FBN2基因突變與遺傳性結(jié)締組織病的發(fā)生

徐福如，蔣文君，張濤,3，姜倩,3，張瑞雪,3，畢宏生,3,4

綜述

基因突變與遺傳性結(jié)締組織病的發(fā)生

徐福如1,2，蔣文君2,3，張濤1,2,3，姜倩1,2,3，張瑞雪1,2,3，畢宏生1,2,3,4

1. 山東中醫(yī)藥大學(xué)，濟(jì)南 250014 2. 山東省中西醫(yī)結(jié)合眼病防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250002 3. 山東中醫(yī)藥大學(xué)眼科研究所，濟(jì)南 250002 4. 山東中醫(yī)藥大學(xué)附屬眼科醫(yī)院，濟(jì)南 250002

遺傳性結(jié)締組織病發(fā)生后通常會(huì)累及人全身各個(gè)系統(tǒng)，該類疾病的發(fā)生與構(gòu)成結(jié)締組織的纖維蛋白基因發(fā)生突變引起的蛋白異構(gòu)有關(guān)。原纖維蛋白-2 (fibrillin-2, FBN2)是微纖維重要組成部分，參與全身結(jié)締組織中彈性纖維的形成。基因突變與遺傳性結(jié)締組織病，如先天性攣縮性蜘蛛指樣癥(congenital contractural arachnodactyly, CCA)，黃斑變性(macular degeneration, MD)，肌病等密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)基因是目前唯一已知的CCA致病基因，且不同位點(diǎn)的突變與CCA患者一系列臨床表癥的關(guān)系密切。該基因也是MD的致病基因，是肌病的風(fēng)險(xiǎn)基因，并與其他結(jié)締組織病的發(fā)生有關(guān)。本文對(duì)基因突變引起的CCA、黃斑變性以及肌病等其他遺傳性結(jié)締組織病的臨床表癥及相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，以期為深入探究基因突變致病的具體分子機(jī)制提供基礎(chǔ)，為研究針對(duì)基因突變?cè)斐傻碾y治性疾病的治療藥物提供理論依據(jù)。

原纖維蛋白-2；基因突變；先天性攣縮性蜘蛛樣癥；黃斑變性；遺傳

遺傳性結(jié)締組織病的發(fā)生常與膠原蛋白和纖維蛋白出現(xiàn)異常密切相關(guān)，其病變會(huì)累及全身各個(gè)系統(tǒng)，原纖維蛋白-2 (fibrillin-2, FBN2)是微纖維重要組成部分，參與全身結(jié)締組織中彈性纖維的形成。研究表明，基因突變會(huì)導(dǎo)致蛋白組裝和轉(zhuǎn)運(yùn)障礙，引起FBN2蛋白合成減少或?qū)е庐悩?gòu)，影響彈性纖維的形成[1]。先天性攣縮性蜘蛛樣指癥(con-genital contracture arachnoid, CCA)為常見(jiàn)遺傳性結(jié)締組織病，據(jù)美國(guó)人類遺傳學(xué)中心(河濱科技)[2]DNA測(cè)序結(jié)果顯示，在27%~75%的CCA患者中發(fā)現(xiàn)基因突變，且基因是目前唯一已知的CCA致病基因?；蛲皇沁z傳性黃斑變性(macular degeneration, MD)的致病基因，是肌病的風(fēng)險(xiǎn)基因，并與其他結(jié)締組織疾病的發(fā)生有關(guān)。進(jìn)一步明確基因突變與CCA及其他結(jié)締組織病之間的關(guān)聯(lián)，有利于相關(guān)疾病的預(yù)防、早期和產(chǎn)前診斷，以及精準(zhǔn)醫(yī)療候選藥物的開(kāi)發(fā)。本文就基因突變引起的CCA、MD以及肌病等遺傳性結(jié)締組織病的臨床表征及相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為深入探究基因突變具體的分子遺傳學(xué)發(fā)病機(jī)制提供基礎(chǔ)，為研究針對(duì)基因突變?cè)斐傻碾y治性疾病的治療藥物提供新思路。

1 FBN2結(jié)構(gòu)與功能

1991年，Lee等[3]研究在MFS (Marfan syndrome)病因中的作用時(shí)，第一次分離出部分的cDNA，并通過(guò)原位雜交技術(shù)將基因定位于人類5號(hào)染色體長(zhǎng)臂，即5q23.3。Zhang等[4]使用該部分cDNA篩選了MG-63人骨肉瘤細(xì)胞系cDNA文庫(kù)，獲得了全長(zhǎng)的基因，其基因坐標(biāo)為128257909~128538041，基因長(zhǎng)度279.57 kb，包含65個(gè)外顯子，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為10 166 bp，mRNA包括10724個(gè)核苷酸，其中開(kāi)放閱讀框?yàn)?739個(gè)核苷酸，編碼含2912個(gè)氨基酸殘基且大小約350 kDa糖蛋白原纖維蛋白-2[5]。與FBN1結(jié)構(gòu)相似，F(xiàn)BN2含有47個(gè)表皮生長(zhǎng)因子樣重復(fù)序列(EGF)、7個(gè)TGF-β結(jié)合蛋白重復(fù)序列(TB)、2個(gè)雜交結(jié)構(gòu)域(Hyb)。但有所不同的是，F(xiàn)BN1和FBN2氨基末端區(qū)域分別富含脯氨酸和甘氨酸，這決定了二者在結(jié)構(gòu)和功能上的差異[6]。FBN1在無(wú)FBN2時(shí)也可形成微纖維，而FBN2只有在FBN1存在時(shí)，才能形成微纖維。47個(gè)EGF樣結(jié)構(gòu)域中43個(gè)含鈣結(jié)合保守的一致性序列，被稱為cb-EGF，由6個(gè)保守的半胱氨酸(Cys)殘基形成3個(gè)二硫鍵維持該結(jié)構(gòu)域蛋白質(zhì)折疊的穩(wěn)定性[7,8](圖1)。鈣離子結(jié)合序列可以直接耦合鈣離子或穩(wěn)定鈣離子結(jié)合位點(diǎn)，可避免FBN2被水解酶水解，并在FBN2與細(xì)胞外基質(zhì)其他成分的相互作用中起到重要作用。TB結(jié)構(gòu)域與潛伏性生長(zhǎng)因子同源，內(nèi)含８?jìng)€(gè)半胱氨酸殘基并形成４個(gè)二硫鍵，參與調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)中TGF-β的生物活性。雜交結(jié)構(gòu)域(Hyb)呈球形，由TB結(jié)構(gòu)域的N末端與cb-EGF結(jié)構(gòu)域的C末端融合形成，能夠產(chǎn)生廣泛的作用[9]。

以上各個(gè)結(jié)構(gòu)域的完整性確保了FBN2蛋白的穩(wěn)定性，從而發(fā)揮其在形成細(xì)胞外微纖維中的關(guān)鍵作用，并參與調(diào)節(jié)早期彈性纖維的組裝過(guò)程，使結(jié)締組織結(jié)構(gòu)保持完整，進(jìn)而維持人體關(guān)節(jié)的靈活和正常器官的發(fā)育及功能。基因突變引起FBN2蛋白異常表達(dá)，破壞結(jié)締組織正常結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致全身多個(gè)器官疾病的發(fā)生。

圖1 FBN2蛋白結(jié)構(gòu)域及突變位點(diǎn)

p.G1145D和p.E1144K均為第12cb-EGF結(jié)構(gòu)域的突變位點(diǎn)；p.C1393G為第18cb-EGF結(jié)構(gòu)域的突變位點(diǎn)；p.C1425Y為第19cb-EGF結(jié)構(gòu)域的突變位點(diǎn)；p.C1406R為第22cb-EGF結(jié)構(gòu)域的突變位點(diǎn)。

2 FBN2基因突變與先天性攣縮性蜘蛛樣指癥

CCA也稱Beals綜合征，是一種常染色體顯性遺傳的結(jié)締組織病，臨床表現(xiàn)多樣化，其特征為蜘蛛樣指、脊柱后凸，皺褶耳和肌肉發(fā)育不全等，這與MFS表征相似，但不同的是CCA患者中眼病和心臟發(fā)病率較低[10]。MFS患者常發(fā)生基因突變[11]。與基因突變相似，大多數(shù)與CCA相關(guān)的基因突變位于外顯子22~36中，突變類型包括錯(cuò)義突變、剪接突變、片段缺失等(表1)。

2.1 錯(cuò)義突變與相關(guān)的臨床表征

常見(jiàn)的基因突變類型為錯(cuò)義突變，會(huì)直接改變FBN2蛋白中的cb-EGF樣結(jié)構(gòu)域，影響細(xì)胞外基質(zhì)微纖維的形成，表現(xiàn)為以下3種途徑：(1)增加或減少cb-EGF樣結(jié)構(gòu)域中Cys殘基，影響二硫鍵的形成和蛋白質(zhì)的折疊；(2)改變蛋白質(zhì)中的鈣結(jié)合序列和結(jié)構(gòu)域間序列，降低蛋白質(zhì)對(duì)鈣離子的結(jié)合活性，使FBN2更易被水解；(3)影響各結(jié)構(gòu)域的組裝，改變蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象及分子間相互作用等。

2.1.1 半胱氨酸替代與相關(guān)的臨床表征

基因錯(cuò)義突變會(huì)導(dǎo)致cb-EGF結(jié)構(gòu)域中Cys被替代，而Cys殘基在不同物種間是高度保守的。當(dāng)此類突變發(fā)生后，二硫鍵斷裂造成FBN2結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，從而引起該蛋白功能異常。先前的研究發(fā)現(xiàn)，此類突變主要包括外顯子27中Cys1197Tyr和Gly1177Cys、外顯子28中Cys1239Arg、外顯子29中Cys1256Trp和Cys1267Arg等[12]。近10年間，基因新突變被不斷發(fā)現(xiàn)和報(bào)道。Guo等[13]和Deng等[14]分別在CCA家系中發(fā)現(xiàn)外顯子25突變c.3229T>G導(dǎo)致Cys1077Gly，外顯子29突變c.3769T>C導(dǎo)致Cys1257Arg。隨著基因測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步，突變所在蛋白結(jié)構(gòu)域的位置被進(jìn)一步確定。Liu等[15]和Zhou等[16]分別在CCA家系中發(fā)現(xiàn)外顯子32突變c.4216T>C和c.4177T>G，分別會(huì)導(dǎo)致第22cb-EGF結(jié)構(gòu)域中Cys1406Arg和18cb-EFG結(jié)構(gòu)域中Cys1393Gly。以上基因突變的CCA家系臨床癥狀具有多樣性的特征，詳見(jiàn)表1。而Chen等[17]在1對(duì)CCA父子中發(fā)現(xiàn)外顯子33突變c.4274G>A導(dǎo)致第19cb-EGF結(jié)構(gòu)域中Cys1425Tyr。其兒子在遺傳了父親的臨床表征(如皺縮耳，細(xì)長(zhǎng)指，肘膝關(guān)節(jié)攣縮癥等)外，還存在其他并發(fā)癥，主要表現(xiàn)為L(zhǎng)5隱形脊柱裂、深髖臼窩、小腿肌肉發(fā)育不良等。

表1 不同類型的FBN2基因突變CCA患者的臨床表征

“+”表示陽(yáng)性；“–”表示陰性。

2.1.2 其他氨基酸替代與相關(guān)的臨床表征

基因錯(cuò)義突變也可引起其他氨基酸替代，如天冬氨酸(Asp)，天冬酰胺(Asn)以及甘氨酸(Gly)。You等[8]在中國(guó)三代CCA家系發(fā)現(xiàn)外顯子26突變c.3434G>A導(dǎo)致第12cb-EGF結(jié)構(gòu)域中Gly1145Asp。該突變引起親水性氨基酸被取代，氨基酸從中性變?yōu)樗嵝?，改變了氨基酸殘基?cè)鏈構(gòu)象，使相鄰殘基在空間發(fā)生上沖突，破壞了氫鍵的形成，影響蛋白質(zhì)折疊結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。此類成人患者僅出現(xiàn)蜘蛛腳樣指、屈曲指和關(guān)節(jié)攣縮。但是，如果新生兒發(fā)生該類型突變會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的并發(fā)癥。新生兒CCA患者的外顯子30發(fā)生c.3973G>A，導(dǎo)致p.Asp1325Asn，患兒臨床表現(xiàn)為蜘蛛樣指、多關(guān)節(jié)攣縮、耳朵皺縮、微小頜畸形和駝背等[18]。此外，Renner等[19]在CCA伴主動(dòng)脈疾病的患者中發(fā)現(xiàn)c.1610A>G導(dǎo)致Asp-537Gly?；虬l(fā)生其他氨酸替代突變時(shí)，其病變累及全身結(jié)締組織程度不等，會(huì)造成CCA患者不同程度的臨床表征差異(表1)。

2.2 剪接突變與相關(guān)的臨床表征

剪接突變會(huì)造成基因開(kāi)放閱讀框內(nèi)發(fā)生外顯子跳躍，從而影響蛋白的轉(zhuǎn)錄和翻譯，導(dǎo)致FBN2蛋白結(jié)構(gòu)域縮短或表達(dá)減少，引起微纖維組裝障礙，進(jìn)而由微纖維構(gòu)成的細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生紊亂以及全身結(jié)締組織異常，最終造成全身器官疾病的發(fā)生。

Takeda等[20]在日本四代CCA家系發(fā)現(xiàn)c.4222+ 5G>A (IVS32+5G)A)導(dǎo)致外顯子32跳躍，此類突變患者伴有主動(dòng)脈擴(kuò)張和A型夾層的嚴(yán)重并發(fā)癥，且出現(xiàn)馬凡式體位。Mehar等[21]在一例新生兒CCA中發(fā)現(xiàn)c.3724+1G>A，該突變破壞剪接位點(diǎn)的共有序列，計(jì)算機(jī)模擬預(yù)測(cè)顯示外顯子28跳躍。該患兒出生時(shí)，表現(xiàn)出小頜骨和外耳畸形、先天性多關(guān)節(jié)攣縮、雙側(cè)蜘蛛樣指/趾、胸腰段脊柱側(cè)凸、肌肉發(fā)育不全等癥狀。但患兒父母健康，基因型正常，說(shuō)明該突變是新發(fā)生的，這更加確定基因突變是CCA的致病原因。另外，Inbar-Feigenberg等[22]在一例新生兒CCA患者中鑒定出基因致病突變c.3725-15A>G，該患兒除典型的癥狀外還存在心血管疾病和肌肉病變(表1)。

綜上所述，隨著對(duì)CCA遺傳病因的深入研究，在臨床表征各異的CCA患者中不斷地鑒定出基因不同類型的新突變。此外，基因修飾、環(huán)境因素及突變都可能與CCA臨床表征有關(guān)，CCA家系間和家系內(nèi)相同突變個(gè)體的臨床表征也存在差異，表明通過(guò)基因型無(wú)法預(yù)測(cè)到CCA患者所有臨床表癥，這增加了CCA的診治難度。

2.3 片段缺失和雜合變異與相關(guān)的臨床表征

基因的片段缺失可導(dǎo)致新生兒死亡，單個(gè)或兩個(gè)基因突變引起新生兒全身器官發(fā)育異常，出現(xiàn)嚴(yán)重并發(fā)癥甚至危及生命。Inbar-Feigenberg等[21]在胎兒產(chǎn)前羊水細(xì)胞微陣列分析中檢測(cè)到基因有103.3 kb的缺失，出生后新生兒具有典型CCA臨床表癥外，還出現(xiàn)頜骨和外耳畸形，而且肌肉體積減少，肌肉張力差和嘔吐反射減弱，新生兒反應(yīng)無(wú)法引出，患兒于出生后第7天死亡。Laillaureix等[23]報(bào)道了第一例引起新生兒致死的基因馬賽克缺失，其中缺失最小段約116 kb (chr.5：127663810~127779670)，最大段135 kb (chr.5：127656238~127791139)，后者包括外顯子7-34 (chr.5：127656238~127791139)。該新生兒出現(xiàn)多發(fā)性屈曲攣縮，蜘蛛樣指，耳朵皺縮，肌肉發(fā)育不全和心血管疾病等?；騼?nèi)缺失發(fā)生在“新生兒(neonatal)”區(qū)域(即外顯子23~34，在基因中該區(qū)域的突變可導(dǎo)致新生兒嚴(yán)重的MFS)，或者閱讀框架內(nèi)?；騼?nèi)缺失可能涉及整個(gè)基因，嚴(yán)重破壞微纖維組裝，引發(fā)新生兒出現(xiàn)致死性CCA癥狀。Aggarwal等[24]在29周胎兒臍帶血中發(fā)現(xiàn)致病性和雙雜合子變異，突變位于基因的外顯子49c.6004C>T，導(dǎo)致p.Pro2002Ser，基因突變位于外顯子23c.2945G>T，導(dǎo)致p.Cys982-Phe。該混合變異引起患兒臨床表癥與Beals和MFS的表型重合(表1)，患兒在分娩時(shí)死亡。

新生兒突變往往比較嚴(yán)重，有致死地可能性，必要時(shí)應(yīng)給予父母遺傳咨詢，提供產(chǎn)前分子診斷。CCA作為罕見(jiàn)的常染色體顯性疾病影響后代幾率為50%，應(yīng)給予父母遺傳咨詢，疑似病例可通過(guò)羊膜穿刺術(shù)或絨毛膜絨毛取樣進(jìn)行產(chǎn)前檢查并提供分子診斷，來(lái)檢測(cè)家族性基因突變。

3 FBN2基因突變與其他遺傳性結(jié)締組織病

3.1 FBN2基因突變與黃斑疾病

研究表明FBN2蛋白位于Bruch膜，并在年齡相關(guān)性黃斑變性(age-related macular degeneration, AMD)眼中表達(dá)減少，在10 337例ADM患者和11 174例對(duì)照組中鑒定出一個(gè)常見(jiàn)基因的非同義變異體rs154001c.2893G>A，導(dǎo)致p.Val965Ile，該突變與AMD有關(guān)聯(lián)(OR=1.10; p=3.79×10–5)[7]。Maheswar等[25]在有玻璃膜疣表型的AMD發(fā)現(xiàn)基因罕見(jiàn)錯(cuò)義突變c.976G>A (p.Pro326Ser)和c.4141G>T (p.His1381Asn)，前者為良性，后者具有致病性，表明該基因與ADM有關(guān)。Ratnapriya1等[7]在兩代常染色體顯性遺傳的MD家系中鑒定出基因突變c.3430G>A，導(dǎo)致第12cb-EGF結(jié)構(gòu)域中p.Glu1144LyS。因Ca2+結(jié)合腔的負(fù)電荷有助于維持蛋白質(zhì)折疊結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性并能夠保證兩個(gè)相鄰cb-EGF結(jié)構(gòu)域的相對(duì)取向，而該突變使Ca2+結(jié)合腔引入正電荷，降低了鈣結(jié)合的親和力，使相鄰cb- EGF的相對(duì)取向發(fā)生順時(shí)針改變，進(jìn)而影響FBN2蛋白結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。FBN1和FBN2聚合成10 nm微纖維，位于Bruch膜中心層，其兩側(cè)為膠原蛋白。Bruch膜能夠阻止脈絡(luò)膜毛細(xì)血管中的代謝物到達(dá)視網(wǎng)膜色素上皮層，當(dāng)Bruch膜超微結(jié)構(gòu)改變時(shí)，造成沉積物積累。AMD患者發(fā)生基因變異使眼組織中蛋白表達(dá)減少或喪失，影響了彈性蛋白纖維的包裝，改變了柔韌性、滲透性，從而破壞了Bruch膜的屏障特性，加速脂質(zhì)、免疫復(fù)合物和其他碎片的累積。另外，Shi 等[26]在Fbn2–小鼠眼睛表型中發(fā)現(xiàn)，與正常小鼠相比，Fbn2成年小鼠瞳孔膜微纖維排列紊亂，瞳孔不能正?；乜s，懸韌小帶分布不均勻，表現(xiàn)為在晶體赤道部分布較多，并影響附著部位晶體纖維細(xì)胞的分化。這說(shuō)明基因在小鼠眼的發(fā)育過(guò)程中也發(fā)揮著關(guān)鍵作用，未來(lái)小鼠可用作研究基因在黃斑變性的作用的動(dòng)物模型。

MD受年齡、性別、遺傳等多種因素復(fù)合作用的影響，其中，基因罕見(jiàn)和常見(jiàn)變異可導(dǎo)致MD疾病的發(fā)生，但目前基因突變?cè)贛D患者報(bào)道不多見(jiàn)，隨基因檢測(cè)技術(shù)的提高以及患者對(duì)視力的需求的提升，基因突變?cè)贛D病因機(jī)制中的作用仍需進(jìn)一步探究。

3.2 FBN2突變與肌病

遺傳性肌肉變性疾病顯著影響健康且伴有多種癥狀，如肌肉無(wú)力，心肌病和或精神發(fā)育遲滯。Dorota等[27]在一例13.5歲的嚴(yán)重肌無(wú)力患兒中發(fā)現(xiàn)基因剪切突變c.41T>G導(dǎo)致p.Leu14Arg。患兒父母和兄弟基因均為雜合子，而他的基因卻發(fā)生純合變異。Leu14位于第一個(gè)EGF樣結(jié)構(gòu)域前110殘基N末端序列中，28殘基-N末端是保證蛋白質(zhì)正確分泌所需的信號(hào)肽，該突變破壞了該信號(hào)識(shí)別區(qū)域，顯著影響蛋白質(zhì)的正確分泌，導(dǎo)致細(xì)胞外微纖維中FBN2蛋白水平異常，進(jìn)而影響彈性纖維彈性和延伸，導(dǎo)致肌肉發(fā)育異常。該患兒全身皮膚可見(jiàn)明顯花紋，伸肌出現(xiàn)嚴(yán)重肌肉無(wú)力，腿部和臀部肌肉輕度無(wú)力，且脊柱前凸，馬蹄足，膝關(guān)節(jié)伸直困難，頻繁髕骨脫位，軀干彎曲，容易疲勞且勞累時(shí)會(huì)呼吸困難。

研究還發(fā)現(xiàn)小鼠基因位于18號(hào)染色體編碼含2907個(gè)氨基酸的FBN2蛋白，與人FBN2蛋白具有97%的同源性[28]，因此小鼠可作為研究該基因的作用的動(dòng)物模型。乙?；鶃喯趸?ENU)誘變是揭示影響肌肉發(fā)育和功能的突變有效工具。Gaynor等[29]研究發(fā)現(xiàn)ENU誘變引起小鼠發(fā)生純合的Mariusz變異中攜帶基因的無(wú)義突變c.14T>A導(dǎo)致終止密碼子(TAG)替換亮氨酸(TTG)的密碼子，F(xiàn)BN2蛋白2907個(gè)氨基酸縮短到620個(gè)氨基酸，造成小鼠嚴(yán)重肌無(wú)力表型。此外，Gerhard 等[30]在新生Fbn2/小鼠中發(fā)現(xiàn)，白色脂肪異常堆積，肌肉組織出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷，發(fā)生呼吸衰竭死亡。成年Fbn2小鼠肌酸激酶水平升高，表現(xiàn)為持續(xù)肌無(wú)力，與p.Leu14Arg突變導(dǎo)致的臨床表癥相似。

綜上所述，F(xiàn)BN2蛋白能夠維持肢體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的肌肉結(jié)構(gòu)的完整性，臨床和動(dòng)物模型研究結(jié)果表明基因突變是導(dǎo)致肌病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)基因，未來(lái)仍需進(jìn)一步研究基因突變?cè)诩o(wú)力的發(fā)病的作用，為研究治療手段提供新思路。

3.3 其他

除了上述疾病之外，基因突變還與其他結(jié)締組織病的發(fā)生相關(guān)。2017年，袁帥等[31]在1例典型Stanford B型主動(dòng)脈夾層患者中發(fā)現(xiàn)基因突變c.6833C>T (p.T2278)，該變異為家族性胸主動(dòng)脈瘤和主動(dòng)脈夾層高度可疑的致病突變。2019年，Todhunter等[32]在芬蘭人群中，通過(guò)隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)攜帶FBN2rs331069 (T>C)多態(tài)變異體的受試者患動(dòng)脈粥樣硬化血栓性疾病比例高。提示基因多態(tài)性可能是心血管疾病的危險(xiǎn)因素。2014年，Khoury等[33]使用TaqMan分析135例跟腱病(AT)和141例前十字韌帶破裂(ACL)患者以及對(duì)照組的rs331079變異體，顯示基因內(nèi)含子7內(nèi)的rs331079與AT和ACL破裂密切相關(guān)。Buchan等[34]在嚴(yán)重脊柱側(cè)突的患者中發(fā)現(xiàn)基因的罕見(jiàn)變異，變異體位于整個(gè)基因，包括CCA患者中基因常發(fā)生變異的外顯子24-34區(qū)域，如p.Arg1021Cys、p.Ile1116Ser、p.Leu1125Val以及p.Gly1271Ala。股動(dòng)脈瘤患者[35]基因測(cè)序中發(fā)現(xiàn)基因中的雜合子變體c.8506A>G。張建華等[36]研究還發(fā)現(xiàn)基因甲基化與食管癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，可以作為一種潛在的抑癌基因。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

FBN2蛋白廣泛存在于結(jié)締組織的細(xì)胞外基質(zhì)中，基因突變可引起結(jié)締組織異常并累及全身各個(gè)系統(tǒng)。近年來(lái)CCA患者中新的基因突變位點(diǎn)不斷被報(bào)道，該基因突變類型及位點(diǎn)的差異與CCA患者不同的臨床表征密切相關(guān)。此外，基因突變還被發(fā)現(xiàn)是MD的致病基因，并且與肌病以及其他結(jié)締組織病相關(guān)。

目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的與遺傳性結(jié)締組織病有關(guān)的突變位點(diǎn)覆蓋人群尚少，且缺少基因突變與不同臨床表征關(guān)系的深入研究。在今后的研究中，可利用二代和三代基因測(cè)序技術(shù)在更大的患者人群中鑒定基因新突變位點(diǎn)，并明確突變與相應(yīng)疾病表型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)實(shí)現(xiàn)早期產(chǎn)前診斷和預(yù)測(cè)個(gè)體疾病的發(fā)展規(guī)律具有重要意義。另外，基因突變?cè)谶z傳性結(jié)締組織病中致病的分子機(jī)制亟代探討，未來(lái)可利用動(dòng)物和細(xì)胞模型進(jìn)一步研究FBN2蛋白與其他分子間相互的作用機(jī)制，深入理解基因的功能，并為將來(lái)實(shí)現(xiàn)靶向干預(yù)以及思考新的治療方案提供思路

[1] Davis MR, Summers KM. Structure and function of the mammalian fibrillin gene family: implications for human connective tissue diseases., 2012, 107(4): 635–647.

[2] Center for Human Genetics, DNA test descriptions & CPT codes, http://chginc.org/dna-test-descriptions- cpt-codes/.

[3] Lee B, Godfrey M, Vitale E, Hori H, Mattei MG, Sarfarazi M, Tsipouras P, Ramirez F, Hollister DW. Linkage of Marfan syndrome and a phenotypically related disorder to two different fibrillin genes.,1991, 352(6333): 330–334.

[4] Zhang H, Apfelroth SD, Hu W, Davis EC, Sanguineti C, Bonadio J, Mecham RP, Ramirez F. Structure and expression of fibrillin-2, a novel microfibrillar component preferentially located in elastic matrices., 1994, 124(5): 855–863.

[5] Frédéric MY, Monino C, Marschall C, Hamroun D, Faivre L, Jondeau G, Klein HG, Neumann L, Gautier E, Binquet C, Maslen C, Godfrey M, Gupta P, Milewicz D, Boileau C, Claustres M, Béroud C, Collod-Béroud G. Thegene: new mutations, locus-specific database (universal mutation database fbn2), and genotype-phenotype correlations.,2010, 30(2): 181–190.

[6] Trask TM, Ritty TM, Broekelmann T, Tisdale C, Mecham RP. N-terminal domains of fibrillin 1 and fibrillin 2 direct the formation of homodimers: a possible first step in microfibril assembly.,1999, 340(Pt 3): 693– 701.

[7] Ratnapriya R, Zhan X, Fariss RN , Branham KE , Zipprer D, Chakarova CF, Sergeev YV, Campos MM, Othman M, Friedman JS, Maminishkis A, Waseem NH, Brooks M, Rajasimha HK, Edwards AO, Lotery A, Klein BE, Truitt BJ, Li B, Schaumberg DA, Morgan DJ, Morrison MA, Souied E, Tsironi EE, Grassmann F, Fishman GA, Silvestri G, Scholl HP, Kim IK, Ramke J, Tuo J, Merriam JE, Merriam JC, Park KH, Olson LM, Farrer LA, Johnson MP, Peachey NS, Lathrop M, Baron RV, Igo RP Jr, Klein R, Hagstrom SA, Kamatani Y, Martin TM, Jiang Y, Conley Y, Sahel JA, Zack DJ, Chan CC, Pericak-Vance MA, Jacobson SG, Gorin MB, Klein ML, Allikmets R, Iyengar SK, Weber BH, Haines JL, Léveillard T, Deangelis MM, Stambolian D, Weeks DE, Bhattacharya SS, Chew EY, Heckenlively JR, Abecasis GR, Swaroop A. Rare and common variants in extracellular matrix gene fibrillin 2 (FBN2) are associated with macular degeneration.,2014, 23(21): 5827–5837.

[8] You G, Zu B, Wang B, Wang Z, Xu Y, Fu Q. Exome sequencing identified a novel FBN2 mutation in a Chinese family with congenital contractural arachnodactyly.,2017, 18(4): 626–635.

[9] Jensen SA, Iqbal S, Lowe ED, Redfield C, Handford PA. Structure and interdomain interactions of a hybrid domain: a disulphide-rich module of the fibrillin/tlbp superfamily of matrix proteins.,2009, 17(5): 759–768.

[10] Meena JP, Gupta A, Mishra D, Juneja M. Beals-hecht syndrome (congenital contractural arachnodactyly) with additional craniospinal abnormality: a case report.,2015, 24(3): 226–229.

[11] Chen QQ, Wu YA, Huang XL, Chen T, Huang Y, Chen FL, Chen FW. Analysis of two new mutations ingene in Han people with Marfan syndrome (MFS)., 2010, 32(1): 49–53.陳清泉, 伍嚴(yán)安, 黃肖利, 陳同, 黃毅, 陳發(fā)林, 陳發(fā)文. 漢族馬凡綜合征(MFS)患者基因兩種新發(fā)突變分析. 遺傳, 2010, 32(1): 49–53.

[12] Gupta PA, Putnam EA, Carmical SG, Kaitila I, Steinmann B, Child A, Danesino C, Metcalfe K, Berry SA, Chen E, Delorme CV, Thong MK, Adès LC, Milewicz DM. Ten novel FBN2 mutations in congenital contractural arachnodactyly: delineation of the molecular pathogenesis and clinical phenotype., 2002, 19(1): 39–48.

[13] Guo X, Song C, Shi Y, Li H, Meng W, Yuan Q, Xue J, Xie J, Liang Y, Yuan Y, Yu B, Wang H, Chen Y, Qi L, Li X. Whole exome sequencing identifies a novel missense FBN2, mutation co-segregating in a four-generation chinese family with congenital contractural arachnodactyly,2016, 17(1): 91.

[14] Deng H, Lu Q, Xu H, Deng X, Yuan L, Yang Z, Guo Y, Lin Q, Xiao J, Guan L, Song Z. Identification of a novel missense FBN2 Mutation in a chinese family with congenital contractural arachnodactyly using exome sequencing.,2016, 11(5): e0155908.

[15] Liu W, Zhao N, Li XF, Wang H, Sui Y, Lu YP, Feng WH, Ma C, Han WT, Jiang M. A novel FBN2 mutation in a chinese family with congenital contractural arachnodactyly, 2015, 5: 163–166.

[16] Zhou S, Wang F, Dou Y, Zhou J, Hao G, Xu C, Wang QK, Wang H, Wang P. A novel mutation cosegregates with congenital contractural arachnodactyly in a five-generation chinese family.,2018, 6(8): 1612–1617.

[17] Chen Y, Lei YP, Zheng HX, Wang W, Cheng HB, Zhang J, Wang HY, Jin L, Li H. A novel mutation (C1425Y) in the FBN2 gene in a father and son with congenital contractural arachnodactyly., 2009, 13(3): 295–300.

[18] Gürler AI, Yüksel Z, Karaer K. A novel FBN2 mutation in a turkish case with congenital contractural arachnodactyly.,2018, 27(3): 109–111.

[19] Renner S, Schüler H, Alawi M, Kolbe V, Rybczynski M, Woitschach R, Sheikhzadeh S, Stark VC, Olfe J, Roser E, Seggewies FS, Mahlmann A, Hempel M, Hartmann MJ, Hillebrand M, Wieczorek D, Volk AE, Kloth K, Koch-Hogrebe M, Abou Jamra R, Mitter D, Altmüller J, Wey-Fabrizius A, Petersen C, Rau I, Borck G, Kubisch C, Mir TS, von Kodolitsch Y, Kutsche K, Rosenberger G. Next-generation sequencing of 32 genes associated with hereditary aortopathies and related disorders of connective tissue in a cohort of 199 patients,2019. doi: 10.1038/s41436-019-0435-z

[20] Takeda N, Morita H, Fujita D, Inuzuka R, Taniguchi Y, Imai Y, Hirata Y, Komuro I. Congenital contractural arachnodactyly complicated with aortic dilatation and dissection: case report and review of literature.,2015, 167(10): 2382–2387.

[21] Mehar V, Yadav D, Kumar R, Yadav S, Singh K, Callewaert B, Pathan S, De Paepe A, Coucke PJ. Congenital contractural arachnodactyly due to a novel splice site mutation in thegene.,2014, 03(03): 163–166.

[22] Inbar-Feigenberg M, Meirowitz N, Nanda D, Toi A, Okun N, Chitayat D. Beals syndrome (congenital contractural arachnodactyly): prenatal ultrasound findings and molecular analysis.,2015, 44(4): 486– 490.

[23] Lavillaureix A, Heide S, Chantot-Bastaraud S, Marey I, Keren B, Grigorescu R, Jouannic JM, Gelot A, Whalen S, Héron D, Siffroi JP. Mosaic intragenic deletion of FBN2 and severe congenital contractural arachnodactyly., 2017, 92(5): 556–558.

[24] Aggarwal S, Das Bhowmik A, Tandon A, Dalal A. Exome sequencing reveals blended phenotype of double heterozygous FBN1 and FBN2 variants in a fetus., 2018, 61(7): 399–402.

[25] Duvvari MR, van de Ven JP, Geerlings MJ, Saksens NT, Bakker B, Henkes A, Neveling K, del Rosario M, Westra D, van den Heuvel LP, Schick T, Fauser S, Boon CJ, Hoyng CB, de Jong EK, den Hollander AI. Whole exome sequencing in patients with the cuticular drusen subtype of age-related macular degeneration., 2016, 11(3): e0152047.

[26] Shi Y, Tu Y, Mecham RP, Bassnett S. Ocular phenotype of fbn2-null mice., 2013, 54(12): 7163–7173.

[27] Monies D, Maddirevula S, Kurdi W, Alanazy MH, Alkhalidi H, Al-Owain M, Sulaiman RA, Faqeih E, Goljan E, Ibrahim N, Abdulwahab F, Hashem M, Abouelhoda M, Shaheen R, Arold ST, Alkuraya FS. Autozygosity reveals recessive mutations and novel mechanisms in dominant genes: implications in variant interpretation., 2017, 19(10): 1144–1150.

[28] Zhang H, Hu W, Ramirez F. Developmental expression of fibrillin genes suggests heterogeneity of extracellular microfibrils., 1995, 129(4): 1165–1176.

[29] Miller G, Neilan M, Chia R, Gheryani N, Holt N, Charbit A, Wells S, Tucci V, Lalanne Z, Denny P, Fisher EM, Cheeseman M, Askew GN, Dear TN. ENU mutagenesis reveals a novel phenotype of reduced limb strength in mice lacking fibrillin 2.,2010, 5(2): e9137.

[30] Sengle G, Carlberg V, Tufa SF, Charbonneau NL, Smaldone S, Carlson EJ, Ramirez F, Keene DR, Sakai LY. Abnormal activation of BMP signaling causes myopathy in fbn2 null mice., 2015, 11(6): e1005340.

[31] Yuan S, Xing XB, Xu SW, Jiang YR, Guo Y, Wang F, Zhao WN, Liu FS. A typical Stanford type B aortic dissection patient carries a FBN2 gene p.T2278M mutation in 1 case.,017, 33(12): 1237– 1239.袁帥, 刑曉博, 徐晟偉, 姜玉瑞, 郭勇, 王芳, 趙雯娜, 劉福頌. 典型Stanford B型主動(dòng)脈夾層患者攜帶FBN2基因p.T2278M突變1例. 臨床心血管病雜志, 2017, 33(12): 1237–1239.

[32] Kunnas T, Solakivi T, Nikkari ST. Gene polymorphisms of fibronectin rs2289202 and fibrillin 2 rs331069 associate with vascular disease, the TAMRISK study., 2018, 8(1): 65–68.

[33] Khoury LE, Posthumus M, Collins M, Collins M, van der Merwe W, Handley C, Cook J, Raleigh SM. ELN and FBN2 gene variants as risk factors for two sports-related musculoskeletal injuries., 2015, 36(4): 333–337.

[34] Buchan JG, Alvarado DM, Haller GE, Cruchaga C, Harms MB, Zhang T, Willing MC, Grange DK, Braverman AC, Miller NH, Morcuende JA, Tang NL, Lam TP, Ng BK, Cheng JC, Dobbs MB, Gurnett CA. Rare variants in FBN1 and FBN2 are associated with severe adolescent idiopathic scoliosis.,2014, 23(19): 5271–5282.

[35] Ratschiller T, Müller H, Schachner T, Fellner F, Sulzbacher G, Zierer A. Femoral artery aneurysm repair in a patient with a fibrillin-2 mutation.,2018, 52(7): 583–586.

[36] Zhang JH, Guo Q, Zhou JZ, Zhang Y. Study on the correlation between FBN1/FBN2 gene methylation and esophageal carcinoma.,2018, 26(4): 523– 526.張建華, 郭琪, 周章劍, 張毅. FBN1、FBN2基因甲基化與食管癌的相關(guān)性研究. 現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué), 2018, 26(4): 523–526

Fibrillin-2 gene mutations associated with hereditary connective tissue diseases

Furu Xu1,2, Wenjun Jiang2,3, Tao Zhang1,2,3, Qian Jiang1,2,3, Ruixue Zhang1,2,3, Hongsheng Bi1,2,3,4

Fibrillin-2 (FBN2) is an important component of microfibers which are involved in the formation of elastic fibers in connective tissue throughout the human body. Hereditary connective tissue diseases may result from genetic mutations ofcausing heterogeneity of fibrin. Genetic mutations of FBN2are associated with a variety of hereditary connective tissue diseases including Congenital Contractural Arachnodactyl (CCA), Macular Degeneration (MD), and myopathy. Studies have shown that thegene is recognized as the only pathogenic gene related to CCA and that CCA patients have different clinical presentations depending on the identified genetic mutations at differentsites. In this review, we summarize the roles of, its mutations and impact on the physiological and pathological processes of many hereditary connective tissue diseases. We include brief descriptions of clinical manifestations of these diseases providing a basis for further exploration of the specific molecular mechanism ofgene mutation pathogenesis which provides a theoretical basis for the therapy and medications for refractory diseases caused bygene mutation.

fibrillin-2; gene mutation; congenital contracture arachnoid; macular degeneration; genetic

2019-04-08;

2019-05-30

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào)：81603421)，山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：2016GGH3119)和山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：2017CXGC1211)資助[Supported by the National Natural Science Foundation of China (No.81603421), Shandong Province Key Research and Devlepment Program (No.2016GGH3119), Shandong Province Key Research and Devlepment Program (No.2017CXGC1211) ]

徐福如，在讀碩士研究生，專業(yè)方向：屈光不正及白內(nèi)障。E-mail: xufuru1995@163.com

畢宏生，博士，教授，研究方向：屈光不正及白內(nèi)障。E-mial: hongshengbi@126.com

10.16288/j.yczz.19-052

2019/6/4 15:32:38

URI: http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1913.R.20190604.1532.004.html

(責(zé)任編委: 吳志英)