Usher综合征和Stargardt病临床表型分析和分子遗传学研究

发布时间：2018-04-30 23:05

  本文选题：Usher综合征 + Stargardt病　； 参考：《第三军医大学》2014年博士论文

【摘要】：研究背景和目的： 遗传性视网膜变性疾病(Hereditary retinal dystrophies, HRD)一般由基因缺陷引起，是一类进行性的、不可逆的致盲性眼病，严重威胁人类的视觉健康。Usher综合征(UsherSyndrome,USH)和Stargardt病(Stargardt disease, STGD)是其中两类严重危害青少年视功能的先天性视网膜变性疾病，具有复杂的临床表型和高度的遗传异质性。USH是遗传性视网膜色素变性(retinitis pigmentosa, RP)综合征型里最常见的类型，其中Ⅰ型患者出生即发病；STGD是青少年最常见的中心视功能受损的黄斑营养不良疾病。针对这类遗传性视网膜疾病，研究其致病基因和突变谱，不但可以在优生优育上进行预测和指导，提早预防，早期诊断，还可以从分子水平掌握其发病机制，对病变的组织、细胞和基因进行靶向的基因或细胞治疗。随着分子生物学技术的飞速发展，基因诊断技术已从筛选单个候选基因发展到基因芯片到高通量的第二代测序技术(Next generationsquencing, NGS)，使得致病突变的检测更为简便、高效和准确，推动基因治疗走向临床。本课题将目标序列捕获芯片和NGS技术相结合，对五个USH家系和五个STGD家系进行致病基因的检测和验证，并详细分析了临床表型、探讨了临床表型和基因突变型的关联。 方法： 1、对HRD相关信息采集、整理和保存流程进行规范化，并对眼科专科检查的流程标准化。遗传信息包括知情同意书和基本信息调查表的填写，家系系谱的绘制、抽取外周静脉血进行保存或制备基因组DNA。建立完整规范的遗传资源数据库，包括纸质档案管理系统和电子档案管理系统。 2、根据USH和STGD的遗传学特征，改良设计完成以103个已知的HRD相关致病基因（涵盖了12个USH的致病基因，和5个STGD的致病基因）为目标序列的捕获芯片，运用NGS技术，建立HRD的临床分子遗传学诊断平台。 3、收集USH家系患者的详细病史，，完善眼科的专科检查包括最佳矫正视力（BestCorrected Visual Acuity, BCVA）、闪光视网膜电图（Flash Electroretinogram，FERG）、眼底彩照、眼底自发荧光（Autofluorescence，AF）和黄斑区的光学相干断层扫描（OpticalCoherence Tomograpy, OCT），完成了临床听力学检测和前庭功能的检查，总结分析五个USH家系的临床特征。 4、运用特定基因的目标序列捕获测序技术对五个USH先证者进行测序，对测序结果进行系统的生物信息学分析，检测筛选出致病基因突变，并进一步通过多聚酶链反应(Polymerase Chain Reaction, PCR)扩增和直接Sanger测序验证，家系中基因型和疾病表型的共分离验证，以及基因突变的致病性预测，确定五个USH家系的致病基因突变。 5、采集STGD家系患者的病史，完整眼科专科检查包括BCVA、FERG、图形视网膜电流图(Pattern Electroretinogram, PERG)、多焦视网膜电图（multifocalelectroretinogram, mfERG）、眼底彩照和眼底荧光血管造影（Fundus FluoresceinAngiography，FFA）、AF和黄斑OCT检查，分析五个STGD家系的临床表型。 6、运用前述的目标序列捕获测序技术，通过Sanger测序验证，家系中基因型和疾病表型的共分离验证，和基因突变的致病性预测，确定五个STGD家系的致病基因突变。 结果： 1、建立了科学、规范、合理的HRD家系遗传资源收集保存的操作规程和眼科功能学影像学的检查流程，使遗传信息收集和眼科检查标准化和统一化。 2、改良设计完成以103个HRD相关致病基因为目标序列的外显子捕获芯片，以遗传学研究领域先进的NGS为技术手段，建立了包括对散发型RP或综合征型RP（USH）及STGD等HRD的临床分子遗传学诊断平台。 3、五个USH家系的患者表现出典型的RP症状，USH-Family1和USH-Family2患者出生即发病，伴有特征性的运动发育迟缓和聋哑症状，临床诊断为USH1。其余三个家系患者发病多于青春期后，中度或重度的感音神经性耳聋(sensorineural hearingloss, SNHL)，前庭功能正常，临床诊断为USH2。 3、完成五个USH家系的分子遗传学研究，检测并证实了10个USH基因的致病突变，其中6个突变为本研究首次报道：基因MYO7A的无义突变c.4398GA (p.Trp1466Ter)和第38-48号外显子大片段的杂合缺失突变(EX38-49del)；基因USH1C纯合缺失突变c.988_989delAT (p.Ile330ProfsX24)；基因USH2A的缺失突变c.15104_15105delCA,(p.Thr5035ArgfsX142)和插入突变c.6875_6876insG (p.Arg2292ArgfsX39)。 6、五个STGD家系的患者表现出多样的临床特征。STGD-Family1（AF呈现Ⅰ型）和STGD-Family4（AF呈现Ⅱ型）中心视力下降出现的年龄晚（20岁），电生理为1型，表型轻度。STGD-Family2、STGD-Family3和STGD-Family5家系，患者中心视力下降年龄早（6、7岁和3岁），AF呈现Ⅱ或Ⅲ型，电生理为3型，表型严重。异常AF的区域和OCT中IS/OS中断消失的区域一致。 7、完成五个STGD家系的分子遗传学研究，检测并鉴定了基因ABCA49个致病突变，已报道过的无义突变c.6118CT (p.Arg2040Ter)出现在两个家系中，6个突变为本研究首次发现：错义突变c.6190GA (p.Ala2064Thr)；剪接突变c.1937+1GA和c.1761-2AG；无义突变c.2424CG (p.Tyr808Ter)；缺失突变c.371delG(p.Arg124LeufsX30)；37号外显子大片段的杂合缺失突变EX37del。 结论： 1、HRD标准化遗传资源数据库的建立，确保了本研究的规范性和统一性，保障了遗传资源采集工作的延续，为临床的分子遗传学研究奠定基础。 2、改良设计完成的目标序列捕获芯片，结合先进的高通量NGS技术，能准确、高效的完成USH和STGD等HRD的临床分子遗传学诊断，提高致病基因的检出率。 3、USH和STGD的致病基因检测，拓展了中国人群这两类疾病的突变频谱，和临床表型相结合分析，能帮助早期诊断、鉴别诊断，评估病情分级和预后，指导婚育。 4、视觉电生理包括FERG、PERG和mfERG，联合眼底AF、黄斑OCT是STGD诊断和病情分级重要的检查手段，特征性改变能同步揭示视网膜结构和功能的损害程度。 5、对于USH和STGD，基因型和临床表型密切相关。双等位基因突变均为截断型或截断型联合外显子大片段的杂合缺失突变，临床表型严重。
[Abstract]:Research background and purpose:
Genetic retinal degeneration (Hereditary retinal dystrophies, HRD), which is usually caused by genetic defects, is a progressive, irreversible blinding eye disease, which is a serious threat to human visual health.Usher syndrome (UsherSyndrome, USH) and Stargardt disease (Stargardt disease, STGD), which are the two types of serious harm to adolescent visual function. Congenital retinal degeneration, with complex clinical phenotypes and high genetic heterogeneity.USH is the most common type of hereditary retinitis pigmentosa (RP) syndrome, of which type I patients are born at birth; STGD is the most common macular malnutrition disease that is most common in the central visual function of adolescents. In view of this type of genetic retinal disease, the study of its pathogenic gene and mutation spectrum can not only predict and guide eugenics, early prevention, early diagnosis, but also can master its pathogenesis from molecular level, targeted gene or cell therapy for the tissues, cells and genes of the disease. With the development of molecular biology technology Rapid development, gene diagnosis technology has developed from single candidate gene to gene chip to high flux second generation sequencing technology (Next generationsquencing, NGS), making the detection of pathogenic mutation more convenient, efficient and accurate, promoting gene therapy to clinical. This lesson combines target sequence capture chip and NGS technology, to five USH family and five STGD families were used to detect and verify the pathogenic genes. The clinical phenotype was analyzed in detail, and the correlation between clinical phenotype and gene mutation was discussed.
Method锛

本文编号：1826615