韓瑞鈺 鄧佩佩 閆 蒙 張文昊 王樹松 劉效群

河北省計(jì)劃生育科學(xué)技術(shù)研究院(河北省生殖醫(yī)學(xué)中心), 國家衛(wèi)生健康委計(jì)劃生育與優(yōu)生重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/河北省生殖醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(石家莊，050071)

Waardenburg綜合征(WS)又稱聽力-色素綜合征，由荷蘭眼科學(xué)家Waardenburg在1951年首先提出，是一種較為常見的綜合征遺傳性耳聾，占先天性耳聾的2%～5%，其發(fā)病在男女及種族間無明顯差異[1-2]。臨床表現(xiàn)以先天性感覺神經(jīng)性聽力喪失及虹膜、頭發(fā)和皮膚的色素異常沉著為主要特征，目前認(rèn)為其病因主要是由神經(jīng)嵴細(xì)胞發(fā)育缺陷或障礙引起。根據(jù)臨床表現(xiàn)的不同分為Ⅳ型，主要致病基因包括：EDN3，EDNRB，MITF，PAX3，SNAI2，SOX10等[3]。研究報(bào)道顯示W(wǎng)SⅠ、WSⅡ、WSⅢ型為常染色體顯性遺傳，WSⅣ型中由SOX10基因突變引起的為常染色體顯性遺傳，由EDN3和ED-NRB基因突變導(dǎo)致為常染色體隱性遺傳。本研究報(bào)道了1例SOX10新發(fā)基因突變導(dǎo)致WSⅡ型的家系病例。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

先證者及其父母、哥哥來自中國河北省滄州地區(qū)，詢問先證者及其父母、哥哥的臨床表現(xiàn)，取得家庭成員的知情并簽署知情同意書后獲取先證者及其父母的外周靜脈血各5ml，用于基因組DNA提取。

1.2 檢測方法及突變驗(yàn)證

提取先證者及其父母、哥哥全基因組DNA，建立DNA文庫，在Illumina HiSeq X10平臺(tái)進(jìn)行全基因組重測序，測序數(shù)據(jù)首先運(yùn)用BWA軟件與人類參考基因組GRCh37/hg19參考序列進(jìn)行比對，再用GATK軟件識別基因組SNP、INDEL、CNV突變位點(diǎn)，結(jié)果參考數(shù)據(jù)庫HGMD Pro、PubMed、1000Genomes及 dbSNP，發(fā)現(xiàn)突變位點(diǎn)采用Sanger測序方法進(jìn)行驗(yàn)證。

2 結(jié)果

2.1 臨床資料分析

先證者，女(圖1，Ⅱ2)，30歲，先天性耳聾，右側(cè)眼睛虹膜異色，呈寶石藍(lán)色，無其它臨床癥狀；母親(圖1，Ⅰ1)，先天性耳聾，可發(fā)出聲音，喪失語言能力，雙側(cè)眼睛虹膜異色，呈藍(lán)色，早年額前白發(fā)，無其它臨床癥狀；父親與哥哥表現(xiàn)正常，除先證者及其母親外均無此癥狀。家系圖見圖1。

圖1 Waardenburg綜合征Ⅱ型家系圖

2.2 突變分析

基因檢測，在先證者的SOX10基因發(fā)現(xiàn)c.425G>A雜合核苷酸變異，編碼區(qū)第425號核苷酸由G變?yōu)锳，該變異導(dǎo)致編碼第142號氨基酸Trp的密碼子變?yōu)榻K止密碼子，從而使肽鏈合成提前終止，為無義突變(圖2A)。母親基因檢測結(jié)果與先證者一致，該變異可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能受到影響，但致病性尚未見報(bào)道(參考數(shù)據(jù)庫：HGMD Pro及PubMed)，其不屬于多態(tài)性變化，在人群中的發(fā)生的頻率極低(參考數(shù)據(jù)庫：1000Genomes、dbSNP)(圖2C)。父親與哥哥基因檢測未發(fā)現(xiàn)基因突變位點(diǎn)(圖2B、D)。根據(jù)臨床癥狀及基因突變結(jié)果分析該先證者為Waardenburg綜合征Ⅱ型。測序結(jié)果見圖2。

A:先證者 B:先證者父親 C:先證者母親 D:先證者哥哥

2.3 WSⅡ型SOX10基因突變文獻(xiàn)回顧與總結(jié)

查閱文獻(xiàn)報(bào)道，總結(jié)分析發(fā)現(xiàn)引起WSⅡ型SOX10基因突變共有32種(表1)，包括18例缺失突變，2例插入突變，11例點(diǎn)突變，1例合并缺失與插入突變。從表中可以發(fā)現(xiàn)突變多發(fā)生于男性，30例突變患者中，有6例女性，5例沒有標(biāo)明性別，21例為男性。且在中國人群中發(fā)現(xiàn)報(bào)道較多，26例均為中國患者，占81.25%，除1例突變有報(bào)道外，其余均為新發(fā)突變，32例病例中有5例明確的家族遺傳傾向。

表1 已報(bào)道的WSⅡ型患者的SOX10基因突變總結(jié)

編號突變位點(diǎn) 突變類型性別地區(qū)家族成員發(fā)病新發(fā)突變15c.127C>T[6]點(diǎn)突變 中國無是16c.163A>T[6]點(diǎn)突變 男中國無是17c.374delA[7]缺失突變男中國無是18c.113delG[8]缺失突變男中國有是19c.482delGTATGC[9]缺失突變男中國有是20c.52G>T[10]點(diǎn)突變 男中國無是21c.111_220del110[11]缺失突變中國是22c.126_127delGCinsTT[12]插入缺失中國無是23c.219_428 + 43del[13]缺失突變男法國無是24c.259_260delCT[14]缺失突變男中國無是25c.398A > G[15]點(diǎn)突變 法國是26c.4291112_697+396del[13]缺失突變男中國是27c.482G > A[16]點(diǎn)突變 男法國無是28c.506delC[17]缺失突變女日本無是29c.743_744delAG[18]缺失突變女中國無是30c.1040delC[15]缺失突變法國是3122q13.1del280kb[19]缺失突變男中國無是3222q13.1del725kb[20]缺失突變男希臘無是

2.4 生育風(fēng)險(xiǎn)評估

本研究先證者與母親的突變位點(diǎn)一致，該突變應(yīng)為先證者母親新發(fā)的致病性突變，先證者的基因突變是由母親遺傳而來，鑒于該疾病為常染色體顯性遺傳病，且母親與先證者均為雜合突變，對于先證者生育的遺傳咨詢其生育患兒的幾率為50%，建議生育時(shí)行產(chǎn)前診斷，或輔助生殖技術(shù)避免患兒出生。

3 討論

SOX10基因位于染色體22q13.1，含有5個(gè)外顯子，其中只有3、4、5號外顯子編碼蛋白，5’端非編碼區(qū)含有1個(gè)或1個(gè)以上的非編碼外顯子，SOX10蛋白含有466個(gè)氨基酸，主要功能是識別并結(jié)合靶基因啟動(dòng)子DNA[21]。目前研究認(rèn)為 SOX10基因是神經(jīng)嵴發(fā)育的關(guān)鍵調(diào)節(jié)基因，如果發(fā)生突變會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)嵴性疾病，如以耳聾及色素異常為主要表型的 Waardenburg綜合征，有研究發(fā)現(xiàn)SOX10在內(nèi)耳發(fā)育早期有廣泛表達(dá)[22-23]。本研究中先證者及其母親發(fā)現(xiàn)SOX10基因c.425G>A的雜合核苷酸變異，為無義突變，SOX10基因突變主要引起WSⅡ型和WSⅣ型，40%～45%WSⅣ型由SOX10基因變異引起，15%的WSⅡ型由SOX10基因變異引起，且WS患者檢測到的SOX10基因突變絕大多數(shù)為終止密碼子提前出現(xiàn)，從而產(chǎn)生截短蛋白的框碼移位突變及無義突變[24]。

基因突變類型從表1中看出是由SOX10基因突變引起的WSⅡ型，主要表現(xiàn)為缺失突變。2007年Bondurand等[13]發(fā)現(xiàn)了第一例SOX10缺失突變導(dǎo)致的WSⅡ型，并提出SOX10基因缺失突變會(huì)引起的單倍體劑量不足效應(yīng)，從而影響了蛋白功能。Siomou等[20]也發(fā)現(xiàn)了此效應(yīng)引起的WSⅡ型綜合征。SOX10基因編碼的是一種轉(zhuǎn)錄因子，可以結(jié)合靶基因啟動(dòng)子DNA，研究認(rèn)為SOX10可與MITF啟動(dòng)子特異結(jié)合提高M(jìn)ITF的轉(zhuǎn)錄活性，與PAX3協(xié)同作用可增強(qiáng)這種激活效應(yīng)，從而保證神經(jīng)嵴的發(fā)育。根據(jù)Wang等[5]研究得知SOX10錯(cuò)義突變c.422T>C，使SOX10蛋白喪失了DNA結(jié)合能力，因而不能與PAX3相互作用，最終不能有效激活MITF啟動(dòng)子，抑制黑色素合成而引起WSⅡ型。本研究病例中發(fā)現(xiàn)SOX10基因變異出現(xiàn)了WSⅡ型綜合征的癥狀和遺傳模式，因此我們推斷此病例的基因變異也是因?yàn)樽罱K不能激活MITF啟動(dòng)子，抑制黑色素合成而引起相應(yīng)的臨床癥狀。Zhang等[25]也探討SOX10基因突變E248fs致Waardenburg綜合征Ⅱ型的分子機(jī)制，結(jié)果表明E248fs突變蛋白完全失去調(diào)控MITF啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄活性作用，影響了靶基因 MITF 轉(zhuǎn)錄活性，導(dǎo)致黑色素合成減少，最終因單倍體劑量不足效應(yīng)致WSⅡ型。

本研究的突變位點(diǎn)為一新的治病突變基因，可以豐富基因突變譜。本文通過對WSⅡ型SOX10基因突變的文獻(xiàn)報(bào)道進(jìn)行回顧和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)引起WS的新發(fā)突變較多。 Sun等[4]研究了36名中國漢族耳聾先證者和另外16名臨床診斷為WSⅠ型和WSⅡ型的家族成員的WS的分子病因?qū)W和基因型-表型相關(guān)性。在29個(gè)WSⅡ型先證者中，13個(gè)被鑒定為SOX10基因突變。在隨后此遺傳病的研究中可以增加對該家系中其他成員的檢測分析并與正常人群對照，進(jìn)一步確定該疾病的基因突變位點(diǎn)，也為該家系成員的遺傳咨詢提供合理指導(dǎo)，此綜合征的鑒定和確診為優(yōu)生指導(dǎo)提供臨床依據(jù)。