研究背景: Leber遗传性视神经病变（Lebers hereditary optic neuropathy，LHON）是一种很常见的遗传性视神经病变，临床表现主要为双眼同时或先后急性或亚急性无痛性视力减退，以中心视野缺失为特征，并且在视力丧失初期常常出现色觉障碍。视力减退可发生在几岁到七十多岁的任何年龄段，但多发于中青年男性。LHON家系的视力损伤呈现出母系遗传方式，表明了其分子基础为mtDNA的突变。 该病自1988年Wallace等发现与mtDNA突变有关以来，目前已报道与LHON有关的突变位点有50多个。其中，三个原发突变ND4 G11778A、ND1G3460A、ND6 T14484C在不同种族人群的LHON家系中占50％以上。与mtDNA突变有关的LHON具有以下几个特点：不同的mtDNA突变能够导致基本相同的临床表型，不同的临床表型也可由同一突变所致；而且携带有原发突变的人群中仅50％的男性和10％的女性发展为视神经病变。此外，不同的突变位点表现出的视力减退、发病年龄以及男女发病比例不同，即使是在携带相同突变位点的家系中以及家系间也是如此。 视力丧失的不完全外显与mtDNA突变所致的轻微的生物化学损伤表明了mtDNA突变本身不足以导致临床表型。因此，其它的修饰因子包括环境因素、核修饰基因、继发突变、线粒体单体型等可能参与了LHON的表型表达。 研究目的: 1．在全国范围内收集视神经病变的家系，建立mtDNA突变频谱和LHON的资料库。 2．通过对一个携带有G11778A突变的LHON家系的线粒体全基因组的研究，分析G15497A突变对携带G11778A突变的LHON外显率和表现度的影响 3．进一步了解突变位点G15497A对LHON发病的分子机制，为临床寻找更好的治疗方案提供帮助 研究对象: 中国各个地区的LHON家系；一个携带G11778A突变的LHON家系的先证者及其母系亲属和113例正常对照。 研究方法: 1．通过与温州眼视光医院，北京中医药大学东方医院和福建医科大学附属第一医院以及另外的一些地方医院和科研单位合作建立了家系资料收集的网络。经温州医学院伦理道德委员会及辛辛那提儿童医院医学中心委员会许可，病人及所有受试者同意，签署知情同意书，采集血样，了解家系情况，并建好数据库。 2．对试验对象进行眼科临床检查；对采集的血样提取基因组DNA，并设计包含三个原发位点的三对引物进行PCR扩增、纯化和测序。 3．对其中一个携带G11778A突变的LHON家系的母系成员进行眼科临床检查，详细询问并记录家族疾病史。 4．利用该家系先证者以及113个正常对照者的基因组DNA为模板，设计包含mtDNA全序的24对引物进行PCR扩增、纯化和测序。 5．使用各种生物软件（DNAStar、Chromas、Clustal X）分析测序结果，分析所有的多态性位点、突变位点以及其保守性，分析mtDNA Cytb G15497A突变对LHON外显率和表现度的影响。 研究结果: 1．截至2008年底，本课题组共收集了690个视神经病变的家系，检测出LHON三个原发位点的家系共302个。其中，携带G11778A、T14484C和G3460A突变的家系数分别为255、38和9个。 2．其中一个家系表现出典型的LHON症状，母系成员共26位，其中14位出现不同程度的视力损伤，并且女性发病率为63％而男性发病率只有40％；发病年龄在6岁～28岁之间，平均发病年龄为17．7岁。 3．对该家系进行mtDNA全序列测序分析发现其携带原发突变G11778A突变以及另外39个碱基突变，mtDNA属于东亚单体型G1。在这所有的突变中我们发现了很有意义的Cytb亚基上高度保守的G15497A突变。 4．在113个正常对照中均未发现G15497A突变。 结论: 1．在中国人群中存在三个原发位点突变，并且可使携带者发病，但并不是每个携带者出现LHON症状。在中国人群中，G3460A突变的频率明显低于白种人，T14484C突变频率和白种人接近，但是G11778A突变频率则明显高于白种人。 2．该家系具有典型的临床症状，外显率特别高，G11778A突变是其主要致病因素。 3．G15497A突变使Cytb亚基上第251位高度保守的甘氨酸变为丝氨酸，并且已有研究证实该位点突变与肥胖症和运动不耐受有关。本研究在正常对照组中未发现该突变位点，该家系的外显率高，女性发病率高于男性，这些表明G15497A突变很可能对原发突变G11778A起协同作用。 4．有研究认为线粒体单体型G很可能是增加中国人群中携带G11778A突变的LHON家系的视力丧失的危险因子，因此，单体型G1可能增加了该家系LHON的表型表达。 5．该家系母系成员临床表现不一，表明核修饰基因、环境因素等可能影响LHON的表型表达。