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湖北481例耳聋患者GJB2、SLC26A4及12S rRNA基因突变分析

2022-11-01陈睿尧卢宇程静曹婧媛张钊王丽杨长亮阳光孙艺

中华耳科学杂志 2022年5期
关键词:感音杂合神经性

陈睿尧卢宇程静曹婧媛张钊王丽杨长亮阳光 孙艺*

1中部战区总医院耳鼻咽喉头颈外科(武汉 430070)

2四川大学华西医院罕见病研究院(成都 610041)

耳聋是临床常见的感觉缺陷性疾病,据2012年原卫生部发布的《中国出生缺陷防治报告》显示,2008~2010年我国先天性耳聋发生率分别为1.99‰、2.15‰和2.19‰,其中50~60%的新生聋儿是由遗传因素致聋[1]。遗传性耳聋分为综合征型耳聋和非综合征型耳聋,后者以耳聋为唯一症状,约占遗传性耳聋的70%[2]。根据遗传方式不同,遗传性耳聋可分为常染色体显性遗传,常染色体隐性遗传,X连锁遗传,Y连锁遗传及线粒体遗传。

遗传性耳聋的致病基因及同一基因的突变位点在不同种族、不同地区的人群中不全相同。根据流行病学调查,导致中国耳聋人群常见的致聋基因为GJB2、SLC26A4及12S rRNA基因,其中GJB2、SLC26A4为常染色体隐性遗传,线粒体12S rRNA为母系遗传[3,4]。

本研究拟对湖北481例感音神经性耳聋患者进行GJB2、SLC26A4及12SrRNA基因突变检测[5],以了解湖北省三个常见耳聋致病基因突变诊断率及突变形式,结果报告如下。

1 材料与方法

1.1 研究对象

本研究共招募了来自于湖北省的武汉、黄石、黄冈、襄阳、鄂州、荆州、宜昌的特殊教育学校及聋儿康复中心的481例耳聋患者,所有患者及家属均签署知情同意书,进行详细的病史询问,纯音听阈测定和声导抗检查,全身体格检查,并抽取外周血液样本。

1.2 诊断标准

根据纯音听阈结果,以较好耳500Hz、1KHz、2KHz、4KHz平均听阈判断听力损失程度,根据世界卫生组织(WHO)《障碍、残疾和残废的国际分类》(1997)听力损失标准对患者进行听力损失程度分级:26-40dBHL为轻度耳聋,41-60dBHL为中度耳聋,61-80dBHL为重度耳聋,81dBHL以上为极重度耳聋。

1.3 DNA的提取

每位受检对象取200ul血样用于提取基因组DNA,采用QIAamp DNA Mini Kit试剂盒提取血液基因组DNA。步骤如下:在1.5 ml离心管中加入200ul血样,加入20ul QIAGEN蛋白酶和200ul缓冲液AL,充分混匀后转移至恒温混匀仪,56℃200 rpm放置10 min,添加200ul无水乙醇,震荡混匀。将1.5 ml离心管中的混合物全部转移至QIAamp吸附柱中(吸附柱放在2 ml收集管中),8000 rpm的转速下离心1分钟,弃掉收集管中的液体。在吸附柱中添加500ul缓冲液AW1,全速离心1分钟,弃掉收集管中的液体。在吸附柱中添加500ul缓冲液AW2,关闭盖子并以全速离心3分钟。将吸附柱转入1.5 ml离心管,室温静置5 min。在吸附柱内滴加200ul缓冲液AE,在室温(15-25℃)下静置1分钟,然后在8000 rpm的转速下离心1分钟,离心后所得液体即为基因组DNA。

1.4 GJB2、SLC26A4及12S rRNA基因突变检测

利用SNPscan技术对GJB2基因36个位点、SLC26A4基因77个位点、线粒体12S rRNA基因2个位点进行检测[6]。SNPscan技术利用连接酶连接反应的高特异性对检测变异等位基因进行识别,通过在连接探针末段引入不同长度的非特异序列,利用连接酶通过连接反应获得特定变异对应的不同长度连接产物,再利用标记不同荧光的通用引物对连接产物进行PCR扩增,通过一代测序仪对扩增产物进行毛细管电泳分离,最后通过GeneMapper软件分析读取各个变异位点的基因型。

2 结果

481例患者中,年龄跨度1~74岁,其中男性253例,女性228例,其中汉族449例,占93.3%,少数民族包括土家族(30例)、回族(1例)、畲族(1例),共占6.7%;发病年龄:6岁前占93.8%(451/481),6岁后占6.2%(30/481);轻度感音神经性聋占0.8%(4/481),中度感音神经性耳聋占7.7%(37/481),重度感音神经性耳聋占82.8%(398/481),极重度感音神经性聋8.7%(42/481)。481例患者中,共 165例(165/481,34.3%)检测出GJB2、SLC26A4及12S rRNA基因突变,其中18.9%(91/481)诊断为GJB2基因突变致聋,12.9%(62/481)诊断为SLC26A4基因突变致聋,2.5%(12/481)检测出12S rRNA基因突变。

2.1 GJB2基因诊断结果

481例患者中,有18.9%(91/481)的患者诊断为GJB2基因突变致聋,包括13个突变位点,分别为c.235delC、c.299_300delAT、c.176_191del、c.508_511dup、c.560_605dup、c.230G>A、c.257C>G、c.139G>T、c.-23+1G>A、c.35delG、c.427C>T、c.95G>A、c.9G>A。

突变患者中47例为纯合突变,分别为45例c.235delC,1例c.299_300delAT,1例 c.176_191del,复合杂合突变44例(见表1)。

表1 GJB2基因检测结果Table 1 Patients with Bi-allelic Pathogenic Variants in GJB2 Gene

2.2 SLC26A4基因诊断结果

481例患者中,有12.9%(62/481)的患者诊断为SLC26A4基因突变致聋,包括25个突变位点,分别为c.919-2A>G、c.1174A>T、c.1229C>T、c.2168A>G、c.1174A>T、c.1318A>T、c.1547dup、c.1692dup、c.1707+5G>A、c.1975G>C、c.2162C>T、c.589G>A、c.754T>C、c.1226G>A、c.665G>T、c.2027T>A、c.2167C>G,c.1546C>G、c.1594del、c.1595G>T、c.1586T>G、c.281C>T、c.1079C>T、c.1336C>T、c.1343C>A。

突变患者中25例为纯合突变,分别为21例c.919-2A>G,2例c.1229C>T,2例c.2168A>G,复合杂合突变37例(见表2)。

表2 SLC26A4基因检测结果Table 2 Patients with Bi-allelic Pathogenic Variants in SLC26A4 Gene

2.3 12S rRNA基因检测结果

481例患者中,有2.5%(12/481)患者检测为12S rRNA基因突变,均为m.1555A>G基因突变。

2.4 少数民族患者基因检测结果

32例少数民族患者中,土家族30例,回族1例,畲族1例,土家族患者均来自湖北恩施土家族苗族自治州、五峰和长阳土家族自治县。32例患者中43.8%(14/32)明确了遗传病因,18.8%(6/32)的患者诊断为GJB2基因突变,检测出3个突变位点,3例c.235delC/c.235delC纯合突变,2例杂合突变,即c.235delC/c.299_300delAT和c.299_300delAT/c.560_605dup;21.9%(7/32)的患者诊断为SLC26A4基因突变,检测出3个突变位点,5例c.919-2A>G/c.919-2A>G纯合突变,2例杂合突变,即c.919-2A>G/c.754T>C和c.919-2A>G/c.1547dup;3.1%(1/32)的患者检测出12S rRNA基因突变,突变位点均为m.1555A>G(见表3)。

表3 少数民族患者GJB2,SLC26A4和12S rRNA基因检测结果Table 3 Minority Patients with Pathogenic Variants in GJB2,SLC26A4,and 12S rRNA Gene

3 讨论

本研究共招募湖北省481例耳聋患者进行常见耳聋基因GJB2、SLC26A4及12S rRNA的突变检测,共有165例(165/481,34.3%)明确了遗传病因,其中18.9%(91/481)诊断为GJB2基因突变致聋,12.9%(62/481)诊断为SLC26A4基因突变致聋,2.5%(12/481)检测出12S rRNA基因突变。轻度及中度聋患者占8.5%(41/481),其中3例患者诊断为GJB2基因突变,6例患者诊断为SLC26A4基因突变;重度及极重度聋患者占91.5%(440/481),其中88例患者诊断为GJB2基因突变,56例患者诊断为SLC26A4基因突变,12例患者检测为12S rRNA基因突变。因此在本研究耳聋患者中,轻度、中度、重度及极重度聋患者均可存在GJB2及SLC26A4耳聋基因突变,但以重度及极重度聋患者基因突变多见;而12S rRNA基因突变患者导致的耳聋均为重度或极重度聋。

GJB2基因突变是中国耳聋患者最常见的致聋原因,GJB2基因表达在内耳非感觉上皮细胞和组织连接细胞,在声音传导过程中,GJB2蛋白对K+经内耳毛细胞循环回流进入耳蜗内淋巴液起到调控作用,GJB2基因突变后,K+进入内淋巴液的循环受到影响,浓度改变,引起Corti器钾中毒,导致感音神经性聋。GJB2基因突变为常染色体隐性遗传。迄今为止,已发现GJB2基因突变位点超过300个[7],常见的突变形式包括:c.35delG、c.235delC、c.176_191del等,其位点突变具有地域性,在欧美地区发生率较高的为c.35delG[8],而在我国发生率较高的是c.235delC[9]。全国聋病分子流行病学调查显示21.01%的耳聋患者携带GJB2基因突变[10],本研究中18.9%(91/481)的患者诊断为GJB2基因突变,检测出13个突变位点,其中c.235delC为GJB2基因主要突变位点,与国内多数地区报道一致,突变率为17.74%(85/481),次要突变位点为c.299_300delAT,突变率为4.4%(21/481)。GJB2基因纯合突变47例,占总样本9.8%(47/481),c.235delC纯合突变45例,占总样本9.4%(45/481),杂合突变44例,占总样本9.1%(44/481),其中c.235delC/c.299_300delAT基因突变17例,居GJB2杂合突变患者数首位。GJB2基因突变通常表现为先天性重度或极重度感音神经性聋,极少数病例表现为轻度或中度感音神经性聋[11],本研究中也仅有3例听力表型为轻度或中度感音神经性聋。

SLC26A4基因为中国耳聋患者第二大常见基因,它所编码的蛋白产物Pendrin是一种阴离子跨膜转运蛋白,主要调节内淋巴液的离子平衡。SLC26A4基因突变可影响内淋巴液离子环境的动态平衡,从而导致听力损失。患者出生时可听力正常,或伴有不同程度的听力损失,不易被父母察觉,多因头部外伤、倒立、感冒、用力擤鼻、咳嗽等诱发急性或者进行性听力下降。在我国,约有97.9%的前庭导水管扩大患者由SLC26A4基因突变致病[12],而高加索人的比例大约为三分之二[13]。目前国际上已发现SLC26A4基因超过500个突变位点[14],最常见为c.919-2A>G[15],本研究12.8%(62/481)的患者诊断为SLC26A4基因突变,检测出25个突变位点,其中c.919-2A>G为主要突变位点,突变率为10%(48/481),次要突变位点为c.1229C>T,突变率2.1%(10/481)。SLC26A4基因纯合突变25例,占总样本 5.2(25/481),其中 c.919-2A>G纯合突变21例,占总样本的4.7%(21/481),杂合突变37例,占总样本的7.7%(37/481),且杂合突变位点呈多样性分布,但以含c.919-2A>G的杂合突变最多,占总样本5.6%(27/481),其次为含c.1229C>T的杂合突变,占总样本的1.7%(8/481)。SLC26A4基因突变患者中,6例中度聋患者均为语前聋,且均无外伤、感冒、剧烈运动等病史,而有1例重度聋患者为语后聋,该患者在9岁时受到头部外伤后出现双侧重度感音神经性聋,提示我们在患者年幼时,可通过预防环境因素的影响,使SLC26A4基因突变患者保持较好的残余听力。

1993年Prezant[16]等发现线粒体12S rRNA基因的m.1555A>G突变是引起氨基糖苷类药物导致耳聋的分子病理基础,之后m.1494C>T突变被报道也与其有关[17],国内多数地区报道m.1555A>G突变阳性率为1%~3%[18]。本研究中2.5%(12/481)的患者检测出12S rRNA基因突变,均为m.1555A>G基因突变位点,且均为重度或极重度感音神经性聋,与患者既往有氨基糖苷类药物使用有关。

本研究应用SNPscan技术对湖北省481例耳聋患者进行GJB2、SLC26A4及12SrRNA基因的115个位点进行突变检测,总体诊断率为34.3%,GJB2、SLC26A4和12S rRNA3个基因突变诊断率分别为18.9%、12.9%和2.5%。詹悦等[19]报道湖北地区306例 0~5.5岁的极重度耳聋患儿GJB2、GJB3、SLC26A4和12S rRNA4个耳聋基因的9个突变位点筛查结果,总体诊断率为43.14%,GJB2、SLC26A4和12S rRNA3个基因突变诊断率分别为29.41%、13.72%和0.65%。因本研究病例的年龄和耳聋的程度分布与之不完全相同,显示诊断率也不尽相同。本研究检测出39个突变位点,扩大了湖北地区耳聋患者的突变谱,32例少数民族患者检测出GJB2、SLC26A及12S rRNA基因7个突变位点均包含于汉族患者检测出的39个基因突变位点中,三个基因最常见突变形式与本地区汉族患者一致。32例少数民族耳聋患者SLC26A4基因突变比例较GJB2高,可能与本研究中少数民族患者样本较少有关,需进一步扩大样本研究。

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