成骨不全癥致病基因突變及其與表型相關(guān)性分析.pdf

1、成骨不全（osteogenesis imperfecta，OI）是一種由于間充質(zhì)組織發(fā)育不全，膠原形成障礙而造成的罕見(jiàn)遺傳性疾病。遺傳方式主要為常染色體顯性和隱性遺傳。臨床表現(xiàn)主要包括骨質(zhì)脆弱，藍(lán)鞏膜，牙本質(zhì)發(fā)育不全，聽(tīng)力喪失等。個(gè)體發(fā)病率約為1/10000。1979年，Sillence等根據(jù)臨床癥狀將01分為I-Ⅳ型，迄今為止，成骨不全分型已增加至Ⅻ型。目前共發(fā)現(xiàn)10個(gè)基因與OI發(fā)病相關(guān)。90％以上OI患者致病源于編碼I型前膠原α鏈的

2、COLIAI或COLIA2基因發(fā)生突變，造成膠原合成量下降或結(jié)構(gòu)改變，通常為常染色體顯性遺傳。不足10％的OI患者屬于常染色體隱性遺傳，其致病基因種類(lèi)較多，致病機(jī)制多樣，表現(xiàn)為由CRTAP,LEPRE1，PPIB共同組成的脯氨酰3.羥化復(fù)合體缺陷造成膠原翻譯后被過(guò)度修飾;SERPINH1和FKBPlO突變導(dǎo)致膠原折疊、裝配、分泌過(guò)程異常;OSX缺陷導(dǎo)致成骨細(xì)胞分化異常和SERPINF1突變導(dǎo)致骨代謝紊亂;BMP1突變導(dǎo)致膠原加工水平下降

3、等。此外，PLOD2缺陷會(huì)導(dǎo)致表型極其類(lèi)似OI的Bruck綜合癥。
　　 目的：
　　 對(duì)目前文獻(xiàn)已報(bào)道成骨不全的10個(gè)常染色體顯性和隱性遺傳的致病基因進(jìn)行突變檢測(cè)，分析我國(guó)人群成骨不全患者基因突變圖譜以及突變特性;初步探討成骨不全患者基因突變與臨床表型的相關(guān)性。
　　 方法：
　　 經(jīng)山東省倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，采集110例成骨不全患者臨床血液樣本及臨床信息。通過(guò)提取全血DNA，進(jìn)行PCR產(chǎn)物直接測(cè)序。測(cè)序結(jié)

4、果采用Mutation Survery軟件，并結(jié)合Ⅰ型膠原蛋白突變數(shù)據(jù)庫(kù)(http：//www.le.ac.uk/genetics/collagen/)進(jìn)行突變分析。突變位點(diǎn)經(jīng)200份健康人群篩查以確定是否為致病突變位點(diǎn)，經(jīng)PolyPhen，Align GVGD和SIFT軟件預(yù)測(cè)錯(cuò)義突變，NetGene2和BDGP軟件預(yù)測(cè)剪切突變對(duì)蛋白功能的影響。所檢測(cè)的基因首選COLIA1和COLIA2。對(duì)于COLIAI和COLIA2未發(fā)生突變的個(gè)體

5、，進(jìn)行CRTAP，LEPREI，PPIB，F(xiàn)KBPIO，OSX，SERPINHI，SERPINF1，PLOD2的篩查檢測(cè)。
　　 結(jié)果：
　　 本研究對(duì)110例OI患者進(jìn)行突變檢測(cè)，61例患者發(fā)生突變，17例患者在所篩查的致病基因中均未發(fā)生突變。1例患者為L(zhǎng)EPRE1基因c.1045G＞A(p.Gly349Arg)雜合突變。其余60個(gè)突變位于COLIA1和COLIA2基因，其中29個(gè)在文獻(xiàn)和Ⅰ型膠原突變數(shù)據(jù)庫(kù)中尚未報(bào)道，

6、為首次發(fā)現(xiàn)的突變位點(diǎn)。COLIA1和COLIA2基因錯(cuò)義突變方式比例最高，分別81％和93％。無(wú)義和移碼突變只在COLIAI基因中發(fā)現(xiàn)。COLIAI第37號(hào)外顯子和COLIA2第19號(hào)外顯子在各自基因的堿基突變頻率最高，與數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)一致。錯(cuò)義突變中82％為Gly替換，其中以Gly＞Ser為主(54％),5個(gè)氨基酸替換位于COLIA1基因的C末端前肽區(qū)域，表型比氨基酸替換發(fā)生在三股螺旋區(qū)域更嚴(yán)重。COLIA1和COLIA2共7個(gè)突變位點(diǎn)為

7、重復(fù)突變，全部導(dǎo)致Gly替換，其中4個(gè)很有可能為‘熱點(diǎn)突變”。PolyPhen、Align GVGD、SIFT，NetGene2或BDGP軟件預(yù)測(cè)結(jié)果支持所檢測(cè)到的突變位點(diǎn)為致病位點(diǎn)。其中，PolyPhen、Align GVGD與SIFT軟件均支持COLIA2 p.Gly102lCys以及LEPREl p.Gly349Arg變化可能對(duì)蛋白的正常功能產(chǎn)生影響。其它位點(diǎn)突變預(yù)測(cè)結(jié)果顯示至少有一種軟件支持突變會(huì)對(duì)相應(yīng)的蛋白質(zhì)功能產(chǎn)生影響。