HGSNAT基因致病變異導(dǎo)致綜合征性視網(wǎng)膜色素變性1例

姚鳳霞 孫子系 張為民 睢瑞芳

1北京協(xié)和醫(yī)院醫(yī)學(xué)科學(xué)研究中心 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院,北京 100730;2北京協(xié)和醫(yī)院眼科 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院,北京 100730

患者,男,14歲,因自幼夜間視力差于2019年7月至北京協(xié)和醫(yī)院就診?；颊邽樽阍缕蕦m產(chǎn),自幼聽力欠佳,8歲時因言語欠清行舌系帶手術(shù),家族中無類似疾病患者。患者右眼裸眼視力0.4,矯正視力0.6+(-0.50DS/-1.75DC×20);左眼裸眼視力0.5,矯正視力0.6+(-0.75DS/-1.00DC×160);右眼眼壓15.6 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),左眼11.7 mmHg;雙眼前節(jié)未見明顯異常。眼底彩色照相顯示視網(wǎng)膜廣泛斑駁樣色素改變,黃斑區(qū)可見金箔樣反光(圖1A、B);色盲本檢查顯示色覺無異常;光學(xué)相干斷層掃描顯示雙眼除中心凹外橢圓體帶信號消失(圖1C、D),自發(fā)熒光顯示雙眼黃斑區(qū)高自發(fā)熒光(圖1E、F);視野示雙眼中心透亮區(qū)(圖1G、H);視網(wǎng)膜電圖檢查顯示雙眼各波記錄不到(圖1I)。耳鼻喉科會診行純音測聽檢查,提示患兒高頻聽力下降,診斷為感音神經(jīng)性耳聾?；颊呙济珴饷?四肢體毛多。臨床擬診斷為綜合征性視網(wǎng)膜色素變性(retinitis pigmentosa,RP)。

圖1 患者眼部表現(xiàn) A、B:右眼和左眼眼底彩色照相示雙眼視網(wǎng)膜斑駁樣色素改變,黃斑區(qū)金箔樣反光 C、D:右眼和左眼OCT示除中心凹外橢圓體帶信號消失 E、F:右眼和左眼黃斑區(qū)高自發(fā)熒光 G、H:右眼和左眼視野表現(xiàn)為中心透亮區(qū) I:患者和正常對照眼視網(wǎng)膜電圖 患者雙眼各波記錄不到

采集患者及其父母外周血,提取DNA進行全外顯子測序,結(jié)果顯示患者HGSNAT基因(NM_152419.2)發(fā)生c.493+5G>A和c.1819delG(p.Glu607Serfs*3)變異(圖2A、B),分別來自于母親和父親,這2個變異在公共人群數(shù)據(jù)庫中均無基因變異頻率數(shù)據(jù)。提取患者及其父母外周血RNA,逆轉(zhuǎn)錄PCR擴增,對擴增產(chǎn)物進行瓊脂糖凝膠電泳和Sanger測序證實c.493+5G>A變異導(dǎo)致了異常剪切,造成該基因整個外顯子4跳躍,外顯子3和5連接并轉(zhuǎn)錄,患者和其母親同時檢測到野生型和變異型RNA(圖2C、D)。依據(jù)ACMG變異分級,判定該病例HGSNAT基因變異均為致病性。患者晨尿甲苯胺藍試驗顯示弱陽性,提示尿液中有過量的酸性黏多糖。結(jié)合臨床表現(xiàn),最終診斷為常染色體隱性遺傳綜合征性RP。

圖2 患者HGSNAT基因變異結(jié)果 A:2個變異在HGSNAT基因中的位置示意圖 B:患者的c.493+5G>A剪切變異和c.1819delG(p.Glu607Serfs*3)移碼變異Sanger測序結(jié)果 C:HGSNAT基因PCR擴增產(chǎn)物瓊脂糖電泳圖 N:正常對照;P:患者;M:母親;F:父親 D:C圖中患者的小片段產(chǎn)物(突變型)和大片段產(chǎn)物(野生型)Sanger測序結(jié)果

討論HGSNAT基因在視網(wǎng)膜等中廣泛高表達,其變異可引起常染色體隱性遺傳RP和黏多糖貯積癥ⅢC(mucopolysaccharidosis,MPS ⅢC)[1-2]。HGSNAT基因編碼的α-氨基葡N-乙酰轉(zhuǎn)移酶是一種溶酶體膜蛋白,其C末端位于細胞質(zhì)中并包含一個位于溶酶體內(nèi)的N末端信號肽,其功能是將溶酶體內(nèi)硫酸類肝素的α-氨基葡糖乙?；⑥D(zhuǎn)化為α-N-乙酰氨基葡糖苷酶的底物。酶作用的輔因子乙酰輔酶A位于細胞質(zhì),其與底物之間被溶酶體膜隔開,它們完成反應(yīng)的具體機制尚不清楚,推測有2種假設(shè):乒乓機制和隨機程序性三復(fù)合體機制(N-乙酰基轉(zhuǎn)移酶、氨基葡糖和抑制劑desulpho-CoA之間互作)[3]。

在已報道的MPS ⅢC[4]和RP家系中,HGSNAT基因有20多個變異只引起非綜合征RP,并無神經(jīng)系統(tǒng)異?；蛉魏畏螹PS ⅢC的臨床表現(xiàn)。c.1843G>A(p.Ala615Thr)是目前引起RP較常見的變異,其在人群中堿基A的頻率是0.004 056(來源于dbSNP數(shù)據(jù)庫中的gnomAD_exome)。研究者發(fā)現(xiàn)具有c.1843G>A(p.Ala615Thr)變異的患者外周血中白細胞HGSNAT活性較健康對照降低50%～70%,但通常高于MPS ⅢC患者。與MPS ⅢC相關(guān)的其他組織(如大腦)相比,視網(wǎng)膜需要更高的HGSNAT活性來維持正常功能,故一些HGSNAT基因變異可能只表現(xiàn)為RP而無其他系統(tǒng)的異常表型。在眼遺傳病中普遍認為嚴重影響翻譯蛋白功能的變異通常表現(xiàn)出綜合征性遺傳性視網(wǎng)膜病變,而輕度影響翻譯蛋白功能的變異或變異組合通常表現(xiàn)為非綜合征性遺傳性視網(wǎng)膜病變[5-7]。本病例2個變異均影響到翻譯蛋白的功能,臨床診斷為綜合征性RP。

目前已報到的HGSNAT基因變異引起的RP病例中眼部癥狀出現(xiàn)的年齡從15～70歲不等(平均約50歲)且多為非綜合征性RP。本例患者發(fā)病年齡小,除了眼部表現(xiàn)外,同時聽力受累,故診斷為綜合征性RP。全外顯子測序并一代測序驗證發(fā)現(xiàn)患者HGSNAT基因內(nèi)含子4內(nèi)母源c.493+5G>A改變,導(dǎo)致含122個堿基的完整外顯子4剪切跳躍,產(chǎn)生了功能不全的截斷蛋白p.Arg124Serfs*27。2021年1篇文獻中報道了1例非綜合征性RP患者,其基因型為c.1843G>A和c.493+5G>A的復(fù)合雜合子,翻譯的產(chǎn)物只留有溶酶體內(nèi)的N端和不完整的第一個跨膜區(qū),故認為該變異會導(dǎo)致嚴重的功能喪失[8]。本例患者外顯子18內(nèi)檢測到父源c.1819delG(p.Glu607Serfs*3)改變?yōu)槭状螆蟮?在人群數(shù)據(jù)庫中也無變異頻率數(shù)據(jù)。該變異位于基因的3'末端,推測產(chǎn)生的新截斷蛋白可能保留有該酶的部分功能,該變異導(dǎo)致的臨床癥狀較輕。

本病例中患者雖眉毛濃密、四肢體毛多,但無黏多糖典型的“粗大”面容,也無MPS ⅢC的嚴重的中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。USH2A等基因也可導(dǎo)致RP和聽力損失或非綜合征RP[2,9-10]。尿甲苯胺藍篩查的弱陽性結(jié)果提供了診斷思路。以上思路和核心家系全外顯子測序結(jié)果,HGSNAT基因的復(fù)合雜合變異可解釋該患者的臨床表現(xiàn)。HGSNAT基因引起的RP在臨床上罕見,該病例發(fā)病年齡早,自幼夜間視物不清、聽力欠佳、言語不清。對于此類患者,言語不清可能是由于年幼時聽力不好,影響語言的發(fā)育。另外,HGSNAT基因的c.493+5G>A剪切改變和c.1819delG(p.Glu607Serfs*3)移碼改變并沒有引起臨床上表型嚴重的MPSIIIC,而是綜合征性RP,需要將來從功能上繼續(xù)探討其致病機制。對于該病例目前主要的治療手段是對癥治療和定期隨診,可行屈光矯正提高中心視力,必要時配助聽器改善高頻耳聾癥狀。未來可以通過酶替代治療甚至基因治療來幫助患者。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突

作者貢獻聲明姚鳳霞:采集基因數(shù)據(jù)和分析、撰寫文章;孫子系:采集臨床數(shù)據(jù);張為民:采集實驗數(shù)據(jù);睢瑞芳:研究設(shè)計和指導(dǎo)、審閱文章及定稿