呈熄灭状。
致病基因USH2A 7例中,确诊为USH2综合征者3例,患者序号为2、4、15。致病基因USH2A。其中,序号2患者该基因的突变类型为2个错义突变和1个剪切突变;序号4患者该基因的突变类型为2个错义突变和1个移码突变;序号15患者该基因的突变类型为复合杂合型错义突变。患者均自幼出现中等程度听力下降,前庭功能检查均正常。眼底视盘颜色淡,视网膜血管变细,周边骨细胞样色素沉着。OCT检查显示神经上皮层变薄。全视野ERG检查,暗适应a、b波振幅中、重度下降、熄灭状各1例;明适应a、b波振幅中度下降、重度下降、熄灭状各1例。
3 讨论
RP致病基因与临床表型具有高度异质性。应用连锁分析等传统方法研究孟德尔遗传方式的遗传性疾病,一般需要足够多的患者或大家系,对于小家系或散发患者难以分析。近年出现的外显子捕获技术利用特制的探针对特定的蛋白编码区域DNA或某段特定的序列进行捕获,富集后再进行高通量测序,具有效率高、经费低、时间短等优点[9]。我们前期曾使用传统测序方法对87例sRP患者检测了常见的5个RP致病突变基因,未发现致病突变基因位点[12]。本研究采用外显子结合目标区域测序技术,49例患者中24例患者成功检测到致病突变基因位点,共涉及16个基因,检测阳性率为49.0%,极大提高检测的效率。但仍有51%的患者未找到基因突变位点,其原因一方面可能是检测方法仍存在一定局限性;另一方面也不能排除此部分患者中存在新的RP致病基因的可能。
Hartong等[10]认为,多数sRP患者为AR或XL (对于男性患者)。尽管少数患者可能是由于自身基因突变而开始一个新的遗传过程,即由该基因突变患者作为初始进行遗传,在以后的遗传中,遗传方式可以为ADRP、ARRP、XLRP遗传类型中的任何一种。本研究检测到致病基因的24例患者中,83.3%为AR,12.5%为AD,4.2%为XL。与Hartong等[10]观点相符。
本研究中24例患者检测到致病突变基因16个,突变位点41个,其中78.0%为新发现的突变位点。由于种族、地域不同,不同种族人群的突变频谱存在较大差异[12]。有学者报道,日本人群sRP和ARRP中GNGA1、EYS是主要致病基因,突变率分别为13.3%、13.3%;GNGA1的突变率明显高于欧洲国家[13]。欧洲人群EYS、USH2A在sRP、ARRP患者中突变率较高[14]。本研究中涉及的突变基因较多,其中USH2A基因的突变率较高,占29.2%,其他各基因突变率较低。因此,我们认为USH2A基因是本组sRP患者的主要致病基因。但由于样本量不够大,还需进一步研究结果证实。
RP可以合并不同类型的综合征,其中最常见者为USH;大约可占全部RP患者的15.0%~20.0%[5]。根据临床表现不同USH又可分为3型。USH2A基因是USH2的主要致病基因,约占USH2致病基因的70.0%。目前已发现100余种突变与之相关[6]。目前国内外已有多项研究表明,USH2A基因突变也可引起非综合征型的常染色体ARRP,且较为常见[15]。Seyedahmadi等[16]对北美225例非综合征型ARRP患者进行USH2A基因突变分析,结果发现有4.5%的患者携带错义突变p.C759F,且与USH2患者的突变类型有所不同。非综合征RP患者USH2A基因突变形式通常为纯合错义突变或复合杂合错义突变。美国有研究者对USH和非综合征ARRP患者进行基因突变分析,发现12.0%~25.0%的ARRP患者携带USH2A基因突变[17]。由此可见,USH2A基因是美国ARRP患者中最常见的致病基因。本研究中,共有7例患者检测到USH2A基因突变,3例患者自幼出现中等程度的听力损害,前庭功能正常诊断为USH2。其中序号2患者该基因的突变类型为2个错义突变和1个剪切突变,序号4患者该基因的突变类型为2个错义突变和1个移码突变;序号15患者为复合杂合型错义突变。另外4例患者无听力异常,诊断为无综合征型ARRP。突变方式均为复合杂合型错义突变。目前,在国内关于USH2A基因的研究较少,且无有关USH2A基因可引起无综合征型ARRP的报道。本研究中,USH2A基因在无综合征型ARRP患者中的突变率较高,占8.2%。
RP分为典型性和非典型性。非典型性RP包括BCD、无色素性RP、中心性和旁中心性RP和单眼RP[16, 17]。本研究中BCD和无色素性RP各1例。BCD在欧美国家发病率较低,而在中国和日本发病率则相对较高,中国人群中其发病率为1/24 000[18]。目前,唯一可确定的导致BCD的基因是CYP4V2,其编码产物参与脂肪酸的代谢[18, 19]。单明华和李扬[19]对国内24例BCD患者进行CYP4V2基因检测,除1例患者外,其他患者均检测到CYP4V2基因上的突变。本研究中序号22患者临床诊断为BCD,基因测序结果为CYP4V2基因上的2个移码突变(c.802-810del、c.789delT),为未报道过的新发突变。进一步证实了CYP4V2基因突变可导致BCD,扩展了CYP4V2的基因突变谱。无色素性RP患者临床特征为夜盲但眼底无色素沉着,也有部分患者长期观察可出现色素沉着。本研究中序号10患儿为无色素性RP,基因测序结果为TULP1基因上的纯合错义突变(c.C1024G)。其父母各携带1条突变基因。其姐姐未诉夜间视力差,眼底未见明显色素沉着,ERG检查b波双眼中度下降。基因测序结果为携带者。目前国内有关无色素性RP基因突变研究较少。有研究报道,TULP1基因突变是与早发型RP有关的1个基因[20],但国内暂无TULP1基因突变与无色素性RP的相关研究报道。