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目的:明确两例遗传性FⅪ缺陷症的基因突变类型,结合患者及其家庭成员的实验室表型结果,初步探讨其分子发病机制。 方法: 1.研究对象: 家系1,先证者,女,39岁,因宫颈息肉手术来我院检查发现其凝血功能异常,该家系三代共5名成员,包括其母亲,姐姐,弟弟和女儿,先证者父母为近亲结婚。家系2,先证者,女,32岁,妊娠入院,凝血常规检查结果异常,该家系三代共8人,包括其父亲、母亲、姐姐、弟弟、女儿、侄子和外甥女,父母非近亲结婚。正常对照:健康检查者150名,男性88名,女性62名。平均年龄43岁,无出血史和血栓史。 2.家系成员及对照组标本采集 经患者及其家系成员知情同意后,采集各家系成员外周静脉血标本,用0.109mol/L枸橼酸钠1∶9抗凝,4℃3000r/min离心15min后,上层乏血小板血浆用于检测凝血指标,下层血细胞用于提取基因组DNA,于-40℃保存待用。对照组采血及处理同上。 3.表型检测 在STA-R全自动血凝仪上采用一期凝固法检测患者及其家系成员的凝血功能,包括活化部分凝血活酶时间(Activated Partial Thromboplastin Time,APTT)、凝血酶原时间(prothrombin time,PT)、凝血因子Ⅷ活性(coagulation factorⅧactivity,FⅧ:C)、凝血因子Ⅸ活性(coagulation factorⅨactivity,FⅨ:C)、FⅪ:C、凝血因子Ⅻ活性(coagulation factorⅫactivity,FⅫ:C),纤维蛋白原(fibrinogen,FIB),用免疫比浊法检测血管性血友病因子(Von willebrand factor,vWF),用ELISA法检测凝血因子Ⅸ抗原(coagulation factorⅪ antigen,FⅪ:Ag)。 4.基因分析 依据FⅪ基因在Genbank中的参考序列编码X68793.1,用Primer Premier6.0TM软件设计15对引物。采用聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction,PCR),对FⅪ基因14对外显子,5、3非编码区及其侧翼序列进行扩增,将扩增产物纯化后直接测序,将测序结果与美国国立生物信息中心(NCBI,National Center forBiotechnology Information)的FⅪ基因序列进行比对,找寻基因突变位点。 5.利用生物信息学软件对突变位点的生物信息学特性进行分析 ①利用PolyPhen-2、SIFT以及Mutation Taster三个在线程序评价和预测错义突变位点对蛋白功能产生的影响,给出评估值。用Mutation Taster程序评价和预测无义突变对蛋白功能造成的影响,给出评估值。 ②根据蛋白质数据库PDB(http://www.rcsb.org/pdb)提供的蛋白空间结构模型用SPDBV软件分析突变前后蛋白空间模型发生的变化,进行对比分析。 ③采用ClustalⅩ软件对突变位点在生物进化中延续的保守性进行分析。 结果: 先证者1的APTT为78.4s,FⅪ:C和FⅪ:Ag明显降低,分别为4.0%和6.8%;其弟弟、母亲、姐姐和女儿的FⅪ:C分别为5.3%、67.9%、63.4%和42.3%,FⅪ:Ag水平分别为8.0%、53.0%、57.0%和51.0%。基因测序发现其FⅪ基因7号外显子存在g.19134C>T纯合突变,导致p.Gln263stop,同样纯合突变亦可见于其弟弟;家系成员中,其母亲、姐姐、女儿均为p.Gln263stop杂合突变。 先证者2的APTT为60.6s,FⅪ:C与FⅪ:Ag分别为2.0%及17.6%;其父亲、母亲、姐姐、弟弟、女儿、侄子和外甥女FⅪ:C分别为49.0%、38.0%、58.0%、4.5%、24.0%、36.0%和59.0%,FⅪ:Ag水平分别为72.0%、25.0%、80.0%、20.5%、47.0%、36.5%和83.0%。基因测序发现先证者FⅪ基因6号外显子和12号外显子分别存在g.15410G>A和g.25471C>G杂合突变,导致p.Trp228stop及p.Cys482Trp;家系成员中,其弟弟同样携带该复合杂合突变,其父亲、姐姐、外甥女携带p.Trp228stop突变,其母亲、女儿及侄儿携带p.Cys482Trp突变。 对错义突变p.Cys482Trp进行分析,PolyPhen-2评分为1.000,显示为有害突变;SIFT评分为0.00,显示为影响蛋白质的功能;Mutation Taster预测结果为能够引起相应疾病。对无义突变Trp228stop和Cys482stop进行分析,MutationTaster预测结果为能引起相应疾病。SPDBV模型分析软件分析结果表明,错义突变p.Cys482Trp不会改变蛋白内氢键连接,但会干扰二硫键连接并与邻近氨基酸形成空间位阻,对蛋白性能可能产生影响。ClustalⅩ软件分析显示Trp228、 Gln263残基及Cys482残基在生物进化中保守。 结论: 1、两例遗传性FⅪ缺陷症患者表型结果均为Ⅰ型,即交叉反应物质阴性(CRM)型。 2、先证者1,FⅪ基因存在p.Gln263stop纯合突变,该突变遗传自近亲结婚的父母;先证者2,FⅪ基因存在p.Trp228stop和p.Cys482Trp复合杂合突变,其中p.Trp228stop突变遗传自父亲,p.Cys482Trp突变遗传自母亲。 3、先证者1,FⅪ水平降低与FⅪ基因p.Gln263stop纯合突变有关;先证者2,FⅪ水平降低与FⅪ基因p.Trp228stop和p.Cys482Trp复合杂合突变有关。