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家族性渗出性玻璃体视网膜病变患者中TSPAN12基因分析

2024-11-14 67 上传者：管理员

摘要：目的研究家族性渗出性玻璃体视网膜病变(FEVR)患者TSPAN12基因的突变类型、频率、来源，探讨其与表型之间的关系。方法收集重庆地区及新疆地区进行新生儿眼底筛查时临床诊断为FEVR的先证者及其家族成员的血液样本，通过Illumina Hiseq X对所有血液样本进行测序检测及分析(对变异进行功能注释、常用数据库注释及变异筛选),在该家系突变基因中确定致病基因，并对其中的TSPAN12基因进行进一步详细分析。结果在重庆地区91个家系(90例先证者)及新疆地区17个家系(16例先证者)中，发现45例先证者(重庆地区39例，新疆地区6例)发生了基因突变，其中3例先证者(重庆地区2例，新疆地区1例)发生TSPAN12基因突变。先证者86,突变发生于chr7的120478922碱基位置，为杂合突变，外显子G突变为A,变异描述为TSPAN12∶NM＿012338∶exon4∶c.C194T∶p.P65L,导致蛋白序列第65位的脯氨酸改变为亮氨酸；先证者90,突变发生于chr7的120446731碱基位置，为杂合突变，外显子C突变为T,变异描述为TSPAN12∶NM＿012338∶exon7∶c.G484A∶p.V162I,导致蛋白序列第162位的缬氨酸改变为异亮氨酸；先证者9,突变发生于chr7的120496802碱基位置，但该先证者在同一位置发生了两种突变，均为杂合突变，外显子C突变为A及外显子A突变为C,变异描述为TSPAN12∶NM＿012338.4∶exon8∶c.762G>T∶p.E254D及TSPAN12∶NM＿012338.4∶exon2∶c.16T>G∶p.S6A,C突变为A导致蛋白序列第254位的谷氨酸改变为天冬氨酸，A突变为C导致蛋白序列第6位的丝氨酸改变为丙氨酸。FEVR患者中TSPAN12基因突变率在重庆地区为2.22%,新疆地区为6.25%,其来源均为父亲或者母亲，临床表型均在1期。结论对于新生儿，眼底及基因检查对FEVR的诊断、预后、遗传咨询有重要价值。

关键词：
FEVR
TSPAN12基因
家族性渗出性玻璃体视网膜病变
新生儿
眼底疾病
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家族性渗出性玻璃体视网膜病变(FEVR)是由Criswick和Schepens首先描述的一种遗传性眼部疾病[1]。FEVR的病理特征是周边视网膜不完全血管化和/或视网膜血管分化异常，随后的缺血和缺氧可诱发新生血管形成和各种继发性并发症，包括血管渗漏、纤维血管增生、后极部结构牵拉、黄斑异位、视网膜裂孔和部分或全部视网膜脱离，临床表现的严重程度从没有视觉障碍到盲不等[2-3]。FEVR在遗传上是异质的，可以作为常染色体显性、隐性或X连锁遗传，但常见的遗传方式为显性遗传[2,4]。到目前为止，6个候选基因的突变被认为与FEVR发生有关，包括NDP(OMIM 300658,X连锁)、FZD4(OMIM 604579,显性)、LRP5(OMIM 603576,显性和隐性)、TSPAN12(OMIM 613138,显性和隐性)、ZNF408(OMIM 616454,显性)和KIF11(OMIM 148760,显性)[5]。本研究对其中的TSPAN12基因进行基因和临床表型分析。

1、资料与方法

1.1 资料来源

在重庆市妇幼保健院与乌鲁木齐市妇幼保健院眼科进行新生儿眼病筛查并根据FEVR特征性眼底改变临床诊断为FEVR的新生儿，采集患儿及其家属血液样本，进行基因检测，同时收集患儿的出生孕周、出生体质量、新生儿病房住院史、窒息史、母亲孕期情况等信息。家属均知情同意，并签署知情同意书。共108个家系(106例先证者),其中重庆地区91个家系(90例先证者),新疆地区17个家系(16例先证者)。

1.2 方法

临床诊断为FEVR的新生儿及其家属的血液样本通过Illumina Hiseq X进行测序检测及分析(对变异进行功能注释、常用数据库注释及变异筛选),筛选出与FEVR有关的致病基因。FEVR的诊断标准：根据典型的眼底临床表现可以初步诊断。Pendergast 等[6]于1998年提出将FEVR分为5期，1期：周边部视网膜无血管区，不伴视网膜外新生血管(1A期不伴渗出，1B期伴渗出);2期：周边部视网膜无血管区伴新生血管形成(2A期不伴渗出，2B期伴渗出);3期：次全视网膜脱离，未累及黄斑(3A期渗出为主，3B期牵引为主);4期：次全视网膜脱离，累及黄斑中心凹(4A期渗出为主，4B期牵引为主);5期：视网膜全脱离(5A期开漏斗型，5B期闭漏斗型)。

2、结果

2.1 基本情况

经过标准筛选后，共发现45例先证者(重庆地区39例，新疆地区6例)发生了基因突变，其中3例先证者(3/106,2.83%)发生了TSPAN12基因突变，包括重庆地区2例(2/90,2.22%),新疆地区1例(1/16,6.25%)。3例先证者均为足月儿，出生体质量正常，母亲孕前及孕期存在妊娠合并甲状腺功能减退或者感冒等其他疾病。先证者基本情况如下：①先证者86,重庆地区，男性，出生孕周37+6周，出生体质量3 600 g, 经阴道分娩，母亲有妊娠合并甲状腺功能减退。②先证者90,重庆地区，男性，出生孕周40+1周，出生体质量3 670 g, 剖宫产，母亲自诉孕前、孕晚期有咳嗽、感冒症状，未曾治疗。③先证者9,新疆地区，女，出生孕周40周，出生体质量3 600 g, 经阴道分娩，母亲孕期疾病不详。

2.2 重庆地区及新疆地区先证者TSPAN12基因突变情况

见表1。

2.2.1 重庆地区先证者

在重庆地区，2例先证者发生了TSPAN12基因突变，分别为先证者86以及先证者90。先证者86为汉族男性，突变发生于chr7的120478922碱基位置，为杂合突变，外显子G突变为A,变异描述为TSPAN12∶NM_012338∶exon4∶c.C194T∶p.P65L,导致蛋白序列第65位的脯氨酸改变为亮氨酸，在SIFT、Polyphen2_HDIV、Polyphen2_HVAR等有害性预测软件分析中结果分别为T(0.580)、B(0.386)、B(0.146),提示该突变引起氨基酸改变、蛋白质序列、蛋白质三维结构以及蛋白质功能的改变在可接受范围，即致病性可能不大，其突变来源于母亲。先证者90为汉族男性，突变发生于chr7的120446731碱基位置，为杂合突变，外显子C突变为T,变异描述为TSPAN12∶NM_012338∶exon7∶c.G484A∶p.V162I,导致蛋白序列第162位的缬氨酸改变为异亮氨酸，在SIFT、Polyphen2_HDIV、Polyphen2_HVAR等有害性预测软件分析中结果分别为D(0.046)有害、P(0.771)可能有害、P(0.573)可能有害，其突变来源于父亲。

2.2.2 新疆地区先证者

在新疆地区发现仅先证者9发生了TSPAN12基因突变。先证者9为汉族女性，突变发生于chr7的120496802碱基位置，但该先证者在同一位置发生了两种突变，均为杂合突变，外显子C突变为A及外显子A突变为C,变异描述为TSPAN12∶NM_012338.4∶exon8∶c.762G>T∶p.E254D及TSPAN12∶NM_012338.4∶exon2∶c.16T>G∶p.S6A,C突变为A导致蛋白序列第254位的谷氨酸改变为天冬氨酸，A突变为C导致蛋白序列第6位的丝氨酸改变为丙氨酸，在SIFT、Polyphen2_HDIV、Polyphen2_HVAR等有害性预测软件分析中结果分别为T、B、B,以上结果提示该突变引起氨基酸改变、蛋白质序列、蛋白质三维结构以及蛋白质功能的改变在可接受范围，即致病性可能不大，其突变均来源于父亲。

表1重庆地区及新疆地区TSPAN12基因突变情况

标准过滤筛选：只保留gnomAD数据库中MAF≤0.01且所在基因是OMIM已知致病基因，而且符合下面任意1条标准的变异：①HGMD已收录的非外显子/剪接变异(包括内含子、UTR或调控序列的变异),以及HGMD已收录的外显子的同义变异；②ClinVar已收录的非外显子/剪接变异(包括内含子、UTR或调控序列的变异),以及外显子的同义变异，排除良性/可能良性变异；③OMIM已收录的基因中，dbscSNV_ADA_SCORE>0.6的内含子变异，或外显子同义变异(考虑可能影响剪接);④OMIM已收录的基因中的外显子和/或剪接变异，排除同义变异，排除ClinVar收录的良性/可能良性变异的标准筛选。

2.3 TSPAN12基因突变先证者眼底情况

新疆先证者9由于其他原因眼底图片未能呈现。先证者86的眼底表现见图1,先证者90的眼底表现见图2。

图1先证者86的眼底表现

图2先证者90的眼底表现

先证者86临床表现为双眼眼底改变，右眼6、7、8、9、10、12点钟方向受累，累及3、4象限的3区1B期，左眼1、2、3、4、5、6、7、12点钟方向受累，累及1、2、3象限的2区1B期。先证者90的临床表现为双眼眼底改变，右眼3、4、8、9、10点钟方向受累，累及2、3、4象限的2区1B期，左眼3、9、10点钟方向受累，累及2、4象限的2区1B期。

3、讨论

FEVR候选基因(不包括ZNF408和KIF11)编码的蛋白质已被证明参与Norrin-β连环蛋白信号通路的信号转导复合物形成，在该途径中，配体Norrin结合到由受体Frizzled-4、辅助受体LRP-5和辅助蛋白TSPAN12组成的受体复合物上[7-11]。在缺乏Norrin结合的情况下，细胞中的信号不被激活，导致细胞质β-连环蛋白磷酸化，并通过泛素-蛋白酶体途径靶向降解。因此，信号通过细胞表面与Frizzled-4、LRP-5和TSPAN12受体复合物结合的Norrin激活，这种复合物传递一种抑制β-连环蛋白被破坏的信号，使其细胞质水平增加。随后，β-连环蛋白进入细胞核，与T细胞因子(TCF)/淋巴增强因子(LEF)家族转录因子相互作用，从而启动Norrin靶基因表达[7]。该信号通路与经典Wnt/β-连环蛋白通路有许多相似之处，但除了Norrin替代Wnt作为配体外，也没有四肽与Wnt/β-连环蛋白信号通路相关[9]。

TSPAN12位于7q31.31号染色体，是四肽蛋白超家族的成员，四肽蛋白包含4个跨膜结构域，N端和C端均位于细胞质中，跨膜结构域由3个环连接：1个小的细胞外环、1个大的细胞外环和1个小的内环[12]。该蛋白质家族的成员具有与其他四肽和相互作用蛋白质横向作用的能力，从而促进大的多分子膜复合物的产生，也称为四肽网[13]。TSPAN12包含8个外显子，其中外显子2～8编码蛋白质，另外还有1个不同亚型的非编码外显子。研究[10-13]证明：TSPAN12与Norrin-FZD4-LRP-5信号复合物相关，通过增加FZD4多聚化增强Norrin信号，并且TSPAN12过度表达可以弥补由于Norrin或FZD4蛋白突变(分别为p.C95R和p.M147V)观察到的β-连环蛋白信号的减少。在FEVR患者中已经报告了27种不同的TSPAN12突变，这些突变包括错义、无义、小碱基对缺失、插入及剪接位点突变[14-18]。

有研究[16-17,19-21]统计通过检测致病性突变进行基因诊断确诊为FEVR的患者占40%～50%,尽管每个基因的突变率不同，但已知4%～40%归因于FZD4,12%～25%归因于LRP5,3%～10%归因于TSPAN12。本研究中，重庆地区TSPAN12基因突变率为2.22%,新疆地区为6.25%,总体样本突变率为2.83%,与上述文献报道的突变率一致，但是不同地区突变率不同，可能与地区种族差异、样本量大小等相关。

有研究[17,22]发现：严重的FEVR可能是由于TSPAN12纯合突变作为隐性FEVR基因致病，或同时存在2个突变位点，从而推测等位基因纯合突变的累加效应以及突变剂量会影响表型，此结论也再次证实了FVER致病基因结构突变导致的剂量敏感性与表型有一定对应关系。在重庆地区和新疆地区，发生TSPAN12基因突变的先证者均为汉族，且均为正常出生体质量的足月儿，但突变的亲代来源不同，均为杂合突变，亲代也为杂合突变，对重庆地区的先证者进行眼底临床表现分析，发现两名先证者受累象限较多，但均为2区或3区1B期，严重程度较轻，从另外一个角度证明了隐性突变导致更严重表型的规律，这可以用基因修饰物的存在来解释，它可能具有保护或诱发作用，并且环境影响，无论是全身的还是局部的，也可能在病因中起作用[23]。新疆地区先证者存在2个突变，但没有眼底相关分期等严重程度信息作为对比。

荧光素眼底血管造影(FFA) 检查能早期发现无症状者，还可明确病变范围和预示病情发展，指导后续治疗，但新生儿较难完成FFA检查，因此眼底检查及基因检查至关重要。在未来的研究中，发现新的致病基因并探讨其发生、发展的分子生物学和遗传学机制，实现基因诊断，对于FEVR的诊断、治疗、预后、遗传咨询有重要价值。

参考文献:

[5]谢雪璐,陆方.家族性渗出性玻璃体视网膜病变[J].华西医学,2018,33(11):1420-1427.

基金资助:重庆市社会事业与民生保障科技创新专项重点研发项目(cstc2017shms-zdyfX0049);

文章来源:李春梅,何俐莹,陶雪莹,等.家族性渗出性玻璃体视网膜病变患者中TSPAN12基因分析[J].中国妇幼保健,2024,39(22):4511-4514.