楊 敏 張 娜 李奕楠

警用犬種單基因遺傳病DNA檢測(cè)研究進(jìn)展

楊 敏 張 娜 李奕楠

犬是除人類外，遺傳病發(fā)生幾率以及傾向性最高的生物。1989年研究人員首次報(bào)道了犬類因基因突變至疾的遺傳病即犬血友病B（先天性因子Ⅸ缺乏癥）。警用純種犬繁殖、近親繁殖的現(xiàn)狀使得遺傳性疾病成為影響警犬個(gè)體和后代健康、警用素質(zhì)的重要因素之一。基因篩查是減少警犬子代出生缺陷、提高犬群質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。2005年拳師犬基因組測(cè)序完成以及相繼開(kāi)展的犬遺傳病家系結(jié)構(gòu)、致病基因、突變位點(diǎn)等研究奠定了單基因遺傳病DNA檢測(cè)技術(shù)在警犬繁育工作中應(yīng)用的基礎(chǔ)。

一、警犬可行DNA檢測(cè)的單基因遺傳病

警犬因近親繁殖而表現(xiàn)特定品種遺傳病高發(fā)傾向。迄今為止，已報(bào)道的犬遺傳病多為單基因遺傳病、符合孟德?tīng)栠z傳定律。這也是能夠?qū)崿F(xiàn)警用犬種遺傳病臨床精準(zhǔn)診斷的原因。我國(guó)5種警用犬種可開(kāi)展33種遺傳病DNA檢測(cè)，絕大多數(shù)具有品種特異性，具體情況如下：德國(guó)牧羊犬12種，包括肛門癤病、慢性淺表性角膜炎、退行性脊髓病、外胚層發(fā)育不良、血友病因子VIII缺乏癥、高尿酸尿癥、白細(xì)胞/血小板 附缺陷、粘多糖貯積?、餍?、多重耐藥性、垂體性侏儒癥、腎臟囊腺癌及結(jié)狀性皮膚纖維化病、腎發(fā)育不良；拉布拉多犬13種，可檢測(cè)遺傳病種類最多，包括中央核肌病、先天性巨血小板減少癥、胱氨酸尿癥、運(yùn)動(dòng)誘發(fā)性虛脫、遺傳性鼻角化不良、高尿酸尿癥、惡性高熱、X連鎖的肌管性肌病、嗜睡癥、眼-骨 發(fā)育異常、進(jìn)行性視網(wǎng)膜萎縮、丙酮酸激酶缺乏癥、骨 發(fā)育異常；杜伯文犬5種，包括毛色稀釋性脫發(fā)、擴(kuò)張型心肌病、嗜睡癥、眼皮膚白化病、遺傳性假血友病；史賓格犬5種，包括家族性腎病、巖藻糖苷貯積病、磷酸果糖激酶缺失、進(jìn)行性視網(wǎng)膜萎縮、癲癇；羅威納犬1種，X連鎖的肌管性肌病。

二、犬遺傳病DNA檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室

臨床分子生物學(xué)技術(shù)檢測(cè)犬遺傳病須在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成。全世界能夠承擔(dān)犬類遺傳病DNA檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室多分布在歐美一些國(guó)家，如芬蘭的Genoscoper Oy、Finnzymes；美 國(guó) 的AnimalMolecular Genetics Lab-U of Missouri、Animal Genetics Inc.、DNA Diagnostics Center、Paw Print Genetics、VetGen、Vetnostic Laboratories、UCDavis-Veterinary Genetics Laboratory、Auburn University -Boudreaux Lab、PennGen、Veterinary Clinical Pharmacology Laboratory-WSU； 澳 大 利 亞的 Genetic Technologies Ltd.、Orivet Genetic Pet Care；德 國(guó)的Laboklin；比利時(shí)的Progenus；荷蘭的Van Haeringen；意大利的Vetogene、Laboratorio Genefast；英國(guó)的Animal Health Trust (UK)；法 國(guó) 的Antagene、Genindexe；捷克的Genomia s.r.o；加拿大的DOGenes。我國(guó)犬類遺傳病實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)多為科研性工作，隨著警犬技術(shù)工作發(fā)展要求的提高，此類檢測(cè)將成為臨床常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目且逐步市場(chǎng)化。

三、值得關(guān)注的警犬單基因遺傳病簡(jiǎn)介

警犬是可以按規(guī)定退役的警用裝備，在我國(guó)現(xiàn)有警犬管理狀態(tài)下，因年老失去工作性能申請(qǐng)退役的警犬犬齡一般為7～8歲。參考退役警犬犬齡和國(guó)內(nèi)警犬繁殖策略下遺傳病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，5種警用犬種高發(fā)遺傳病值得關(guān)注。

（一）肛門癤病

肛門癤病是肛門周圍組織的一種慢性炎癥，屬免疫介導(dǎo)性疾病。成年德國(guó)牧羊犬易感，約占已報(bào)導(dǎo)病例的80%、無(wú)性別差異，以中老年犬居多?；既R床表現(xiàn)里急后重、排便困難、血便、肛周炎、慢性竇道等。研究人員曾經(jīng)推測(cè)該病的可能病因包括患犬肛周圍凹陷、直腸 膜縱行皺褶、肛門囊膿腫、外傷、德國(guó)牧羊犬尾基形態(tài)特點(diǎn)等。對(duì)于嚴(yán)重病例，獸醫(yī)只能選擇外科切除術(shù)、甚至斷尾術(shù)。術(shù)后，患犬死亡率17%、復(fù)發(fā)率45%，術(shù)后異常率49%，如術(shù)部開(kāi)裂、排便困難直至失禁、脹氣、肛門狹窄等。2008年Lorna J等人研究結(jié)果首次證實(shí)德國(guó)牧羊犬肛門癤病為單基因遺傳病，相關(guān)基因?yàn)镠LA-DRB1×00101（犬白細(xì)胞抗原Ⅱ類DRB1基因等位基因00101）。該基因位于12號(hào)染色體HLA基因復(fù)合體Ⅱ類基因的DR亞區(qū)。HLA-DRB1×00101基因是機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)中樞，在機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用，純合個(gè)體發(fā)病犬齡早。

（二）遺傳性肌肉疾病

中央核性肌病 常染色體隱性遺傳病，拉布拉多犬發(fā)病率為14%。1976年首次報(bào)道此病?；疾∽腥R床表現(xiàn)肌張力減退、全身肌肉無(wú)力、姿態(tài)異常、僵硬跳躍式運(yùn)動(dòng)步態(tài)，耐力差、畏寒。病理顯示患犬II型肌纖維減少、Ⅰ型肌纖維萎縮或肥大，出現(xiàn)特征性中心核。相關(guān)基因PTPLA（蛋白酪氨酸磷酸酶樣蛋白A），定位于2號(hào)染色體著絲粒附近， tRNA源SINE（短散在元件）序列插入PTPLA基因第2外顯子g.9459-9460ins238，造成基因功能在轉(zhuǎn)錄水平上的缺失。

X連鎖的肌管性肌病 X連鎖的隱性遺傳病，發(fā)病犬種為拉布拉多犬和羅威納犬，發(fā)病犬齡通常在6周齡～7月齡?；既R床表現(xiàn)運(yùn)動(dòng)吃力、站立或運(yùn)動(dòng)時(shí)姿態(tài)異常、耐力差、偶有因巨食管而致吞咽困難、頸部與骨盆部肌張力減退。病理顯示患犬肌細(xì)胞大小迥異。相關(guān)性基因MTM1，位于X染色體。拉布拉多犬MTM1基因第7外顯子發(fā)生錯(cuò)義突變c.465C>A 、導(dǎo)致p.N155K，羅威納犬MTM1基因第11外顯子發(fā)生錯(cuò)義突變c.1151A>C、導(dǎo)致p.Q384P。

（三）擴(kuò)張型心肌病

擴(kuò)張型心肌病在犬各類心臟疾病中發(fā)病率位居第2位，約占心臟疾病的10%，是一種漸進(jìn)性的疾病，具有家族史特征，遺傳方式包括常染色體隱性遺傳、常染色體顯性遺傳、X連鎖三種。擴(kuò)張型心肌病早期可通過(guò)心電圖檢測(cè)發(fā)現(xiàn)患犬室性心律失常，也可通過(guò)超聲檢測(cè)發(fā)現(xiàn)心臟形態(tài)異常、右心室肥大。病理顯示患犬心肌纖維改變呈現(xiàn)“ 細(xì)小波浪狀纖維型” 和“脂肪浸潤(rùn)型”兩種類型。臨床患病杜伯文犬中兩種類型均可見(jiàn)，亦可在同一患犬中同時(shí)出現(xiàn)兩種類型病變且多以“細(xì)小波浪狀纖維型”居多，患犬均出現(xiàn)心肌收縮異常。杜伯文犬的發(fā)病犬齡公犬平均7.3歲、母犬8.6歲，發(fā)病率高達(dá)45%～63%，多預(yù)后不良，發(fā)病后的存活時(shí)間平均7.4～9.7周。公犬臨床癥狀多較母犬嚴(yán)重。目前，臨床上獸醫(yī)只能依賴緩解癥狀對(duì)患犬施維持治療。杜伯文犬?dāng)U張型心肌病的相關(guān)基因PDK4（丙酮酸脫氫酶激酶4），位于14號(hào)染色體，內(nèi)含子10內(nèi)的PDK4基因第5剪切位點(diǎn)1115+1-1115+16del缺失。

（四）垂體性侏儒癥

常染色體隱性遺傳病，隱性純合個(gè)體多在出生前或出生后不久死亡、存活仔代個(gè)體數(shù)量小于25%、無(wú)性別傾向性，純種德國(guó)牧羊犬發(fā)病率最高?；既R床表現(xiàn)生長(zhǎng)發(fā)育遲緩、胎毛不脫、缺乏主毛及警戒毛、雙側(cè)對(duì)稱性脫毛?；既虼贵w不發(fā)達(dá)或垂體瘤而導(dǎo)致生長(zhǎng)激素、促甲狀腺激素、催乳素、促性腺激素缺乏，促腎上腺皮質(zhì)激素?zé)o異常。此病相關(guān)基因LHX3（LIM同源框3）基因，又名LIM-3基因或P-Lim基因，位于9號(hào)染色體。LHX3基因編碼蛋白攜帶一個(gè)LIM 結(jié)構(gòu)域、富含半胱氨酸的鋅指結(jié)合域，是重要的調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子、與垂體早期發(fā)育相關(guān)、決定組織和細(xì)胞的特異性分化。LHX3基因第5內(nèi)含子發(fā)生7bp堿基即GCGCCCC缺失，一種方式為外顯子5跳躍剪接、移碼突變，終致編碼蛋白缺乏同源域、蛋白功能喪失；另一種方式為第5內(nèi)含子68bp堿基保留、同樣出現(xiàn)移碼突變，編碼蛋白缺乏同源域、蛋白功能喪失。兩種方式終致綜合性垂體激素缺乏癥。

（五）全身顫抖

史賓格犬的一種X連鎖遺傳病，中樞神經(jīng)系統(tǒng)髓鞘形成障礙，發(fā)病犬齡為12日齡左右?；既R床表現(xiàn)發(fā)作突然，頭、頸、四肢震顫直至抽搐、3～4月齡死亡。多數(shù)患犬被安樂(lè)死，雜合母犬的震顫癥狀可隨犬齡增長(zhǎng)而消失，而半合子公犬則終生患病。病理顯示患犬中樞神經(jīng)系統(tǒng)髓鞘化減低、成熟少突膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量減少、星狀膠質(zhì)細(xì)胞和第三類神經(jīng)細(xì)胞增多，而外周神經(jīng)系統(tǒng)正常。此病相關(guān)基因PLP1（蛋白脂蛋白1）基因，位于X染色體，由于mRNA的不同剪接和轉(zhuǎn)錄,翻譯成兩種蛋白質(zhì)即PLP蛋白和可變剪切基因第3外顯子產(chǎn)生的異構(gòu)體DM-20，均為疏水的跨膜蛋白。PLP蛋白是中樞神經(jīng)系統(tǒng)髓鞘的主要構(gòu)成蛋白，DM-20與少突細(xì)胞成熟相關(guān)。PLP1基因近第1跨膜區(qū)域第2外顯子c.219A>C 改變導(dǎo)致p.H36P，從而引發(fā)疾病。

（作者單位：公安部警犬技術(shù)學(xué)校，110034）

（本文圖片由陳克群提供）

（編輯：李 冰）