郭光 王文玲 李才銳
Stargardt病又稱Stargardt黃斑營養(yǎng)不良,全球發(fā)病率約為1/10000,多于青少年期發(fā)病,平均年齡為15.2歲[1,2]。該病在遺傳性黃斑營養(yǎng)性疾病中較常見,檢測顯示多數(shù)為ABCA4 基因突變。該基因突變會造成由它編碼的視桿細胞外節(jié)段表達的特異的ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運蛋白功能異常。該功能異常會造成視網(wǎng)膜色素上皮層(retinal pigment epithelium,RPE)積累全反式視黃醛,全反式視黃醛再轉(zhuǎn)化為A2E,脂褐素的主要組成成分是A2E,脂褐素的毒性會損害RPE并且遮蓋光感受器[3,4]。本研究對Stargardt病一家系致病基因突變位點進行篩查并分析。
6名Stargardt病家庭成員(1,2患者,4基因攜帶者)。獲得所有受檢者知情同意后,由同一醫(yī)生,在安陽市眼科醫(yī)院對所有受檢者進行至少一次檢查。
臨床采集病史,裂隙燈顯微檢查,驗光,應(yīng)用1%的托吡卡胺滴眼液擴瞳后進行眼底檢查,熒光素眼底血管造影(fundus fluorescein angiography,FFA)和頻域相干光層析成像術(shù)(spectral domain optical coherence tomgography,SD-OCT)、視網(wǎng)膜電圖(electroretinogram,ERG)檢查。采集6名受檢者外周血5 ml, EDTA抗凝管中封存,送北京康旭醫(yī)學(xué)檢驗所行全外顯子Slim檢測,確定基因分型和突變。提取基因組DNA,構(gòu)建基因組文庫,測序。所有的研究都經(jīng)過了安陽市眼科醫(yī)院審查委員會的批準。
雙眼中心視力進行性下降,配鏡提高不明顯或無法提高;黃斑區(qū)營養(yǎng)不良,牛眼征,家族性發(fā)病,基因檢測。
6例受檢者中,2例患者。1例攜帶者,患者1,女性,年齡19歲;患者2,男性,10歲;攜帶者,女性,年齡43歲。家族系見圖1,臨床信息見表1。通過檢查,發(fā)現(xiàn)6位受檢者的眼前段和眼壓基本正常?;颊?雙眼矯正視力0.3,患者2雙眼矯正視力0.3。
圖1 Stargardt家系圖
表1 2例患者及1例攜帶者基本信息
隨訪半年,患者1視力基本穩(wěn)定在矯正視力0.3。眼底彩照見圖2A、B,SD-OCT圖2C、D;患者2矯正視力較之前稍差,矯正0.2,患者眼底彩照見圖3A、B,F(xiàn)FA圖3C、D和SD-OCT圖3E、F。檢測到的黃斑中心凹結(jié)果可見異常。已發(fā)病者,視乳頭邊界清,視網(wǎng)膜血管正常,雙眼黃斑部呈一類橢圓形的萎縮區(qū),同時黃斑區(qū)色素紊亂。
圖2 患者1眼底像及SD-OCT檢查
圖3 患者2眼底像及FFA和SD-OCT檢查
患病者1、2和攜帶4者均檢測到ABCA4基因異常.共檢測到8個突變,見表2。檢測出致病基因突變8處,ABCA4 基因c.1760+2T>G,USH2A 基因c.7068T>G和c.9340C>T,F(xiàn)ZD4 基因c.205C>T,IMPDH1 基因c.1405+9A>G,PRIMPOL 基因c.265T>G,RB1 基因c.2212-9C>A,TSC2 基因c.856A>G?;颊咄庾婺浮⑼庾娓负透赣H無發(fā)病無突變。母親含有3個突變,姐姐病情較弟弟輕,8個突變中含有4個,病情重的弟弟含有8個突變,姐弟兩人前三個基因突變遺傳均源于母親。測序圖見圖4。(以下數(shù)據(jù)對應(yīng)人類基因組GRCh37/hg19版本):
表2 本研究中發(fā)現(xiàn)的突變基因的突變形式
圖4 Stargardt病基因測序圖
(1).ABCA4基因,轉(zhuǎn)錄本NM_000350, c.1760+2T>G,具體位置位于染色體chr1:94528666;
(2).USH2A 基因,轉(zhuǎn)錄本 (NM_206933),c.7068T>G;具體位置位于染色體chr1:216138711;
(3).USH2A 基因,轉(zhuǎn)錄本 (NM_206933),c.9340C>T;具體位置位于染色體chr1:216011364;
(4)FZD4 基因,轉(zhuǎn)錄本(NM_012193),c.205C>T,具體位置位于染色體chr11:86665923;
(5)IMPDH1 基因,轉(zhuǎn)錄本(NM_000883),c.1405+9A>G,具體位置位于染色體chr7:128035176;
(6)PRIMPOL 基因, 轉(zhuǎn)錄本(NM_152683),c.265T>G,具體位置位于染色體chr4:185580578;
(7)RB1 基因,轉(zhuǎn)錄本(NM_000321),c.2212-9C>A,具體位置位于染色體chr13:49039125;
(8)TSC2 基因,轉(zhuǎn)錄本(NM_000548),c.856A>G,具體位置位于染色體chr16:2108755。
Stargardt 病主要損害中心視力、視野,雙眼黃斑區(qū)視網(wǎng)膜色素上皮層和神經(jīng)上皮進行性萎縮,組織病理學(xué)改變可以發(fā)現(xiàn)RPE細胞層脂褐質(zhì)沉積和感光細胞的丟失和死亡。95%以上的Stargardt 病與ABCA4基因(OMIM:601691;GenBank:NG_009073.1)的異常有關(guān)[5,6]。ABCA4基因位于染色體1p22,全長約8kb,含50個外顯子,cDNA長度為6705bp,它編碼2235個氨基酸,位于視網(wǎng)膜視桿細胞外段的視盤膜中。目前在ABCA4基因中,已發(fā)現(xiàn)約900種基因突變。在我國的大樣本研究中,基因突變最多的為錯義突變(55.1%),其次為剪切突變(17.6%),移碼突變(15.4%),無義突變(11.8%)[7]。同時,PRPH2、VMD2、ELOVL4和PROM1基因突變可以起部分Stargardt 病或者類似臨Stargardt 病床表型的眼病[8]。
已知的Stargardt 病的致病基因,有些基因也會導(dǎo)致同一重疊的臨床表型,例如,ABCA4 基因是 Stargardt 病 1 型、視錐桿細胞 營養(yǎng)不良 3 型、視網(wǎng)膜黃色斑點沉著、早發(fā)性嚴重視網(wǎng)膜營養(yǎng)不良、視網(wǎng)膜色素變性 19 型的致病基因,為常染色體隱性遺傳方式(AR)。臨床表型多樣和致病基因復(fù)雜導(dǎo)致 Stargardt 病容易漏診和誤診。臨床檢查和基因檢測有效結(jié)合有利于診斷 Stargardt 病。
在國際上,Tomas R的研究中發(fā)現(xiàn)了ABCA4染色體上的W663X和A1038V基因的混和突變[9],錯義突變A1038V是Tomas R報道的新發(fā)“溫和”突變。w663x的致病突變曾被報道[10]。ABCA4基因最常檢測到的突變之一是雜合等位基因L541P/A1038V。當(dāng)ABCA4染色體在體外時,缺乏L541P[11,12],A1038V無法對ATP酶產(chǎn)生影響。G1961E的錯義突變是ABCA4基因檢測中最常見的突變,并被報道為溫和表型[12-14]。本研究中兩患者均為青少年,矯正視力在0.3左右,ABCA4基因考慮c.1760+2T>G突變?yōu)闇睾托?。?dāng)然也不排除,隨著年齡的增大,患者視力漸進性下降,臨床上我們還要進一步隨訪和觀察。
本研究中發(fā)現(xiàn)了8個基因突變,其中c.1760+2T>G位于,雜合變異,內(nèi)含子Intron12,雖已經(jīng)有文獻曾報道Stargardt 病的該基因突變,但該突變未引起氨基酸變化,所以其致病性還有待進一步研究。c.7068T>G位于USH2A 基因,雜合變異,外顯子Exon37,造成第2356號氨基酸由Asn變?yōu)長ys(p.Asn2356Lys),為錯義變異。c.9340C>T位于USH2A 基因,雜合變異,外顯子Exon47,造成第3114號氨基酸由Pro變?yōu)镾er(p.Pro3114Ser)。USH2A 基因突變可造成視網(wǎng)膜色素變性,Usher綜合征2A型(遺傳性耳聾-視網(wǎng)膜色素變性綜合征)。USH2A 基因的致病突變,目前匯報的有近800個,USH2A 基因含有72個外顯子,編碼5202個氨基酸。c.205C>T位于FZD4 基因,雜合變異,外顯子Exon1,造成第69號氨基酸由His變?yōu)門yr(p.His69Tyr)。FZD4 基因可引起滲出性玻璃體視網(wǎng)膜病變I型、早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變。c.1405+9A>G位于IMPDH1 基因,雜合變異,內(nèi)含子Intron13,未引起氨基酸變化。IMPDH1 基因可引起Leber先天性黑朦II型,視網(wǎng)膜色素變性10型。c.265T>G位于PRIMPOL 基因,雜合變異,外顯子Exon4,造成第89號氨基酸由Tyr變?yōu)锳sp(p.Tyr89Asp)。PRIMPOL 基因可引起近視。c.2212-9C>A位于RB1 基因,雜合變異,內(nèi)含子Intron21,未引起氨基酸變化。RB1 基因可導(dǎo)致體細胞突變(膀胱癌、骨肉瘤、視網(wǎng)膜母細胞瘤)。c.856A>G位于TSC2 基因,雜合變異,外顯子Exon10,造成第286號氨基酸由Met變?yōu)閂al(p.Met286Val)。TSC2 基因可導(dǎo)致體細胞突變(局部皮質(zhì)發(fā)育不良、淋巴管平滑肌瘤病),結(jié)節(jié)性硬化癥2型。
本研究中兩患者其母親含有ABCA4基因和USH2A 基因中的3個突變,但是表型正常?;颊?含有8個突變,患者2含有4個突變,考慮兩患者Stargardt 病的發(fā)病可能是多基因作用的結(jié)果。Stargardt 病的致病基因除了常見的ABCA4基因突變,也不排除USH2A 基因、FZD4 基因、IMPDH1 基因、PRIMPOL 基因、RB1 基因、TSC2 基因,在以后的研究和臨床診治中,擴大考慮致病基因范圍。本研究拓寬了Stargardt 病的研究范圍,為新的領(lǐng)域的研究提供參考依據(jù)。
該病嚴重危害青少年視力,目前主要的治療方法有營養(yǎng)補充治療,高壓氧治療,尚在研究的基因治療,細胞移植治療,細胞因子治療等。現(xiàn)在臨床上還無有效控制該病進展的療法,但是早期診斷可以給患者提供延緩視力損害的措施,比如減少陽光照射,佩戴墨鏡,經(jīng)常戴帽子等,低視力康復(fù)咨詢、組織不必要的過量的維生素A的攝入。本研究為Stargardt 病的研究、為臨床患者的遺傳咨詢、產(chǎn)前診斷等提供了提供了分子生物學(xué)參考依據(jù)。