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【佳學(xué)基因檢測】視網(wǎng)膜色素變性基因檢測——如何助力診斷?

由于基因解碼技術(shù)的不斷推進(jìn),人們希望引入新的策略用于臨床實(shí)踐的視網(wǎng)膜色素變性的分子診斷,并發(fā)現(xiàn)致病基因變異。但要實(shí)現(xiàn)這一愿望,需要滿足特定條件:(1)應(yīng)報(bào)告所有致病基因變

佳學(xué)基因檢測】視網(wǎng)膜色素變性基因檢測——助力準(zhǔn)確診斷


視網(wǎng)膜色素變性的診斷為什么需要反復(fù)確診?

視網(wǎng)膜色素變性是一種視網(wǎng)膜的遺傳性疾病,其表現(xiàn)形式可以有很多種多樣的特征,主要包括以下幾點(diǎn):

  1. 夜盲癥(Night Blindness):最常見的癥狀之一,患者在低光條件下視力顯著下降,特別是在夜晚或弱光環(huán)境下。

  2. 中心視力減退:患者在中央視野區(qū)域的視力逐漸減退,最終可能導(dǎo)致中心視覺喪失,這種情況稱為中心性視網(wǎng)膜色素變性。

  3. 眼底骨膜變薄:眼底骨膜變薄是視網(wǎng)膜色素變性的早期體征之一,可以通過眼底檢查來觀察到。

  4. 視力波動(dòng):視網(wǎng)膜色素變性患者的視力可能會(huì)出現(xiàn)波動(dòng),即使在同一天內(nèi)也可能有所不同。

  5. 眼底色素沉著:視網(wǎng)膜色素變性患者眼底部分區(qū)域可能會(huì)有色素沉積,這通常可以通過眼底檢查來看到。

  6. 視野缺損:視網(wǎng)膜色素變性可能導(dǎo)致視野的逐漸縮小或存在不同程度的視野缺損。

  7. 色覺缺陷:一些患者可能在色覺方面有所損害,表現(xiàn)為對某些顏色的辨別困難或色彩感知異常。

  8. 眼底動(dòng)脈變細(xì):視網(wǎng)膜色素變性也可能伴隨著眼底動(dòng)脈變細(xì)的表現(xiàn)。

這些表現(xiàn)形式的具體情況可以因人而異,也受到具體遺傳突變類型的影響。診斷和治療視網(wǎng)膜色素變性通常需要眼科專家進(jìn)行詳細(xì)的眼底檢查和遺傳咨詢

視網(wǎng)膜色素變性與多種眼科疾病如何在臨床表征上相互重疊給診斷帶來困難?

視網(wǎng)膜色素變性在臨床表征上與多種其他眼科疾病有時(shí)會(huì)相互重疊,這可能給診斷帶來一些困難。以下是一些可能導(dǎo)致混淆的情況:

視網(wǎng)膜色素變性與視網(wǎng)膜色素上皮炎(Retinal Pigment Epitheliopathy):這兩者在眼底檢查時(shí)可能表現(xiàn)出類似的色素沉著和視網(wǎng)膜改變,但前者是一種常見的眼底變性疾病,后者是一種比較罕見的炎癥性疾病。鑒別需要依賴于臨床表現(xiàn)的詳細(xì)分析和可能的遺傳學(xué)檢測。

視網(wǎng)膜色素變性與遺傳性視網(wǎng)膜病變:某些遺傳性視網(wǎng)膜病變,如遺傳性黃斑變性等,也可能表現(xiàn)為視力減退、視野缺損和眼底色素沉著。區(qū)分這些疾病可能需要基因檢測和詳細(xì)的家族史調(diào)查。

視網(wǎng)膜色素變性與視網(wǎng)膜血管疾病:一些視網(wǎng)膜血管疾病如中心性視網(wǎng)膜靜脈阻塞或視網(wǎng)膜動(dòng)脈硬化也可能導(dǎo)致視力減退和眼底改變,這些癥狀有時(shí)與視網(wǎng)膜色素變性相似,需要通過血管造影和視網(wǎng)膜血流動(dòng)力學(xué)研究來幫助鑒別。

視網(wǎng)膜色素變性與視網(wǎng)膜色素病變:某些局限性的視網(wǎng)膜色素病變?nèi)缟夭∽冃砸暰W(wǎng)膜脫離等也可能表現(xiàn)為視力減退和眼底色素沉著,與視網(wǎng)膜色素變性有時(shí)難以鑒別。

因此,準(zhǔn)確診斷視網(wǎng)膜色素變性需要綜合利用眼底檢查、視野檢查、色覺檢查以及可能的遺傳學(xué)和分子生物學(xué)檢測。臨床醫(yī)生需要仔細(xì)分析患者的病史和臨床表現(xiàn),有時(shí)還需要長期的跟蹤觀察,以確定最終的診斷。

 

基因檢測基因序列突變可以獲得視網(wǎng)膜變性的確切證據(jù)

綜合征性視網(wǎng)膜色素變性

常染色體顯性視網(wǎng)膜色素變性 

眼科疾病的致病基因鑒定基因解碼至少收錄了24 種不同基因的突變與常染色體顯性視網(wǎng)膜色素變性有關(guān),一些基因的突變在視網(wǎng)膜色素變性病例所占的相關(guān)百分比相當(dāng)高,其中包括RHO(26.5%)、RPRH2(5-9%)、PRPF31(8%)和RP1(3-5%)。而另一些所占的比例很低,但是它們?nèi)匀豢赡苁鞘軝z者發(fā)病的真正原因。下表列出與常染色體顯性視網(wǎng)膜色素變性相關(guān)的部分基因。

表1:與常染色體顯性視網(wǎng)膜色素變性相關(guān)的基因

已鑒定基因

染色體定位 基因的功能 其他表型
S*P2 2q37.1 它可以協(xié)調(diào)骨轉(zhuǎn)換的某個(gè)方面 沒有任何
O*2W3 1q44 啟動(dòng)觸發(fā)嗅覺的神經(jīng)反應(yīng) 沒有任何
H*1 10q22.1 有助于糖酵解和糖異生,能量通路 過度非球形紅細(xì)胞溶血性貧血,隱性遺傳性神經(jīng)?。≧usse)
B*ST1 11q12.3 提供制作 Bestrophin 的說明 隱性視網(wǎng)膜色素變性
C*4 17q23.2 參與呼吸、鈣化、酸堿平衡 沒有任何
C*X 19q13.32 維持正常的視桿和視錐功能 顯性萊伯先天性黑蒙
TO**RS 9p21.1 它具有與腫瘤抑制蛋白 P53 相互作用的能力 沒有任何
F**N2 17q25.3 充當(dāng)肌動(dòng)蛋白捆綁蛋白 沒有任何
G**A1B 6p21.1 刺激鳥苷酸環(huán)化酶 1 和鳥苷酸環(huán)化酶 2 顯性黃斑營養(yǎng)不良
IM**H1 7q32.1 催化肌苷 5′-磷酸 (IMP) 轉(zhuǎn)化為黃苷 5′-磷酸 顯性萊伯先天性黑蒙
N*L 14q11.2 調(diào)節(jié) RHO 和 PDE6B 基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子 常染色體隱性視網(wǎng)膜色素變性
N**E3 15q23 視桿細(xì)胞的發(fā)育和視錐細(xì)胞的發(fā)育抑制 隱性視網(wǎng)膜色素變性
S**A4A 1q22 細(xì)胞表面受體 顯性視錐細(xì)胞-視桿細(xì)胞營養(yǎng)不良癥
RHO 3q22.1 出生后感光細(xì)胞存活所必需的 隱性視網(wǎng)膜色素變性
P**H2 6p21.1 對椎間盤形態(tài)發(fā)生至關(guān)重要 具有 ROM1 的二基因形式
R**65 1p31.2 在 11-順式視網(wǎng)膜的產(chǎn)生和視覺色素再生中的作用 沒有任何
P**F8 17p13.3 作為介導(dǎo)剪接體蛋白和 snRNA 有序組裝的支架 沒有任何
ROM1 11q12.3 對椎間盤形態(tài)發(fā)生至關(guān)重要 PRPH2型雙基因視網(wǎng)膜色素變性
P**F31 19q13.42 參與前 mRNA 剪接 沒有任何
K**L7 7p15.3 介導(dǎo) Lys-48' 連接的泛素化 沒有任何
R*1 8q12.1 感光細(xì)胞分化所需 隱性視網(wǎng)膜色素變性
P**F4 9q32 參與前 mRNA 剪接 沒有任何
P**F3 1q21.2 參與前 mRNA 剪接 沒有任何
RDH12 14q24.1 在視錐細(xì)胞視色素再生過程中,由 11-順式視黃醇形成 11-順式視黃醛的關(guān)鍵酶 隱性萊伯先天性黑蒙癥
PRPF6 20q13.33 參與前 mRNA 剪接 沒有任何
RP9 7p14.3 與 PIM1 相關(guān)的 B 細(xì)胞增殖作用 沒有任何
SNRNP200 2q11.2 參與剪接體的組裝、激活和拆卸 沒有任何

 

 

PRPF31(前 mRNA 加工因子 31)

基因解碼認(rèn)為PRPF31 (61 kDa 的前 mRNA 剪接因子)突變在常染色體顯性視網(wǎng)膜色素變性中起著至關(guān)重要的作用,誘發(fā) 1-8% 的常染色體顯性視網(wǎng)膜色素變性病例

顯然,PRPF31是誘發(fā)常染色體顯性視網(wǎng)膜色素變性的三個(gè)前 mRNA 剪接因子之一,另外兩個(gè)因子是PRPF3(占所有病例的 1%)和PRPF8 (占所有病例的 3%)。 PRPF31突變的獨(dú)特特征之一是不完全滲透。遺傳方式可能很復(fù)雜,無法確定無癥狀攜帶者是否影響了父母和孩子,因?yàn)榧彝サ倪z傳咨詢受到阻礙。據(jù)報(bào)道,有癥狀的患者在青少年時(shí)期會(huì)出現(xiàn)夜盲癥和視野喪失,并且通常在 30 多歲時(shí)被報(bào)告為失明。無癥狀和有癥狀患者的單倍型分析比較表明,兩種類型都遺傳了不同的野生型等位基因。高表達(dá)的野生型等位基因可以適應(yīng)無功能的突變等位基因,但低表達(dá)的野生型等位基因無法達(dá)到所需的光感受器特異性PRPF31的活動(dòng)閾值水平。

RP1(視網(wǎng)膜色素變性 1) 

通過致病基因鑒定基因解碼,RP1基因通過連鎖檢測在一個(gè)大型常染色體顯性視網(wǎng)膜色素變性家族中被發(fā)現(xiàn)。RP1基因突變可誘發(fā)顯性和隱性類型的視網(wǎng)膜色素變性。RP1 基因編碼 240 kD 的視網(wǎng)膜光感受器特異性蛋白,其表達(dá)非常顯著。攜帶 RP1 突變基因的患者的臨床診斷顯示視野直徑縮小。一般來說,遺傳性疾病被認(rèn)為是由環(huán)境因素、等位基因異質(zhì)性和遺傳變異引起的,但對于 RP1 疾病,遺傳變異被認(rèn)為很重要,因?yàn)榧膊〉膰?yán)重程度各不相同,患者可能具有相同的原發(fā)突變。

RHO(視紫紅質(zhì)) 

眼科疾病的發(fā)病原因解析指出視覺傳導(dǎo)通路的第一個(gè)成分是視紫紅質(zhì),當(dāng)光被視網(wǎng)膜的視桿細(xì)胞吸收時(shí),視紫紅質(zhì)就被激活。常染色體顯性視網(wǎng)膜色素變性有超過100個(gè)突變,約30–40%的病例是由于RHO基因突變引起的。常染色體隱性視網(wǎng)膜色素變性和常染色體顯性先天性夜盲癥也可由RHO基因突變引起。《眼科基因檢測基因列表》收錄了一例常染色體顯性視網(wǎng)膜色素變性病例,該基因突變導(dǎo)致一種蛋白質(zhì)沒有第6和第7個(gè)跨膜,包括11-順式視網(wǎng)膜結(jié)合位點(diǎn)。在攜帶顯性視網(wǎng)膜色素變性的小鼠模型實(shí)驗(yàn)中,視網(wǎng)膜下注射含有 RNAi 抑制劑的重組非相關(guān)病毒載體后,視網(wǎng)膜功能得到改善。最近,在 P23H 轉(zhuǎn)基因大鼠的視網(wǎng)膜下注射含有 Bip/Grp78 基因的重組非相關(guān)病毒載體后,視覺功能得到恢復(fù)。但這些先進(jìn)的療法需要以基因解碼為基礎(chǔ)的分子診斷作為治療依據(jù)。由于人們對RHO基因突變引起的常染色體顯性視網(wǎng)膜色素變性有了充分了解,治療方法也在以同樣的速度發(fā)展。

PRPH2(周圍蛋白 2) 

PRPH2 (Peripherin 2)基因曾被確認(rèn)為RDS (視網(wǎng)膜變性慢變性)基因,含有3個(gè)外顯子,編碼346個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)(39 kDa的整合膜糖蛋白)。該蛋白位于視錐和視桿感光細(xì)胞的外節(jié)盤,含有一個(gè)盤內(nèi)結(jié)構(gòu)域(D2)和四個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域(稱為M1-M4)。該蛋白與另一種蛋白(ROM1)結(jié)合形成同四聚體和異四聚體復(fù)合物,也能與其自身形成同寡聚結(jié)構(gòu)。《視網(wǎng)膜色素變性基因檢測案例集》收錄了PRPH2突變誘發(fā)視網(wǎng)膜色素變性,基因檢測數(shù)據(jù)分析指出約5-9%的常染色體顯性視網(wǎng)膜色素變性病例由該基因引起。PRPH2基因和ROM1基因突變已被觀察到可導(dǎo)致雙基因視網(wǎng)膜色素變性。

常染色體隱性視網(wǎng)膜色素變性 

對于常染色體隱性遺傳性視網(wǎng)膜色素變性,《眼科疾病的致病基因鑒定基因解碼》早就對至少40個(gè)基因的發(fā)病位置進(jìn)行了北斗導(dǎo)航級高精度定位。其中大多數(shù)基因的突變?nèi)菀妆换驒z測包所忽視。因?yàn)樗鼈兪呛币姷?,?dǎo)致 1% 的病例。但有一些基因如RP25、PDE6A、RPE65和PDE6B 的患病率較高,占所有病例的 2-5%。

表2:與常染色體隱性遺傳性視網(wǎng)膜色素變性相關(guān)的基因

已鑒定基因 基因功能 染色體定位 隱性視網(wǎng)膜色素變性以外的表型
ADIPOR1 ADIPOQ 受體,維持正常的葡萄糖和脂肪穩(wěn)態(tài) 1q32.1 Bardet-Biedl 類
P**GNT1 參與O-甘露糖基化 1p34.1 沒有
ZNF408 可能參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控 11p11.2 顯性家族性滲出性玻璃體視網(wǎng)膜病變
NE**OD1 神經(jīng)發(fā)生調(diào)節(jié)劑 D1,作為轉(zhuǎn)錄激活劑 2q31.3 沒有
IFT172 纖毛維持和形成所必需的。在刺猬信號(hào)傳導(dǎo)中起間接作用 2p33.3 隱性 Bardet-Biedl 綜合征
I**140 IFT 復(fù)合物 A 的組成部分,在纖毛細(xì)胞的正常發(fā)育和功能以及纖毛發(fā)生和纖毛的維持中起重要作用 16p13.3 隱性 Mainzer-Saldino 綜合征、隱性 Leber 先天性黑蒙
HGSNAT 參與糖胺聚糖降解和聚糖結(jié)構(gòu)降解 8p11.21 隱性粘多糖貯積癥
R**11 對類視黃酸具有氧化還原催化活性,參與短鏈醛的代謝 14q24.1 沒有
DHX38 胚胎發(fā)生、精子發(fā)生、細(xì)胞生長和分裂 16q22.2 早期發(fā)病的黃斑缺損
KIZ 需要穩(wěn)定中心粒周圍膨脹的中心粒周圍物質(zhì) 20p11.23 沒有
BEST1 陰離子通道 11q12.3 顯性視網(wǎng)膜色素變性
ABCA4 視網(wǎng)膜代謝 1p22.1 隱性黃斑營養(yǎng)不良
AR**BP 在核轉(zhuǎn)運(yùn)中的作用 16p13.3 沒有
C2orf71 可能在正常視力發(fā)育中發(fā)揮重要作用 2p23.2 沒有
C8***f37 未知 8q22.1 沒有
C**KL 組織維護(hù)和發(fā)育 2q31.3 沒有
CLRN1 共軛 3q25.1 沒有
C**A1 光傳導(dǎo) 4p12 沒有
CNGB1 光傳導(dǎo) 16q13 沒有
CRB1 組織維護(hù)和發(fā)育 1q31.3 隱性萊伯先天性黑蒙癥
D**DS 催化 1p36.11 沒有
D**38 ATP 結(jié)合 RNA 解旋酶參與前 mRNA 剪接 16q22.2 沒有
EMC1 未知 1p36.13 沒有
EYS 細(xì)胞外基質(zhì)蛋白 6q12 未知
F**161A 未知 2p15 未知
GPR125 孤兒受體 4p15.2 沒有
I**3B 參與克雷布斯循環(huán) 20p13 未知
IMPG2 視網(wǎng)膜細(xì)胞間基質(zhì)的成分 3q12.3 未知
K***1549 未知 7q34 沒有
KIZ 未知 20p11.23 沒有
LRAT 視網(wǎng)膜代謝 4q32.1 隱性萊伯先天性黑蒙癥
MAK 在精子發(fā)生過程中發(fā)揮重要作用 6p24.2 沒有
M**TK 跨膜蛋白 2季度13 沒有
MVK 膽固醇生物合成途徑中的調(diào)節(jié)位點(diǎn) 12q24.11 沒有
NEK2 參與控制著絲粒分離和雙極紡錘體的形成 1q32.3 沒有
N**E3 轉(zhuǎn)錄因子 15q23 顯性視網(wǎng)膜色素變性、隱性增強(qiáng)型 S 錐綜合征
NRL 組織維護(hù)和發(fā)育 14q11.2 顯性視網(wǎng)膜色素變性
P**6A 光傳導(dǎo) 5q33.1 沒有
P**6B 光傳導(dǎo) 4p16.3 顯性先天性靜止性夜盲癥
PDE6G 光傳導(dǎo) 17q25.3 沒有
PRCD 未知 17q25.1 未知
PROM1 細(xì)胞結(jié)構(gòu) 4p15.32 伴有黃斑變性的隱性視網(wǎng)膜色素變性
RBP3 視網(wǎng)膜代謝 10q11.22 未知
RGR 視網(wǎng)膜代謝 10q23.1 顯性脈絡(luò)膜硬化
RHO 光傳導(dǎo) 3q22.1 顯性視網(wǎng)膜色素變性
RLBP1 視網(wǎng)膜代謝 15q26.1 隱性博特尼亞營養(yǎng)不良癥
RP1 組織維護(hù)和發(fā)育 8q12.1 顯性視網(wǎng)膜色素變性
R**65 視網(wǎng)膜代謝 1p31.2 隱性萊伯先天性黑蒙癥
SAG 光傳導(dǎo) 2q37.1 隱性O(shè)guchi病
SLC7A14   3q26.2 沒有
SPATA7 未知 14q31.3 沒有
TTC8 細(xì)胞結(jié)構(gòu) 14q32.11 隱性 Bardet-Biedl 綜合征
TULP1 組織維護(hù)和發(fā)育 6p21.31 隱性萊伯先天性黑蒙癥
USH2A 細(xì)胞結(jié)構(gòu) 1q41 隱性 Usher 綜合征
ZNF513 表達(dá)因子 2p23.3 沒有

Rp25

在進(jìn)行致病基因鑒定基因解碼時(shí),即使是僅在少數(shù)人群中發(fā)現(xiàn),也應(yīng)當(dāng)包括在受檢者的基因檢測里需。因?yàn)?,即使沒有在其他人身上出現(xiàn),一旦在受檢者身上出現(xiàn),如果不檢測,受檢者得到的檢測結(jié)果就是假陰性。在其他地理區(qū)域罕見的突變可能是導(dǎo)致特定人群患常染色體隱性視網(wǎng)膜色素變性的常見原因,例如據(jù)報(bào)道, RP25基因座導(dǎo)致西班牙人群中 10% -20% 的常染色體隱性視網(wǎng)膜色素變性病例。

磷酸二酯酶6(PDE6A、PDE6B、PDE6G) 

致病基因鑒定基因解碼清晰地指出,一個(gè) α、β 和兩個(gè) γ 亞基是PDE6復(fù)合物的重要組成部分;它編碼的蛋白質(zhì)在視桿光感受器視覺光轉(zhuǎn)導(dǎo)中起著至關(guān)重要的作用。由于 G 蛋白光激活,復(fù)合物通過 cGMP 的水解過程維持細(xì)胞內(nèi) cGMP 水平。在視網(wǎng)膜色素變性病例中,誘導(dǎo)視桿光感受器死亡的過程被基因解碼揭示,但人們認(rèn)為 PDE6 活性低可能導(dǎo)致視桿-視錐細(xì)胞退化。為了使光感受器正常發(fā)揮作用,PDE6復(fù)合物的每個(gè)亞基都是必需的,事實(shí)上,對于常染色體隱性視網(wǎng)膜色素變性,PDE6A和PDE6B基因突變是誘發(fā)疾病的第二大常見原因。當(dāng)使用瑞復(fù)得、希愛力或艾力達(dá)等藥物抑制PDE6時(shí),視力喪失是攜帶PDE6基因突變的雜合攜帶者的主要風(fēng)險(xiǎn)。近來有報(bào)道稱PDE6G基因發(fā)生突變,導(dǎo)致常染色體隱性遺傳性視網(wǎng)膜色素變性(早發(fā)性)。

Rpe65 

RPE65(一種將全反式視黃酯水解為 11-順式視黃醇的酶)對于視桿和視錐視覺所必需的視覺色素的重新形成至關(guān)重要,它在視網(wǎng)膜的色素層中表達(dá)。《如何避免眼科基因檢測中出現(xiàn)假陰笥》, RPE65基因有大約 60 個(gè)突變,可導(dǎo)致隱性視網(wǎng)膜色素變性(2%)和萊伯先天性黑蒙(16%)。在三項(xiàng)臨床前實(shí)驗(yàn)中,萊伯先天性黑蒙患者注射了包含人類RPE65 cDNA的腺相關(guān)病毒載體。視力得到了適度改善。這說明一個(gè)好的基因檢測不僅可以幫助診斷,更可以為先進(jìn)的基因療法提供依據(jù)。

X連鎖視網(wǎng)膜色素變性 

X 連鎖視網(wǎng)膜色素變性患者在疾病發(fā)展的早期階段表現(xiàn)出嚴(yán)重的表型,約占所有視網(wǎng)膜色素變性病例的 10-15%。在一些病例中,還發(fā)現(xiàn)了耳聾、精子發(fā)育異常和呼吸道缺陷。目前,在 X 染色體上 六個(gè)已定位的基因位點(diǎn) ( RP2、RP6、RP23、RP24、RP34 和 RPGR ) 中,已有兩個(gè)基因位點(diǎn) ( RP2 和 RP3 ) 被識(shí)別(表5)。 超過70%的X連鎖視網(wǎng)膜色素變性患者存在RP3基因突變,RP3基因產(chǎn)物位于視桿光感受器的外部節(jié)段上。約10%–15%的患者因RP2基因突變而攜帶X連鎖視網(wǎng)膜色素變性。

表 3:與 X 連鎖視網(wǎng)膜色素變性相關(guān)的基因

已鑒定基因

基因功能 染色體定位 表型
OFD1, RP23 參與纖毛的生物發(fā)生 2.2 沒有
RP2 參與β-微管蛋白折疊 Xp11.23 沒有
R**R 鞭毛內(nèi)運(yùn)輸 11.4 X連鎖視錐細(xì)胞營養(yǎng)不良癥、X連鎖先天性靜止性夜盲癥
RP6 未知 Xp21.3-p21.2 沒有
R**4 未知 Xq26-q27 沒有
RP34 組織發(fā)育和維持 q28基因 沒有

 

綜合征性視網(wǎng)膜色素變性

視網(wǎng)膜色素變性通常是一種孤立問題;只影響一只眼睛,但在其他各種罕見情況下,視網(wǎng)膜色素變性也與其他疾病有關(guān)。例子可能包括 Usher 綜合征、refsum 綜合征、Bardet-Biedl 綜合征。

Usher 綜合征 

Usher 綜合征是一種常染色體隱性遺傳病,與視網(wǎng)膜色素變性、聽力障礙和有時(shí)的前庭功能障礙有關(guān)。失聰是該綜合征最常見的疾病。不同人群的患病率為 1:12,000-1:30,000 人。10-30% 的常染色體隱性視網(wǎng)膜色素變性病例是由 Usher 綜合征引起的。臨床上,Usher 綜合征分為三類:(1)Usher 類型 I(重度形式)、(2)Usher 類型 II(中度至重度形式)和(3)Usher 類型 III。佳學(xué)基因解碼已收錄了 12 個(gè) Usher 綜合征基因;Usher 類型 I 有 7 個(gè)基因,Usher 類型 II 有 3 個(gè)基因,Usher 類型 III 有 2 個(gè)基因(表 4)。

 

表 4:已確定 Usher 綜合征基因

疾病 已鑒定基因 染色體定位 基因功能
Usher 類型 I MYO7A 11q13.5 在外層感光盤更新中發(fā)揮重要作用,介導(dǎo)耳蝸毛細(xì)胞的機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)
CDH23 10q22.1 維持耳蝸毛細(xì)胞纖毛束的正常系統(tǒng),介導(dǎo)耳蝸毛細(xì)胞的機(jī)械傳導(dǎo)
PCDH15 10q21.1 維持正常的視網(wǎng)膜和耳蝸功能
U**1C 11p15.1 正常聽力所需,介導(dǎo)耳蝸毛細(xì)胞的機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)
USH1G 17q25.1 發(fā)育和維持耳蝸毛細(xì)胞束
CIB2 15q25.1 對感光細(xì)胞的正常維持和功能很重要
C**N1 3q25.1 在連接毛細(xì)胞和耳蝸神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的興奮帶中的作用
Usher II 型 USH2A 1q41 涉及聽覺和視覺
GPR98 5q14.3 受體可能在中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中發(fā)揮關(guān)鍵作用
D**B31 9q32 對柯蒂氏器內(nèi)毛細(xì)胞和外毛細(xì)胞的延長和維持至關(guān)重要
Usher類型 III HARS 5q31.3 負(fù)責(zé)組氨酰轉(zhuǎn)移 RNA 的合成
A**D12 2p11.21 可能調(diào)節(jié)內(nèi)源性大麻素信號(hào)通路

 

Bardet-Biedl 綜合征 

Bardet-Biedl 綜合征是一種隱性遺傳疾病,癥狀包括肥胖(72%)、學(xué)習(xí)困難、手指/腳趾異常、腎臟疾病、視桿-視錐細(xì)胞營養(yǎng)不良(>90%)和腎臟異常。Bardet-Biedl 綜合征影響 1:120,000 人,根據(jù)視網(wǎng)膜色素變性基因檢測大數(shù)據(jù)分析,北大西洋人群、貝都因人(1:13500-1:16900)、中國人的患病率較高(1:13,000)?;加?Bardet-Biedl 綜合征的兒童視力預(yù)后較差。夜盲癥通常在 7 至 8 歲時(shí)顯現(xiàn)。迄今為止,《眼科疾病的致病基因鑒定基因解碼》已明確至少21 個(gè)基因的突變與 Bardet-Biedl 綜合征相關(guān)。

表5:常染色體隱性 Bardet-Biedl 綜合征的基因

已鑒定基因 染色體定位 基因功能
ARL6 3q11.2 需要正常的視網(wǎng)膜功能和組織
BBIP1 10q25.2 調(diào)節(jié)細(xì)胞質(zhì)微管的恒定性和乙?;?/td>
BBS1 11q13 BBSome 是纖毛發(fā)生所必需的,但不是中心粒衛(wèi)星功能所必需的
BBS2 16q12.2
BBS4 15q24.1 需要微管錨定在著絲粒上
B*S5 2q31.1 BBSome 是纖毛發(fā)生所必需的,但不是中心粒衛(wèi)星功能所必需的
B*S7 4q27
BBS9 7p14.3
B*S10 12q21.2 幫助蛋白質(zhì)折疊 ATP 水解
BBS12 4q27
C**290 12q21.32 觸發(fā) ATF4 介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄
IFT27 22q12.3 具有 GTPase 活性
INPP5E 9q34.3 特別適用于脂質(zhì)底物
KCNJ13 2q37.1  
LZTFL1 3p21.31 可能發(fā)揮腫瘤抑制作用
MKKS 20p12.2 幫助蛋白質(zhì)折疊 ATP 水解
MKS1 17q22 細(xì)胞分支形態(tài)要求
NPHP1 2q13 與 BCAR1 結(jié)合控制上皮細(xì)胞極性
SDCCAG8 1q43 建立細(xì)胞極性和上皮管腔形成
TRIM32 9q33.1 可能介導(dǎo) HIV-1 的生物活性
TTC8 14q32.11 纖毛發(fā)生所必需的,但中心粒衛(wèi)星功能所必需的

 

 

視網(wǎng)膜色素變性基因檢測如何助務(wù)眼疾病的診斷

全外顯子組測序是臨床和癥狀遺傳學(xué)的有效工具

DNA測序技術(shù)的進(jìn)步已成為基礎(chǔ)生物學(xué)和臨床研究最有效的資源,并已應(yīng)用于生物系統(tǒng)學(xué)、診斷學(xué)、生物技術(shù)、親子鑒定和法醫(yī)鑒定等各個(gè)領(lǐng)域。鏈終止測序和聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的結(jié)合促成了許多技術(shù)的顯著進(jìn)步,例如人類基因組計(jì)劃的完成,這為研究相關(guān)表型的基因修飾提供了足夠的參考資料。最近,全基因組測序和全外顯子組測序的新技術(shù)以低成本的每外顯子組/基因組測序成本取代了傳統(tǒng)方法。這些先進(jìn)的下一代測序技術(shù)徹底改變了臨床結(jié)構(gòu),改善了人類健康,盡管仍有許多問題需要解決,例如程序成本高、用于分析原始遺傳學(xué)和序列數(shù)據(jù)的用戶友好型軟件以及與收集遺傳數(shù)據(jù)有關(guān)的倫理問題。

全外顯子組測序在人類遺傳疾病中的作用

根據(jù) OMIM及《人類疾病表征及其基因原因》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),基因檢測數(shù)據(jù)庫已收錄超過 6000 種的單基因疾病,將近三分之二的疾病可以能過致病基因鑒定基因解碼來明確。尋找表型變異和致病基因有助于了解現(xiàn)行疾病的致病機(jī)制。對于新發(fā)現(xiàn)變異的患者或小家族,僅憑發(fā)現(xiàn)的變異很難進(jìn)行基因診斷。如果疾病非常罕見,則很難找到更多的患者。需要借助功能實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證最近報(bào)道的變異是否具有病理效應(yīng);如果突變基因在與疾病相關(guān)的已知途徑中具有明確的功能,則可以進(jìn)行生化確認(rèn)實(shí)驗(yàn)。鑒定導(dǎo)致罕見單基因疾病的新基因?qū)τ诹私鈱?dǎo)致疾病的生物學(xué)途徑以及治療管理非常重要。最近的研究強(qiáng)調(diào),全外顯子組測序是找出導(dǎo)致孟德爾疾病的偶然基因的有力技術(shù);圖。 2表明外顯子組測序與過濾策略相結(jié)合有助于辨別出導(dǎo)致孟德爾遺傳疾病的根本基因。

 

 

圖 1:基因解碼過程中的外顯子組測序和致病基因篩選策略

 

異質(zhì)性單基因表型

有許多遺傳異質(zhì)性疾病,如視網(wǎng)膜色素變性、智力障礙、遺傳性聽力障礙和自閉癥譜系障礙。全外顯子組測序已成功區(qū)分導(dǎo)致視網(wǎng)膜疾病的各種基因。表5展示了全外顯子組測序在識(shí)別視網(wǎng)膜疾病新發(fā)基因中的作用。顯明展示出基因解碼基因檢測優(yōu)于基于數(shù)據(jù)庫比對的基因檢濁

 

表 5:全外顯子組測序+基因解碼有能力找出新的致病基因

疾?。ㄒ暰W(wǎng)膜疾病類型) 染色體定位 基因鑒定 參考文獻(xiàn)
隱性黃斑營養(yǎng)不良 1p13.3 DRAM2 El-Asrag et al. (2015)
隱性全色盲 1q23.3 ATF6 Ansar et al. (2015), Kohl et al. (2015), Xu et al. (2015a)
顯性視網(wǎng)膜色素變性 1q44 OR2W3 Ma et al. (2015)
隱性 Bardet-Biedl 綜合征;隱性視網(wǎng)膜色素變性 2p33.3 IFT172 Bujakowska et al. (2015)
隱性視網(wǎng)膜色素變性 2q31.3 NEUROD1 Wang et al. (2015)
顯性視網(wǎng)膜色素變性 2q37.1 SPP2 Liu et al. (2015)
隱性眼耳綜合征 4p16.1 HMX1 Gillespie et al. (2015)
隱性小頭畸形、生長障礙和視網(wǎng)膜病變 4q28.2 PLK4 Martin et al. (2014)
隱性視網(wǎng)膜色素變性、非綜合征性隱性粘多糖貯積癥 8p11.21 HGSNAT Haer-Wigman et al. (2015)
隱性視網(wǎng)膜營養(yǎng)不良伴虹膜缺損 9q21.12 MIR204 Conte et al. (2015)
顯性視網(wǎng)膜色素變性;隱性非球形紅細(xì)胞溶血性貧血,隱性遺傳性神經(jīng)病 10q22.1 HK1 Sullivan et al. (2014), Wang et al. (2014)
顯性家族性滲出性玻璃體視網(wǎng)膜病變;伴有玻璃體改變的隱性視網(wǎng)膜色素變性 11p11.2 ZNF408 Avila-Fernandez et al. (2015), Collin et al. (2013)
隱性視錐桿營養(yǎng)不良癥;隱性喬伯特綜合征 12q21.33 POC1B Beck et al. (2014), Durlu et al. (2014), Roosing et al. (2014)
隱性視網(wǎng)膜色素變性 14q24.1 RDH11 Xie et al. (2014)
隱性視錐細(xì)胞和視錐桿細(xì)胞營養(yǎng)不良癥 14q24.3 TTLL5 Sergouniotis et al. (2014)
隱性脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜病變和小頭畸形 15q15.3 TUBGCP4 Scheidecker et al. (2015)
隱性視網(wǎng)膜營養(yǎng)不良和小腦發(fā)育不良 18p11.31-p11.23 LAMA1 Aldinger et al. (2014)
伴有脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜營養(yǎng)不良的隱性 Boucher-Neuhauser 綜合征 19p13.2 PNPLA6 Kmoch et al. (2015), Synofzik et al. 2013, Topaloglu et al. (2014)
隱性視網(wǎng)膜色素變性 20p11.23 KIZ El Shamieh et al. (2014)
隱性 Usher 綜合征 20q11.22 CEP250 Khateb et al. (2014)

 

視網(wǎng)膜色素變性基因檢測致力于不斷改進(jìn)和提高

由于基因解碼技術(shù)的不斷推進(jìn),人們希望引入新的策略用于臨床實(shí)踐的視網(wǎng)膜色素變性的分子診斷,并發(fā)現(xiàn)致病基因變異。但要實(shí)現(xiàn)這一愿望,需要滿足特定條件:(1)應(yīng)報(bào)告所有致病基因變異;(2)分子診斷技術(shù)應(yīng)低成本、可靠、快速且廣泛可用;(3)臨床應(yīng)能夠理解疾病分子診斷提供的分子信息。目前已有可靠的技術(shù)可用,而且新技術(shù)正在興起,這增加了報(bào)告?zhèn)€人新突變的機(jī)會(huì)。對于已知突變檢測,目前基于陣列的診斷技術(shù)可用于多種視網(wǎng)膜疾病。下一代測序使研究人員能夠識(shí)別致病變異并報(bào)告特定疾病的新基因。更新技術(shù)最近已被用于檢測引起常染色體顯性視網(wǎng)膜色素變性的基因和變異,以提升傳統(tǒng)方法。


(責(zé)任編輯:佳學(xué)基因)
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