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黏多糖贮积病ⅣA型患儿的GALNS基因突变分析

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前 言

材料与方法

1. 研究对象

2. 主要化学试剂

3. 实验仪器设备

4. 方法

5. 统计学处理

结 果

1. 临床特点

2. GALNS基因PCR扩增及测序

讨 论

1. GALNS基因突变特点

2. 新突变分析

3. 基因型与表型的关系

4. 本研究的不足与需解决的问题

结 论

参考文献

综 述

1、GALNS基因和GALNS酶

2、GALNS基因的突变

致谢

声明

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摘要

背景:黏多糖贮积病ⅣA型(Mucopolysaccharidosis Type ⅣA,MPSⅣA),亦称为MorquioA综合征,是一种罕见的常染色体隐性遗传溶酶体贮积病,由Morquio等在1929年首次报道。本病是由于编码特异性酸性水解酶半乳糖胺-6-硫酸酯酶(N-acetylgalactosamine-6-sulfatase,GALNS)的基因发生突变,细胞溶酶体内GALNS酶活性缺乏或显著降低,不能降解硫酸角质素(keratan sulfate,KS)和6-硫酸软骨素(chondroitin-6-sulfate,CS)等黏多糖(glycosaminoglycan,GAG)大分子代谢产物,使其广泛沉积在组织细胞内,大量的KS和CS随尿液排出,从而引起一系列的临床症状。该病在全世界各个地区的发病率不同,约1:40,000~1:640,000。MPSⅣA的主要临床表现有多发骨骼畸形、身材矮小、关节松弛,智力正常。根据患者的临床表现,MPSⅣA型可分为轻、中、重三种类型,重型患者预后差,常于20-30岁死亡。外周血白细胞或培养的成纤维细胞GALNS酶活性测定及GALNS基因突变分析是诊断MPSⅣA的重要依据。分子遗传学的研究表明,GALNS等位基因突变异质性导致了该病临床表现的多样性。GALNS基因位于16号染色体长臂(16q24.3),基因全长约50kb,包含有14个外显子和13个内含子,cDNA由2339个核苷酸组成,含有长度为1566bp的开放阅读框,编码长度为522个氨基酸残基的多肽链前体。目前国内外已报道的GALNS基因突变有180余种,包括错义突变、无义突变,剪接突变,小片段缺失及插入突变,大片段缺失及插入突变,基因重排等,其中以错义突变最常见。所有突变中,p.R386C、p.G301C、p.I113F为3种常见突变,分别占目前所报道突变的8.9%、6.8%、5.7%。GALNS基因突变在不同种族、不同地域的人群中存在着差异,如常见的错义突变p.R386C首次发现于日本患者中,在日本、英国、意大利、墨西哥等各种族中均有出现。常见于大不列颠、爱尔兰等高加索人的突变p.I113F在日本及欧洲中西部国家及地区却是罕见。王政等报道主要来自中国北部16个省市自治区24名MPSⅣA患者最常见突变为p.G340D,中国南方仅见散在病例报道,未见大样本量的MPSⅣA患者的分子生物学研究资料。GALNS基因已知突变的基因型与表型关系复杂,部分突变(如p.A392V、p.L366P)所导致的临床表型尚不明确。此外,目前该病尚无有效治疗方法,开展GALNS基因突变分析,及对高危家庭进行产前筛查有利于疾病预防及优生优育。
  目的:探讨中国南方地区MPSⅣA患者的基因突变特点,以及GALNS基因型与表型的关系。
  方法:2008年6月至2013年2月间广州市妇女儿童医疗中心内分泌代谢科根据临床表现,骨骼X线检查,尿黏多糖筛查,以及外周血白细胞GALNS酶活性测定确诊黏多糖贮积病ⅣA型患儿共21例。患儿来自广东、江西、湖南及重庆的19个家庭,其中男15例,女6例,发病年龄在0.5-3.4岁,诊断年龄1.0-7.8岁。所有患儿临床表型均为严重型MPSⅣA。提取患儿及父母的外周血基因组DNA,采用聚合酶链式反应(PCR)扩增及PCR产物直接测序法,对患儿GALNS基因14个外显子及两侧外显子-内含子交界处的DNA序列进行了突变检测分析,在检出GALNS基因突变后,对患儿父母相关序列进行测序分析;对新突变位点,采用生物信息学ClustalW软件进行氨基酸序列的保守性分析,并将50例健康儿童作为正常对照,初步对新突变进行了致病性分析。
  结果:在21例病人42个等位基因中,共发现31个等位基因的突变,包括15种不同的突变,其中11种错义突变(p.P125L、p.N177S、p.G290S、p.G290R、p.F306S、p.M318R、p.G340D、p.L366P、p.R386C、p.A392V、p.X523E)、1种无义突变(p.W520X)、1种剪切突变(c.1243-1G>C)、1种缺失突变(p.L400RfsX54)和1种Indel突变(p.W403-T404delinsCS)。其中,10种突变(p.P125L、p.G290S、p.M318R、p.G340D、p.L366P、p.R386C、p.A392V、c.1243-1G>C、p.L400RfsX54、p.X523E)为已知的致病突变,另外p.N177S、p.G290R、p.F306S、p.W403-T404delinsCS、p.W520X共5种突变为尚未报道的新突变。Indel突变,即p.W403-T404delinsCS在GALNS基因突变类型中是首次报道。所有突变中,73.3%为错义突变。p.M318R、p.L366P和p.R386C为常见突变位点,其中p.M318R最常见,约占总突变的19.0%,p.L366P和p.R386C次之,分别占9.5%。常见突变区域为外显子9、10、11,分别占21.4%、11.9%及16.7%。5种新突变中,除p.G290S和p.W520X之外,其余3种新突变均来自患儿的母亲。所有新突变均在脊椎动物的GALNS酶蛋白序列中高度保守,且在正常50例正常对照组中未出现。5种新突变的基因型与表型关系仍不明确,p.A392V纯合突变的临床表现为典型的MPSⅣA重型。
  结论:
  1.本研究通过对21例MPSⅣA患儿GALNS基因分析,发现了15种不同的突变,其中5种p.N177S、p.G290R、p.F306S、p.W403-T404delinsCS、p.W520X为新突变.5种新突变均发生在高度保守区域,且在50例正常对照儿童中未检出。首次报道GALNS基因Indel突变,即p.W403-T404delinsCS在GALNS基因突变中是首次报道。
  2.中国南方地区MPSⅣA患儿的常见突变位点为p.M318R、p.L366P、p.R386C,与其他种族、地区的人群存在较大差异,进一步证实了GALNS基因突变的高度异质性。
  3.p.L366P、p.A392V基因型的表型为MPSⅣA严重型。

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