黏多糖貯積?、鬉型患兒的GALNS基因突變分析.pdf

1、背景：黏多糖貯積?、鬉型(Mucopolysaccharidosis Type ⅣA,MPSⅣA),亦稱為MorquioA綜合征,是一種罕見的常染色體隱性遺傳溶酶體貯積病,由Morquio等在1929年首次報道。本病是由于編碼特異性酸性水解酶半乳糖胺-6-硫酸酯酶(N-acetylgalactosamine-6-sulfatase,GALNS)的基因發(fā)生突變,細(xì)胞溶酶體內(nèi)GALNS酶活性缺乏或顯著降低,不能降解硫酸角質(zhì)素(keratan

2、 sulfate,KS)和6-硫酸軟骨素(chondroitin-6-sulfate,CS)等黏多糖(glycosaminoglycan,GAG)大分子代謝產(chǎn)物,使其廣泛沉積在組織細(xì)胞內(nèi),大量的KS和CS隨尿液排出,從而引起一系列的臨床癥狀。該病在全世界各個地區(qū)的發(fā)病率不同,約1:40,000～1:640,000。MPSⅣA的主要臨床表現(xiàn)有多發(fā)骨骼畸形、身材矮小、關(guān)節(jié)松弛,智力正常。根據(jù)患者的臨床表現(xiàn),MPSⅣA型可分為輕、中、重三種類

3、型,重型患者預(yù)后差,常于20-30歲死亡。外周血白細(xì)胞或培養(yǎng)的成纖維細(xì)胞GALNS酶活性測定及GALNS基因突變分析是診斷MPSⅣA的重要依據(jù)。分子遺傳學(xué)的研究表明,GALNS等位基因突變異質(zhì)性導(dǎo)致了該病臨床表現(xiàn)的多樣性。GALNS基因位于16號染色體長臂(16q24.3),基因全長約50kb,包含有14個外顯子和13個內(nèi)含子,cDNA由2339個核苷酸組成,含有長度為1566bp的開放閱讀框,編碼長度為522個氨基酸殘基的多肽鏈前體。

4、目前國內(nèi)外已報道的GALNS基因突變有180余種,包括錯義突變、無義突變,剪接突變,小片段缺失及插入突變,大片段缺失及插入突變,基因重排等,其中以錯義突變最常見。所有突變中,p.R386C、p.G301C、p.I113F為3種常見突變,分別占目前所報道突變的8.9％、6.8%、5.7%。GALNS基因突變在不同種族、不同地域的人群中存在著差異,如常見的錯義突變p.R386C首次發(fā)現(xiàn)于日本患者中,在日本、英國、意大利、墨西哥等各種族中均有

5、出現(xiàn)。常見于大不列顛、愛爾蘭等高加索人的突變p.I113F在日本及歐洲中西部國家及地區(qū)卻是罕見。王政等報道主要來自中國北部16個省市自治區(qū)24名MPSⅣA患者最常見突變?yōu)閜.G340D,中國南方僅見散在病例報道,未見大樣本量的MPSⅣA患者的分子生物學(xué)研究資料。GALNS基因已知突變的基因型與表型關(guān)系復(fù)雜,部分突變(如p.A392V、p.L366P)所導(dǎo)致的臨床表型尚不明確。此外,目前該病尚無有效治療方法,開展GALNS基因突變分析,及

6、對高危家庭進(jìn)行產(chǎn)前篩查有利于疾病預(yù)防及優(yōu)生優(yōu)育。
　　目的：探討中國南方地區(qū)MPSⅣA患者的基因突變特點(diǎn),以及GALNS基因型與表型的關(guān)系。
　　方法：2008年6月至2013年2月間廣州市婦女兒童醫(yī)療中心內(nèi)分泌代謝科根據(jù)臨床表現(xiàn),骨骼X線檢查,尿黏多糖篩查,以及外周血白細(xì)胞GALNS酶活性測定確診黏多糖貯積?、鬉型患兒共21例?；純簛碜詮V東、江西、湖南及重慶的19個家庭,其中男15例,女6例,發(fā)病年齡在0.5-3.4歲,診

7、斷年齡1.0-7.8歲。所有患兒臨床表型均為嚴(yán)重型MPSⅣA。提取患兒及父母的外周血基因組DNA,采用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴(kuò)增及PCR產(chǎn)物直接測序法,對患兒GALNS基因14個外顯子及兩側(cè)外顯子-內(nèi)含子交界處的DNA序列進(jìn)行了突變檢測分析,在檢出GALNS基因突變后,對患兒父母相關(guān)序列進(jìn)行測序分析;對新突變位點(diǎn),采用生物信息學(xué)ClustalW軟件進(jìn)行氨基酸序列的保守性分析,并將50例健康兒童作為正常對照,初步對新突變進(jìn)行了致病性分析

8、。
　　結(jié)果：在21例病人42個等位基因中,共發(fā)現(xiàn)31個等位基因的突變,包括15種不同的突變,其中11種錯義突變(p.P125L、p.N177S、p.G290S、p.G290R、p.F306S、p.M318R、p.G340D、p.L366P、p.R386C、p.A392V、p.X523E)、1種無義突變(p.W520X)、1種剪切突變(c.1243-1G>C)、1種缺失突變(p.L400RfsX54)和1種Indel突變(p.W4

9、03-T404delinsCS)。其中,10種突變(p.P125L、p.G290S、p.M318R、p.G340D、p.L366P、p.R386C、p.A392V、c.1243-1G>C、p.L400RfsX54、p.X523E)為已知的致病突變,另外p.N177S、p.G290R、p.F306S、p.W403-T404delinsCS、p.W520X共5種突變?yōu)樯形磮蟮赖男峦蛔?。Indel突變,即p.W403-T404delinsCS

10、在GALNS基因突變類型中是首次報道。所有突變中,73.3%為錯義突變。p.M318R、p.L366P和p.R386C為常見突變位點(diǎn),其中p.M318R最常見,約占總突變的19.0%,p.L366P和p.R386C次之,分別占9.5%。常見突變區(qū)域?yàn)橥怙@子9、10、11,分別占21.4%、11.9%及16.7%。5種新突變中,除p.G290S和p.W520X之外,其余3種新突變均來自患兒的母親。所有新突變均在脊椎動物的GALNS酶蛋白序

11、列中高度保守,且在正常50例正常對照組中未出現(xiàn)。5種新突變的基因型與表型關(guān)系仍不明確,p.A392V純合突變的臨床表現(xiàn)為典型的MPSⅣA重型。
　　結(jié)論：
　　1.本研究通過對21例MPSⅣA患兒GALNS基因分析,發(fā)現(xiàn)了15種不同的突變,其中5種p.N177S、p.G290R、p.F306S、p.W403-T404delinsCS、p.W520X為新突變.5種新突變均發(fā)生在高度保守區(qū)域,且在50例正常對照兒童中未檢出。首次