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儿童马方综合征患者原纤维蛋白1基因突变与临床表型的相关性研究

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心肺血管病杂志2019年3月第38卷第3期 JournalofCardiovascular&PulmonaryDiseasesꎬMarch2019ꎬVol.38ꎬNo.3

DOI:10􀆰3969/j.issn.1007 ̄5062􀆰2019􀆰03􀆰004

􀅰临床论著􀅰

儿童马方综合征患者原纤维蛋白1基因突变与临床表型的相关性研究

孔煜 李扬 李玉琳 张晓平 郑萍 温海初 杜杰

[摘要] 目的:检测儿童马方综合征(MFS)患者原纤维蛋白1(FBN1)基因突变ꎬ探讨基因型和临床表型的相关性ꎮ方法:收集临床确诊或疑似MFS的儿童患者30例ꎬ试剂盒提取外周静脉血DNAꎬ应用IonAmpliSeqNGSPanel靶向目标测序技术(赛默飞)ꎬ针对FBN1基因用AmpliSeqPanel扩增目的片段ꎬ进行磁珠纯化、链霉素标记ꎬ进行IonPGM上机测序ꎮ对测序信息进行分析ꎬ确定突变位点ꎬ同时收集患者的临床表型信息ꎬ分析基因型和临床表型的相关性ꎮ结果:从上述患者中筛选出27例携带FBN1基因突变ꎻ主动脉Z评分≥3WV携带截短或者剪接突变的患者占70􀆰0%ꎬ显著高于主动脉Z评分<3组(70􀆰0%vs.23􀆰5%ꎬP<0􀆰05)ꎻ携带半胱氨酸相关突变患者有更容易出现晶状体异位的趋势(P=0􀆰119)ꎮ结论:儿童MFS患者FBN1基因型和临床表型存在诸多关联ꎬ这该疾病的诊断和治疗有一定

[关键词] 马方综合征ꎻ基因型ꎻ临床表型

[中图分类号] R54  [文献标志码] A  [文章编号] 1007 ̄5062(2019)03 ̄232 ̄04Relationshipbetweenfibrillin1genotypeandphenotypeinchildpatientsofMarfansyndrome KONGYuꎬLIYangꎬLIYulinꎬZHANGXiaopingꎬZHENGPingꎬWENHaichuꎬDUJiesesꎬBeijing100029ꎬChina

phenotypeinchildMarfansyndromepatients.Methods:Genetictestingweredoneamong30childpatientswiththenAmpliSeqPanelandmagneticbeadpurificationandstreptomycinlabelingwereperformedbeforesequen ̄cing.RelationshipbetweenFBN1genotypeandphenotypewereanalyzedusingsequencinginformationandclini ̄truncating&splicingꎬyettheratioinchildpatientswithZ<3were23􀆰5%(70􀆰0%vs.23􀆰5%ꎬP<0􀆰05).

[Abstract] Abjective:TheaimofthisstudyistoaccesstherelationshipbetweenFBN1genotypeand

DepartmentofVascularBiol ̄

ogyꎬBeijingAnzhenHospitalꎬCapitalMedicalUniversityꎬBeijingInstituteofHeartLungandBloodVesselDisea ̄

参考价值ꎮ

confirmedorsuspectedMFSusingIonAmpliSeqNGSPaneltargetedsequencingtechnology(ThermoFisher)ꎬcalinformation.Results:Atotalof27childrenwithMFSwithpathogenicorlikelypathogenicvariantswereclassifiedaccordingtotheirtypesofvariants.Themajority(70􀆰0%)ofvariantsinchildpatientswithZ≥3wereThereisanonsignificanttrendforchildMFSpatientswithcysteinemissensevariantstohaveaphenotypeofec ̄patientsinclinics.

topialentis(P=0􀆰119).Conclusions:ThereareseveralrelationshipsbetweenFBN1genotypeandclinical

[Keywords] MarfansyndromeꎻGenotypeꎻPhenotype

phenotypeinchildMFSpatients.TheserelationshipsareimportantforthediagnosisandtreatmentofchildMFS

  马方综合征(MarfansyndromeꎬMFS)是严重遗

传性结缔组织病ꎬ为常染色体显性遗传ꎬ发病率在

1/3000~5000[1 ̄2]ꎬMFS临床表现不一ꎬ主要累及眼睛、骨骼、心血管等器官组织ꎮ骨骼系统的主要表现

基金项目:国家自然科学基金资助项目(81800218)ꎻ教育江创新团队(IRT1074)ꎻ北京市自然科学基金(71620323)

作者单位:100029首都医科大学附属北京安贞医院 ̄北京市心肺血管疾病研究所血管生物研究室(孔煜李扬李玉琳郑萍温海初杜杰)ꎻ北京化工大学(张晓平)

通信作者:杜杰ꎬ研究员、博士研究生导师ꎬ研究方向:心血管重塑疾病病理生理ꎮE ̄mail:jiedu@ccmu.edu.cn

心肺血管病杂志2019年3月第38卷第3期 JournalofCardiovascular&PulmonaryDiseasesꎬMarch2019ꎬVol.38ꎬNo.3

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包括身材高大ꎬ胸廓畸形ꎬ蜘蛛指ꎬ脊柱侧凸等ꎻ眼睛主要表现在高度近视和晶状体异位ꎻ心血管系统主要表现在主动脉根部的扩张以及伴随的主动脉瘤和主动脉夹层ꎬ其他还包括二尖瓣和三尖瓣的脱垂以及邻近肺动脉的扩张ꎬ是MFS患者就医和死亡的主要原因[3]ꎮ目前ꎬMFS的诊断标准主要依据2010年发布的修订版Ghent标准[4]ꎮ

FBN1)基因突变引起[5]ꎬFBN1基因位于人类第15号染色体ꎬ有65个外显子ꎬ迄今已经发现超过3000

件:GenomeAnalysisToolKit、Samtools)ꎮ

括:基因参考序列、染色体和cDNA位置、氨基酸变化以及相关公共数据库信息ꎮ(软件:ANNOVARꎻ数据库:SNP数据库(dbSNP142)ꎬ千人基因组ꎬ外显子测序计划(ESP6500)ꎬ人类外显子数据库(ExAC03)ꎬ全基因组数据库(cg60)ꎬ人类基因突变数据库(HGMD)ꎬ以及众多的功能预测软件)ꎻ2)过滤标准:①在千人基因组ꎬ外显子测序计划(ESP6500)ꎬ人类外显子数据库(ExAC03)中最小(2)信息注释以及过滤筛选:1)信息注释包

MFS主要由编码原纤维蛋白1的(fibrillin1ꎬ

种FBN1基因的突变[6]独特的ꎬ突变方式包括无义ꎬ每个家庭的突变几乎都是、移码、剪接、插入/缺失

以及错义突变[7]丢失[2]基因型和临床表型的复杂多变ꎮ

ꎬ也包括整个基因和多个外显子的[8]床决策造成了极大的困难ꎮ目前ꎬ国人对ꎬ对MFSMFS基因的临

型和表型研究十分有限ꎬ基因型和表型的关联尚不清楚ꎬ本研究试图分析我院儿童MFS患者FBN1基因的突变谱ꎬ寻找FBN1基因新的致病位点ꎬ发现基因型与临床表型之间的关联ꎬ为国人中儿童MFS患者的临床诊疗提供理论基础ꎮ

资料与方法

间MFSꎬ就诊于北京安贞医院的1.研究对象 本研究纳入了的儿童患者(年龄<1830周岁例临床确诊或疑似

2014年至2016年

2010)ꎬ诊断标准依据

过专业医师的评估并且有详细的临床信息修订版Ghent标准[4]ꎮ所有的儿童患者都经ꎮ本研究通过了北京安贞医院伦理委员会的审查ꎬ所有患者均签署了知情同意书者外周静脉血2.血液样本获取及ꎮ所有患者都是汉族人DNA提取 取儿童MFSꎮ

DNA取基因组提取试剂盒2mL(患

3.IonDNAꎮ

(QIAampEDTADNA抗凝)ꎬBlood用QIAampMiniKit)全血提AmpliSeqAmpliSeqNGSPanel目标测序 应用Ion

对FBN1基因目标区域进行NGSPanel靶向目标测序技术NGS测序ꎮ(针对赛默飞FBN1)ꎬ基因用AmpliSeqPanel扩增目的片段ꎬ进行磁珠纯化、链霉素标记测序ꎮ将100pmol文库与磁珠结合在油包水扩增后PGMꎬ理原始数据生成4.上机测序链霉素标记目的基因ꎬ进行Ion生物信息学分析ꎮ

 (1)原始数据的处理:①BAM文件分类、索引BAM、文件处再分类去除错误的(软件:TorrentSuite)ꎻ②SNP(软

等位基因频率(MAF)<0􀆰1%ꎻ②破坏性突变包括:

移码突变、插入或缺失、终止突变、剪接突变ꎻ③非同义突变0􀆰5ꎻc.6:a.项标准中至少符合M ̄CAPscore>0􀆰5025ꎻ项:b.SIFT<0􀆰REVEL1ꎬscore>phen2>0􀆰9ꎬCADDscore>30ꎬGERP>Poly ̄Taster(3)=“A”筛选结果分为两类or“D”ꎬandLRT:已知致病突变和疑似=“D”ꎮ5ꎬMutation ̄致病突变ꎮ

用来标化数据的统计方法(4)计算患者主动脉根部ꎬ计算公式是主动脉根径Z评分:Z评分是一个

实测值与平均值的差值(单位为mm)再除以标准差ꎬ评分越高代表患者主动脉扩展程度越高成对应的5.SangerDNAsequencing引物ꎬ用验证PCR 法进行扩增对筛选出的突变合

3730xlꎬ用ABI

Sanger测序仪(美国AppliedBiosystems公司)以的结果进行比对测序法进行测序ꎬ测序结果与靶向目标测序件完成6.统计学分析ꎮ

ꎮ应用Shapiro ̄Wilk 所有统计分析均使用检验来确定数据是否符SPSS软

合正态分布ꎮ符合条件的分类变量以频数(率)表示0􀆰ꎬ05使用为差异有统计学意义χ2检验或使用Fisherꎮ

精确概率法ꎮ以P<结 果

现271.例儿童患者携带致病或者疑似致病的我们对30例儿童先证者进行了基因测序FBN1ꎬ发

3突变例(ꎬ表其中错义突变1)ꎮ

19例ꎬ截短突变8例ꎬ剪接突变

直径量化结果2.用主动脉 在主动脉Z评分对儿童Z评分MFS≥3患者的主动脉

的患者中ꎬ大部分患者携带截短或者剪接突变(70􀆰0%)ꎬ小部分患者携带错义突变(30􀆰0%)ꎬ在主动脉Z评分<3的患者中ꎬ大部分患者携带错义突变(76􀆰5%)ꎬ小部分患者携带截短或者剪接突变(23􀆰5%)ꎮ和主动

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心肺血管病杂志2019年3月第38卷第3期 JournalofCardiovascular&PulmonaryDiseasesꎬMarch2019ꎬVol.38ꎬNo.3

脉Z评分<3的儿童患者相比ꎬ主动脉Z评分≥3的儿童患者有更多的患者携带截短或者剪接突变(70􀆰0%vs.23􀆰5%ꎬP<0􀆰05)ꎬ差异有统计学意义ꎬ故携带截短或者剪接突变的儿童患者主动脉扩张的程度更高(表2)ꎮ

信号通路的异常有关[10 ̄12]ꎬ在MFS患者中ꎬFBN1基因的突变导致TGP ̄β配体的释放失控ꎬ上调经典和非经典TGP ̄β信号通路ꎬ从而导致TGP ̄β靶基因的过度表达ꎬ进而导致原纤维蛋白的异常ꎬ引发MFS的临床表型ꎮ

表1 27例患者FBN1基因突变类型测序结果

 错义项目例数16截短8剪接3总计

27

表2 27例患者的主动脉Z评分组间FBN1基因

突变类型分布[n(%)]

 主动脉项目

Z≥3分(n=10)错义突变3(30􀆰0)截短和剪接突变

7(70􀆰0)主动脉Z<3分(n=17)

13(76􀆰5)

4(23􀆰5)

 表型关系 3.FBN1[9]变的患者中ꎬ 基因中半胱氨酸相关基因突变与临床按照突变是否和半胱氨酸相关将患者本研究发现16例携带FBN1错义突分为两个亚组FBN1突变ꎬ另ꎬ一其中一组有组有8例8携例携带半胱氨酸相关FBN1带非半胱氨酸相关

更容易出现晶状体异位的趋势突变ꎬ携带半胱氨酸相关突变的儿童患者有(P=0􀆰119ꎬ表3)ꎮ

表3 半胱氨酸相关FBN1基因突变与晶状体异位

项目半胱氨酸相关突变

非半胱氨酸相关突变

总计88晶状体异位51P值

0􀆰119

讨 论

MFS自已经有Dietz20等

[5]

余年第一次发现ꎬFBN1基因编码的原纤维蛋白FBN1基因突变导致

性纤维的形成至关重要1是一种糖蛋白ꎬ广泛的分布在细胞外基质中ꎬFBN1基因的突变会引起ꎬ对弹

原纤维蛋白1的异常ꎬ从而引起MFS的一系列表型ꎮ人们对这其中的发病机制进行了深入的研究ꎮ有研究认为ꎬFBN1基因突变引起MFS的机制可以用单倍剂量不足和显性负效应两种机制来解释ꎬ单倍剂量不足指一个等位基因突变后ꎬ另一个等位基因能正常表达ꎬ但这只有正常水平50%的蛋白质不足以维持细胞正常的生理功能ꎻ显性负效应指某些蛋白突变后不仅自身无功能ꎮ近来也有研究发现ꎬ还能抑制或阻断其他蛋白的作用

[3]

ꎬMFS和TGP ̄β

人们也对MFS基因型和临床表型的关联进行了大量的研究ꎬ但是只获得了为数不多的发现ꎮ有研究发现FBN1基因发生半胱氨酸替换与晶状体异位有关[9]发生主动脉事件ꎻ携带截短或者剪接突变的[13]者更多地出现了鸡胸ꎻFBN1、硬脑膜扩张单倍剂量不足突变的患MFS患者更易、皮纹等表现[14]并且这些患者有更高的风险出现主动脉事件和心血ꎬ管相关的死亡[15]ꎻFBN1容易发基因第生主47动脉号外显子跳跃突FBN1变的MFS患者更相关疾病[16]ꎻ

者严重的基因MFS24 ̄32表型相关号外显子的突变和新生儿[17]MFS或本研究是中国人群中少有的有关儿童ꎮ

MFS患者的研究ꎬ我们发现在中国人群中携带截短或剪接突变的儿童MFS患者主动脉扩张的程度更高ꎬ相比之下携带错义突变的儿童MFS患者主动脉扩张程度较小ꎬ这一发现和Baudhuin等[13]的发现ꎬ在某种层面上是一致的ꎬ他们的结果提示携带截短或剪接突变的患者更易出现主动脉事件(主动脉瘤和主动脉夹层)ꎮ

本研究也存在局限性ꎬ首先ꎬ北京安贞医院是中国最大的MFS诊疗中心之一ꎬ这些儿童患者可能都有比较严重的表型ꎻ其次ꎬ患者人数相对较少ꎬ数据可能有所偏倚ꎻ再者ꎬ很多新报道的突变的判定都是基于生物信息学的分析和相关软件的预测ꎬ缺少对应的功能学实验ꎻ在以后的研究中ꎬ我们会做出相应的改进ꎮ

总之ꎬ主动脉相关的表型仍然是MFS患者最严重的临床表现ꎬ本研究发现携带截短或剪接突变的儿童MFS患者的未来临床诊疗具有重要的意义MFS患者主动脉扩张的程度更高ꎬ这对儿童ꎮ

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(上接第231页)

妇及其家庭都有极大的危害ꎬ在充分产前检查的同时还需注意产妇分娩后的恢复情况ꎻ本次研究再次证实避免妊娠期感染、营养不良、围生期高血压等对避免该疾病有很大的积极意义

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(2018 ̄11 ̄22收稿)

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agementofpatientswithsevereacuteperipartumcardiomyopathy:

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