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斑驳病KIT基因突变位点与临床表型相关性的研究

李喜英  
【摘要】:斑驳病(piebaldism)是一种先天性常染色体显性遗传性皮肤病,为单基因遗传。临床主要表现为皮肤白斑,全身各个部位皮肤均可累及,在白斑及正常皮肤可见过度色素沉着斑或咖啡斑。斑驳病患者多于出生时即可见白斑,幼年期白斑的分布及形状逐渐趋于稳定,并不再发生变化。组织病理学显示白斑部位黑色素细胞完全缺失。 目前研究表明斑驳病与KIT基因突变和SLUG基因缺失相关。KIT基因的作用是编码一种细胞表面受体,即酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase, RTK),是一个包含976个氨基酸的多肽链,其由细胞外的配体结合位点、一个短的信号跨膜区和细胞内位点(包含两个RTK活性部分)3部分组成,属于RKT家族成员中的第三类型。KIT受体的配体是肥大细胞/干细胞生长因子。KIT受体依赖配体结合的信号传导是由配体与受体和细胞内酪氨酸激酶位点形成二聚体后实现的。KIT基因突变导致受体酪氨酸激酶功能下降或失活,信号传导功能受损,胚胎发育期成黑素细胞的增殖和迁移发生障碍,从而导致斑驳病的发生。另外,Sanchez-Martin在2003年证实了SLUG基因是斑驳病的另一个致病基因。编码蛋白为SLUG蛋白,又称锌指神经嵴转录因子,由5个锌指结构组成,是锌指蛋白基因家族的一员。SLUG基因在胚胎期神经嵴衍生的细胞发育中起重要作用,可调节表达KIT神经嵴细胞的迁移,从而影响黑素细胞的发育。 据统计,大约75%的斑驳病患者是由KIT基因突变引起。Richard[1]研究表明KIT基因突变位点与临床表型存在着密切的关系,发生在KIT基因不同位点的突变将导致不同的临床表型。根据不同KIT不同位点发生的突变,可将临床表型分为轻中重三型。KIT基因细胞内酪氨酸激酶活性区域发生的突变,主要是错义突变,导致氨基酸替换,形成异常的KIT受体蛋白,导致重的临床表型。这是因为细胞内酪氨酸激酶活性部位发生杂合突变的患者,1/4的二聚体是由异常KIT受体蛋白组成,1/2的二聚体由一个正常的KIT受体蛋白和一个异常的KIT受体蛋白组成,这两部分二聚体都是无活性的,而只有当两个正常的KIT受体蛋白形成二聚体时,才具有活性。因此,杂合突变的的患者75%RTK二聚体功能失活,临床上表现为重型。细胞外配体结合域编码序列的突变导致无功能的受体KIT蛋白的产生,杂合突变的患者仅有1/2的KIT受体蛋白正常表达,这会导致KIT受体依赖的信号转导通路出现剂量不足的效应,表型较轻。而发生在横跨膜区附近的突变,可能是移码突变或剪接位点突变,导致翻译提前终止,产生截短的或不完全的KIT受体蛋白,异常的KIT受体蛋白仍能与配体结合形成二聚体,这对正常的KIT受体蛋白有抑制作用,但是这种异常受体形成的二聚体不稳定,杂合突变患者RTK二聚体的活性在正常范围的1/4-1/2之间波动,导致临床表型介于轻型与重型之间,临床表现为中型。 斑驳病KIT基因突变位点与临床表型存在着复杂的关系,但目前国内对斑驳病的研究甚少,国内尚未开展斑驳病KIT基因突变位点与临床表型关系的研究。国人斑驳病患者KIT基因的突变热点,及其与临床表型的关系是否与国外文献报道相一致,目前尚不清楚,有必要对其进行研究。鉴于目前尚无根治本病的方法,鉴定致病基因是进行产前诊断、基因治疗的必经之路。本实验的目的旨在对所收集家系成员进行KIT基因突变检测,并分析其与临床表型的关系。 本次实验收集了2个家系,疾病经由广东省人民医院皮肤科医生诊断,收集的家系1成员共12人,其中患者5人;家系2成员11人,其中患者9人。诊断标准主要根据患者特有临床表现先天性额前中央白斑,躯干、四肢白斑,白斑的形状及分布不随年龄的增长而改变,另外家族遗传信息,最后确诊为斑驳病。经知情同意后,采集患者、家系中绝大部分正常成员及50例健康对照外周静脉血,基因组DNA提取;设计引物,覆盖了KIT基因的全部编码区和外显子-内含子交界区;利用PCR技术扩增出上述区域;将PCR扩增产物电泳、纯化后送至上海生工生物工程技术服务有限公司进行正反向测序(采用ABI-PRISM3730测序仪进行直接测序,测序试剂为BigDyeterminatorv3.1);测序结果用chromas软件分析,所得序列与PubMed Genebank所公布的KIT基因序列进行比对。同时对这两个家系中患者白斑面积占体表面积的百分比进行统计,利用SPSS13.0软件,对这两个家系患者白斑面积占体表面积百分比进行统计描述分析,并进行两独立样本非参数检验,分析两家系临床表型是否有差异及家系中各患者临床表型的差异大小。 本研究发现,在KIT基因的编码区共发现2个碱基突变位点,其中家系1患者是已知突变C.1861GA (p.Ala621Thr),家系2患者是新发现的突变位点c.2564AG (p.Tyr855Cys)。对其临床表型进行分析发现,家系1患者临床表型轻重不一。患者Ⅲ-14仅额部、双小腿至膝关节见白斑,其余部位未见皮损,白斑面积约占体表面积11%,临床表现相对较轻,而患者Ⅳ-1颈部、躯干、四肢均见大片白斑,约占体表面积50%,临床表现较重。家系中其余患者介于两者之间。家系2中,先证者额前发际中央见小片白斑及白色额发,双小腿见小片状白斑,其上可见色素正常的皮岛,白斑面积约占体表面积5%。家系中其余患者临床表现与先证者类似,其中患者Ⅲ-2,Ⅲ-7, Ⅳ-1,Ⅳ-3, Ⅳ-8可见白色额发,而患者Ⅱ-1,Ⅳ-8在左腹部见小片状白斑。该家系中所有患者白斑面积占体表面积平均值为4.44%,临床表现较轻。统计分析发现,家系1中R1=39,M1=21.5;家系2中R2=8.5,M2=4;两家系样本进行非参数检验,Z=3.003,P=0.003(双侧),确切概率检验的P=0.001,均小于0.05,两家系患者白斑占体表面积的百分比的分布具有统计学差异,家系1患者皮损比家系2严重,家系1中各患者临床表型差异较大。 本研究发现两个位于酪氨酸激酶活性区域内的突变位点导致轻重不一的临床表型,我们推测这两个家系患者除了存在目前所发现的c.1861GA(p.Ala621Thr)、c.2564AG (p.Tyr855Cys)突变导致其出现斑驳病表现外,可能还存在有其它未知因素在起调控作用,例如存在修饰基因,影响了该突变基因的完全外显性。此外,环境因素亦可能对其外显性造成一定的影响。这些均需作进一步的深入研究。 KIT基因突变位点与临床表型存在着复杂的关系。目前国人对斑驳病的研究仍比较少,本研究结果为进一步研究KIT基因的功能、KIT基因对编码酪氨酸激酶的调控作用以及产前诊断均提供了科学的理论基础。但中国人种临床表型与基因突变位点的关系与国外报道是否相符仍需加大家系样本量进一步研究。


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