新生兒常見致聾基因突變位點(diǎn)的大樣本篩查分析

孫雪晶，席作明，張　靜，劉保彥，黃　鑫，周　林，趙　青

(聊城市產(chǎn)前診斷中心 東昌府區(qū)婦幼保健院檢驗(yàn)中心，山東 聊城 252000)

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新生兒常見致聾基因突變位點(diǎn)的大樣本篩查分析

孫雪晶，席作明，張靜，劉保彥，黃鑫，周林，趙青

(聊城市產(chǎn)前診斷中心 東昌府區(qū)婦幼保健院檢驗(yàn)中心，山東 聊城 252000)

[摘要]目的探討新生兒常見聾病易感基因突變位點(diǎn)分布情況，為臨床干預(yù)奠定基礎(chǔ)。方法采用實(shí)時熒光聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)技術(shù)對11 121例新生兒進(jìn)行常見聾病易感基因突變位點(diǎn)篩查，篩查位點(diǎn)為我國常見的3個致聾基因GJB2(c.235 del C、c.299-300 del AT)、線粒體DNA 12S rRNA(c.1494 C>T、c.1555 A>C)和SLC26A4 (c.2168 A>G、c.IVS7-2 A>G)的6個突變位點(diǎn)；基因突變者進(jìn)行測序驗(yàn)證及聽力診斷。結(jié)果11 121例新生兒中發(fā)生耳聾基因突變者517例，其中純合突變39例、雜合突變469例、單基因復(fù)合雜合突變2例，雙基因復(fù)合雜合突變7例，陽性率4.65%?；蛲蛔儼ǎ篏JB2突變286例(包括2例c.235 del C雜合突變復(fù)合c.299-300 del AT雜合突變)；線粒體DNA 12S rRNA 基因突變189例；SLC26A4基因突變35例；雙基因復(fù)合雜合突變7例，男嬰耳聾基因突變陽性率顯著高于女嬰(χ2=8.653，P<0.01)。測序結(jié)果與PCR結(jié)果一致，517例基因突變新生兒中13例發(fā)生聽力損傷，其中輕度6例，中度3例，極重度4例。結(jié)論GJB2基因的 c.235 del C位點(diǎn)突變率最高，其次為SLC26A4基因的 c.IVS7-2A>G位點(diǎn)，線粒體DNA 12S rRNA 基因的c.1494C>T位點(diǎn)突變極低，不屬于本地區(qū)的致聾熱點(diǎn)基因，且男女嬰之間突變陽性率存在顯著差異，為該地區(qū)耳聾基因篩查方向提供了重要依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]耳聾基因；突變；新生兒；篩查；大樣本

新生兒聽力損失是較常見的出生缺陷之一，先天性耳聾在新生兒期的發(fā)病率約為1‰～3‰，是由多種環(huán)境和/或遺傳因素共同作用導(dǎo)致[1-2]。先天性聽力損失嚴(yán)重地影響兒童言語、認(rèn)知和情感的發(fā)育，而它的早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療則是避免因聾致啞、促進(jìn)患兒發(fā)育的有效措施。隨著分子生物學(xué)和遺傳學(xué)研究的逐漸深入，與耳聾相關(guān)的遺傳性易感基因GJB2、線粒體DNA 12S rRNA和SLC26A4基因逐漸被確立[3]。新生兒聾病易感基因檢測可明確部分遺傳性耳聾的發(fā)病原因，并為耳聾的早期診斷、干預(yù)和預(yù)防提供重要依據(jù)。為此，本研究選取中國人群中最常見的3個致聾基因GJB2、線粒體DNA 12S rRNA和SLC26A4的6個位點(diǎn)對2014年在本院出生的11 121例新生兒進(jìn)行檢測，為臨床干預(yù)提供循證決策數(shù)據(jù)。

1資料和方法

1.1研究對象

2014年1月至12月，本院出生的11 121例新生兒(來自聊城市區(qū)和轄區(qū)8個縣市)，其中男嬰5 892例，女嬰5 088例，男女比率為1.16：1。

1.2血樣采集

在家長知情同意的原則上，填寫新生兒信息卡，并簽署耳聾基因篩查知情同意書，在新生兒出生后3～7d，嚴(yán)格按照采血規(guī)范采集新生兒足跟血100μL至新生兒遺傳篩查采樣卡，在通風(fēng)環(huán)境中自然晾干。

1.3DNA提取

取直徑約為3mm血片于1.5mL無菌EP管中，加雙蒸水500μL，室溫放置5min，期間震蕩2～3次，12 000r/min，相對離心力為17 600g，離心1min，棄上清；重復(fù)上述步驟至血片無色，加入200μL DNA提取液(提取液應(yīng)充分混勻，使顆粒懸浮)。100℃水浴8min，取出震蕩15～30s，12 000r/min，相對離心力為17 600g，離心5min。取上清用于檢測。DNA提取液由濟(jì)南英盛生物技術(shù)有限公司提供。

1.4耳聾基因突變位點(diǎn)篩查

1.4.1檢測位點(diǎn)

選取中國常見熱點(diǎn)致聾基因GJB2基因c.235 del C、c.299-300 del AT位點(diǎn)、線粒體DNA 12S rRNA c.1494C>T、c.1555A>C位點(diǎn)和SLC26A4基因的c.2168A>G、c.IVS7-2A>G位點(diǎn)進(jìn)行檢測。

1.4.2檢測方法

根據(jù)耳聾基因檢測試劑盒(濟(jì)南英盛生物技術(shù)有限公司)要求，采用熒光聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)法進(jìn)行基因突變位點(diǎn)篩查，具體步驟：將PCR反應(yīng)液室溫下完全解凍、混勻、瞬時離心后分裝入PCR反應(yīng)管中，每管13μL反應(yīng)液，再加入2μL待測DNA模板，在實(shí)時熒光定量PCR分析儀(美國ABI-vii7)上進(jìn)行擴(kuò)增。按標(biāo)準(zhǔn)操作流程設(shè)置PCR參數(shù)，并設(shè)定FAM、VIC通道進(jìn)行檢測。每批次試驗(yàn)均設(shè)定陰陽質(zhì)控以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.4.3結(jié)果判讀

PCR擴(kuò)增結(jié)束后，根據(jù)試驗(yàn)調(diào)節(jié)擴(kuò)增曲線基線和閾值，并轉(zhuǎn)換為“線性函數(shù)linear”，查看儀器自動讀取的Ct值，結(jié)合FAV通道、HEX通道的擴(kuò)增曲線來判斷實(shí)驗(yàn)的有效性并判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果，擴(kuò)增曲線為“S”型，且Ct值<35，表示陽性；擴(kuò)增曲線為“S”型，且Ct值>35表示陰性，HEX通道的擴(kuò)增曲線為陽性時表示突變。檢測結(jié)果用“野生型”、“純合突變”和“雜合突變”表示，當(dāng)FAV和HEX通道曲線均為陰性時，實(shí)驗(yàn)判斷無效。突變類型曲線見圖1。

純合突然

雜合突變

野生型

圖1　　不同突變類型曲線

1.5基因測序

對所有陽性結(jié)果所有上述PCR陽性檢測結(jié)果均用DNA測序方法(儀器型號：ABI3500)進(jìn)行了驗(yàn)證。

1.6聽力診斷

對所有耳聾基因陽性者，采用聽性腦干反應(yīng)、多頻穩(wěn)態(tài)誘發(fā)電位(ASSR)、聲導(dǎo)抗測聽(AIA)、畸變產(chǎn)物耳聲發(fā)射(DPOAE)、聽性行為測試及耳科檢查，部分小兒行顳骨CT掃描等方法，進(jìn)行聽力診斷，綜合評估聽力情況。根據(jù)國際衛(wèi)生組織(WHO-1997)判斷標(biāo)準(zhǔn)將聽力損失分為輕度、中度、重度和極重度四級。

1.7統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 16.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，組間計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α為0.05。

2結(jié)果

2.1耳聾基因檢測結(jié)果分析

11 121例新生兒中含有耳聾基因突變者517例，總突變率為4.65%，其中GJB2突變286例(包括2例c.235 del C雜合突變復(fù)合c.299-300 del AT雜合突變)、線粒體DNA 12S rRNA基因突變189例、SLC26A4基因突變35例。另外，還檢測出雙基因的復(fù)合雜合突變7例，見表1。

2.2耳聾基因突變在男、女嬰兒間的分布頻率比較分析

在11 121例新生兒中，男嬰5 892人，女嬰5 088人，男嬰耳聾基因突變陽性為289人，陽性率為4.90%，女嬰耳聾基因突變191例，突變陽性率為3.75%，男嬰耳聾基因突變陽性率顯著高于女嬰(P<0.01)。GJB2基因c.235 del C位點(diǎn)及SLC26A4基因在男嬰中的分布頻率顯著高于女嬰(P<0.05)，見表2。

表111 121例耳聾基因篩查各基因位點(diǎn)的突變例數(shù)及突變頻率

Table 1 The number and frequency of mutational sites at deafness-related genes in 11 121 cases of neonates

表2耳聾基因不同突變位點(diǎn)在男女中的突變頻率

Table 2 The mutation frequency of different genetic mutational sites at deafness-related genes in female and male neonates

2.3聽力損失新生兒基因型與臨床表型分析

通過聽力診斷，517例基因突變新生兒中發(fā)現(xiàn)有13例聽力損傷，其中輕度6例，中度3例，極重度4例。聽力損失新生兒的基因型與臨床表型見表3。

表3聽力損失新生兒的基因型和臨床表型分析

Table 3 Analysis of genotype and clinical phenotype in neonates suffering from hearing loss

3討論

我國每年通過新生兒聽力篩查發(fā)現(xiàn)的聽障兒童約為3萬，但實(shí)際每年新增的耳聾患者有5～6萬，漏篩的耳聾患者主要是遲發(fā)性耳聾和藥物性耳聾。先天性耳聾可由不同的等位基因或基因座突變所引起，具有明顯的異質(zhì)性，不同的基因突變導(dǎo)致的耳聾臨床表型具有多樣性，所有的遺傳和環(huán)境因素致聾在同一種族或不同種族之間會有極大的差異[4-5]。本實(shí)驗(yàn)通過對聊城地區(qū)大樣本新生兒常見聾病易感基因的檢測探討該地區(qū)耳聾基因突變情況，給臨床指導(dǎo)和干預(yù)奠定基礎(chǔ)。

3.1聊城地區(qū)常見熱點(diǎn)耳聾基因攜帶類型及突變頻率

聊城地區(qū)11 121例新生兒耳聾基因突變率為4.65%，與北京市2012年耳聾基因篩查陽性率4.48%相似[6]，高于國內(nèi)其他文獻(xiàn)報道2.87%～3.94%的陽性率[7-8]。其中，突變率最高的是GJB2基因的c.235 del C位點(diǎn)(2.10%)，占耳聾基因突變總?cè)藬?shù)的45.3%(234/517)，其次為SLC26A4基因的c.IVS7-2A>G位點(diǎn)(1.49%)，占突變總?cè)藬?shù)的32.1%(166/517)，兩基因位點(diǎn)占突變總?cè)藬?shù)的77.4%。然而，線粒體DNA 12S rRNA基因的c.1494C>T位點(diǎn)僅檢出1例雜合突變，在新生兒篩查群體中的攜帶率僅為0.01%，說明聊城地區(qū)新生兒中該位點(diǎn)突變極少，不屬于本地區(qū)的致聾熱點(diǎn)基因，其余位點(diǎn)均有不同程度的檢出率。這對聊城地區(qū)耳聾基因的普遍篩查具有較大的指導(dǎo)意義。

3.2耳聾基因不同突變位點(diǎn)在男嬰、女嬰中的突變頻率

在11 121例新生兒中，男嬰耳聾熱點(diǎn)基因突變陽性為289人，陽性率為4.90%，女嬰耳聾基因突變191例，突變陽性率為3.75%，男嬰耳聾熱點(diǎn)基因突變總陽性率顯著高于女嬰(P<0.01)。其中GJB2基因c.235 del C位點(diǎn)及SLC26A4基因在男嬰中的分布頻率顯著高于女嬰(P<0.05)，其它基因位點(diǎn)在男嬰和女嬰的陽性突變率無顯著差異。

3.3聽力損失新生兒基因型與臨床表型的相關(guān)性及臨床指導(dǎo)意義

GJB2基因突變導(dǎo)致的耳聾臨床表型多樣，可表現(xiàn)為先天性耳聾和遲發(fā)性耳聾，純合突變患者多數(shù)表現(xiàn)為重度或極重度耳聾。發(fā)病年齡可從新生兒至成人，本研究發(fā)現(xiàn)GJB2基因突變者284例，占耳聾基因總突變的54.9%(284/517)，與文獻(xiàn)報道GJB2基因突變是我國非綜合征性感音神經(jīng)性耳聾的主要致病基因一致[8]。該研究中GJB2基因的純合突變、復(fù)合雜合突變、雜合突變均診斷出不同臨床表型的的先天性耳聾患者，其中，3例c.235 del C位點(diǎn)純合突變患者均為重度聽力障礙，目前2例已佩戴助聽器，1例已進(jìn)行人工耳蝸移植；1例c.299-300 del AT純合突變和1例GJB2單基因復(fù)合雜合突變者(c.235 del C雜合復(fù)合c.299-300 del AT雜合突變)診斷為中度耳聾，已佩戴助聽器；1例GJB2基因的c.235 del C位點(diǎn)雜合新生兒診斷為輕度耳聾，測序結(jié)果未發(fā)現(xiàn)該基因其他位點(diǎn)的復(fù)合突變，通過追蹤隨訪，目前暫未發(fā)現(xiàn)其他導(dǎo)致先天性聽力障礙的非遺傳因素。本中心已告知家長密切注意孩子聽力情況并定期復(fù)查，并將進(jìn)一步跟蹤該例嬰兒的聽力損失發(fā)展情況。GJB2基因的c.235 del C位點(diǎn)雜合突變的新生兒患者提示單基因雜合突變也是可能發(fā)生耳聾，應(yīng)列為高危人群定期監(jiān)測聽力情況，避免遲發(fā)性耳聾。檢測出的279例GJB2基因雜合突變者，將來生育時如果配偶也為GJB2基因雜合突變攜帶者，下一代將有1/4的概率為先天性耳聾，有1/2的概率為攜帶者。通過婚育指導(dǎo)和產(chǎn)前檢測，可有效預(yù)防和避免聾兒的出生。

SLC26A4(PDS)基因是大前庭導(dǎo)水管綜合征的密切相關(guān)基因，研究顯示97.9%的大前庭導(dǎo)水管擴(kuò)大患者具有SLC26A4基因突變[6]。SLC26A4基因突變者可能會造成先天性耳聾、漸進(jìn)性耳聾，或因頭部外傷、劇烈運(yùn)動等因素導(dǎo)致的聽力下降，臨床表型多樣?；純罕仨毝ㄆ跈z查，對聽力下降者給予早期干預(yù)和治療，可取得理想的效果。該研究檢測出189例SLC26A4基因突變，基因突變率為1.70%，占基因突變者的36.6%(189/517)，僅次于GJB2基因的突變率。其中，3例c.IVS7-2A>G純合突變均診斷為中、重度耳聾，2例c.IVS7-2A>G雜合突變診斷為輕度耳聾，顳骨CT結(jié)果均顯示有大前庭導(dǎo)水管的擴(kuò)大，可能發(fā)展為重度感音神經(jīng)性耳聾。已告知家長嚴(yán)格防止頭部外傷、倒立，盡量避免感冒，禁止參加劇烈運(yùn)動，預(yù)防進(jìn)行性聽力損失。SLC26A4基因突變者后代的遺傳規(guī)律與GJB2基因突變者相同。

線粒體DNA(mtDNA)是氨基糖苷類抗生素所致的藥物性耳聾的高度易感基因，其遺傳方式為母系遺傳，臨床表型亦具有多樣性。該基因突變的引起的耳聾表型受種族背景、環(huán)境因素、氨基糖苷類用藥史、突變一致性等多種因素影響，致病性與個體對氨基糖苷類藥物的敏感性相關(guān)，但基因突變不接觸氨基糖苷類抗生素也會出現(xiàn)感音神經(jīng)性耳聾。本研究中檢出的35例該基因突變者，雖然目前未發(fā)現(xiàn)聽力異常，但是如果使用氨基糖苷類藥物就有可能造成突發(fā)性耳聾。本中心對所有Mt DNA 12S rRNA基因突變者給與"禁用氨基糖苷類抗生素等耳毒性藥物"提示卡片，并告知其母系親屬亦應(yīng)禁用耳毒性藥物，以避免耳聾的發(fā)生。

研究還發(fā)現(xiàn)了1例c.235 del C雜合復(fù)合c.IVS7-2 A>G6雜合突變者為輕度聽力損失，提示雙基因雜合突變也會有發(fā)生遲發(fā)性耳聾的幾率，同樣需要定期聽力檢查。本中心將對所有攜帶耳聾基因突變的新生兒進(jìn)行行為指導(dǎo)和用藥提示以及遠(yuǎn)期的婚配指導(dǎo)，并定期進(jìn)行隨訪，了解聽力情況，以避免和減少遲發(fā)性耳聾的發(fā)生和子代聾兒的出生。

綜上所述，在國內(nèi)常見耳聾基因位點(diǎn)中，GJB2基因的c.235 del C位點(diǎn)、SLC26A4基因的c.IVS7-2A>G位點(diǎn)為本地區(qū)重點(diǎn)突變基因，而線粒體DNA 12S rRNA基因的c.1494C>T位點(diǎn)突變極低，為該地區(qū)耳聾基因篩查方向提供了重要依據(jù)。新生兒耳聾基因篩查可以對先天性耳聾患者或高危兒進(jìn)行日常行為指導(dǎo)和臨床干預(yù)，避免遲發(fā)性耳聾的發(fā)生具有十分重要的意義。

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[專業(yè)責(zé)任編輯：周熙慧]

[收稿日期]2015-11-25

[基金項(xiàng)目]山東省醫(yī)藥衛(wèi)生科技發(fā)展計(jì)劃面上資助項(xiàng)目(2014WS0051)；聊城市醫(yī)學(xué)科研立項(xiàng)項(xiàng)目

[作者簡介]孫雪晶(1981-)，女，主管檢驗(yàn)師，主要從事分子生物學(xué)、遺傳學(xué)相關(guān)研究。

[通訊作者]趙青，副主任護(hù)師。

doi:10.3969/j.issn.1673-5293.2016.04.030

[中圖分類號]R764.4

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1673-5293(2016)04-0506-04

Analysis of large sample screening for mutational sites at common deafness-related gene in neonates

SUN Xue-jing, XI Zuo-ming, ZHANG Jing, LIU Bao-yan, HUANG Xin, ZHOU Lin, ZHAO Qing

(Liaocheng Prenatal Diagnosis Center, Test Center of Maternal and Child Health Institute of Dongchangfu District,Shangdong Liaocheng 252000, China)

[Abstract]Objective To investigate the distribution of mutational sites of common deafness-related susceptibility genes in neonates so as to lay a foundation for clinical interventions. Methods A total of 11 121 cases of neonates were screened for mutational sites of deafness-related susceptibility genes by using real-time fluorescence quantitative polymerasechain reaction technology. Screened sites were six mutational sites at three common deafness-related genes in China. Those genes were GJB2 (c.235 del C, c.299-300 del AT), mtDNA 12S rRNA (c.1494 C>T, c.1555 A>C) and SLC26A4 (c.2168 A>G, c.IVS7-2 A>G). Gene sequencing and hearing diagnosis were performed for individuals with mutant genes. Results Among 11 121 neonates, 517 cases were deafness-related mutant gene carriers, including 39 cases of homozygous mutations, 469 cases of heterozygous mutations, 2 cases of single-gene compound heterozygous mutations and 7 cases of double-gene compound heterozygous mutations. The positive rate was 4.65%. Among 517 cases of genetic mutations, 286 cases of GJB2 mutations (including 2 cases of compound heterozygous mutations of c.235 del C and c.299-300 del AT), 189 cases of mtDNA 12S rRNA gene mutations, 35 cases of SLC26A4 gene mutations and 7 cases of double-gene compound heterozygous mutations were included. The positive rate of deafness-related genetic mutations in females neonates was higher than that in males (χ2=8.653, P<0.01). The results of gene sequencing were consistent with PCR results. Among 517 cases of neonates with genetic mutations, 13 cases suffered from hearing impairment, including 6 mild cases, 3 moderate cases, and 4 extremely severe cases. Conclusion The mutation rate reaches its peak at the mutation site c.235 del C of gene GJB2, followed by c.IVS7-2A>G of gene SLC26A4. However, the mutation rate is extremely low at the mutation site c.1494C>T of mtDNA 12S rRNA, indicating that it is not a hot-spot deafness-related gene in this area. In addition, there is significant difference in positive rate of mutation between female and male neonates. The preceding results have provided important evidences for directing the screening of deafness-related genes in this area.

[Key words]deafness-related gene; mutation; neonates; screening; large sample

【出生缺陷預(yù)防】