虽然近年来先天性白内障的治疗和视力预后都已有很大的提高，但它仍然是儿童的首要致盲眼病。先天性白内障的发病率约为0.6／10000-6／10000，遗传突变是最常见的致病因素。大约1／3的先天性白内障与遗传有关，其中最常见的遗传方式是常染色体显性遗传（autosomal dominant inheritance，AD），患者后代的发病率为50％左右，具有很高的遗传性，严重影响了下一代的健康。然而，这种遗传方式也为鉴定与晶状体发育及白内障形成的相关基因提供了基础。迄今为止，至少已发现与常染色体显性先天性白内障（autosomal dominant congenital cataract，ADCC）相关的19个候选遗传位点以及14个白内障疾病相关基因，这些基因的分类如下：（1）晶状体蛋白基因，编码晶状体中90％以上的结构蛋白，突变导致晶状体纤维结构和排列异常引起晶状体混浊。已经被鉴定的与常染色体显性遗传先天性白内障相关的晶状体蛋白基因共8个，包括CRYAA、CRYAB、CRYBA1、CRYBB1、CRYBB2、CRYGCCRYGD以及CRYGS；（2）膜转运蛋白基因如MIP，GJA3以及GJA8，突变导致细胞间正常的信息传递受影响引起晶状体混浊；（3）细胞骨架编码基因如BFSP2，突变引起晶状体细胞的支架异常导致晶状体混浊；（4）发育调节因子编码基因如PITX3以及HSF4，突变导致晶状体发育过程中的调控蛋白及与代谢有关的蛋白表达异常引起晶状体混浊，引起白内障。先天性白内障具有明显的遗传异质性，即同一基因突变可有不同的临床表型，而同一临床表型可源于不同的疾病相关候选基因的突变。目前对先天性白内障疾病相关候选基因的研究工作一方面从与白内障形成有关的功能蛋白出发，寻找其染色体编码位点作为突变研究中的重要侯选基因；另一方面对先天性白内障的大样本家系资料进行基因组扫描和连锁分析确定染色体定位，再对定位区域内侯选基因筛选测序发现突变点。后者是目前研究先天性白内障疾病相关候选基因的主要思路之一。本实验拟研究一具有进行性多形态先天性白内障家系，家系共有53人，罹患者分布于四代中，共19人，男12人，女7人，现存活18人，均为双眼发病。家系中患者晶状体混浊形态不一，随家系成员年龄增长呈进行性发展，分别呈粉尘状、点状、条状、星状及片状等分布于晶状体核及皮质；相应地，视力也从1.0至0.1变化。另外，家系成员中未发现其他眼部异常及全身疾病，可排除药物和环境的影响。该家系白内障表型独特，国内、外文献尚未见报道，其疾病相关候选基因定位、结构和功能目前尚不清楚。本实验拟对此进行性多形态先天性白内障家系进行疾病相关候选基因的定位和克隆研究，以期找到此独特表型的先天性白内障疾病相关候选基因，并进一步探讨先天性白内障的发病机制及认识人眼晶状体发育和代谢的基因编码及遗传规律，为先天性白内障的产前诊断和基因治疗提供理论依据。本实验获浙江大学伦理委员会同意，并且所有家系成员均签署知情同意书。第一部分进行性多形态先天性白内障家系所有家系成员均接受病史调查，现存活者行眼科检查，包括视力、裂隙灯、散瞳眼底检查等。患者以手术病史记录或裂隙灯检查结果确诊。该家系共有53人，罹患者分布于四代中，共19人，男12人，女7人，现存活18人，男11例，女7例，均为双眼发病。裂隙灯检查：家系中患者晶状体混浊形态不一，随家系成员年龄增长呈进行性发展，分别呈粉尘状、点状、条状、星状及片状等分布于晶状体核及皮质；相应地，视力也从1.0至0.1变化。家系成员中无近亲结婚，均为足月顺产，妊娠史均正常。可排除药物和环境的影响。无其它眼部和全身病变。第二部分家系遗传模式的判断通过家系调查、家系图谱的绘制了解该进行性多形态先天性白内障在家系中的发病情况。该家系白内障的发病特点：发病率明显高于一般人群，每一代都有患者，且该病未见于无亲缘关系的配偶；该家系成员无其它眼部和全身病变，可排除各类综合症，即不是染色体病；男女皆患病，比例为12：9；无交叉遗传，符合单基因常染色体显性遗传特点。Single Method法分离分析更进一步精确定量证明该家系白内障的遗传方式为常染色体显性遗传。第三部分疾病相关候选基因的定位在家系调查的基础上，应用以简单串联重复（short tandem repeats，STR）为遗传位标的基因扫描和遗传连锁分析技术，进行了疾病相关候选基因的定位分析。采集包括18例患者在内的血样41份，使用3-Spin Blood DNA Isolation Kit（上海申能博彩生物科技有限公司）提取基因组DNA。选取41个荧光染料标记的高度杂合的双向引物（Perkin-Elmer Applied Biosystems）对已知的18个常染色体显性遗传先天性白内障微卫星位点对家系成员基因组DNA进行聚合酶链反应（polymerase chain reaction，PCR）扩增，ABI Prism^TM 377XL型DNA测序仪电泳，Genescan 3.0软件和Geno typer 2.1（Perkin-Elmer Applied Biosystem）软件完成等位基因的分型，运用L inkage 5.10软件MLink程序进行家系两点连锁分析。两点连锁分析得出：在STR标记D22S420，D22S539和D22S315（在22q11-12.1区域内）处，其两点LOD最大值(Z_MAX)在重组率θ=0时＞3，均有意义。其中最高LOD值6.26（θ=0）在STR标记物为D22S315处获得，属肯定连锁关系。第四部分疾病相关候选基因的突变筛选通过对该家系先天性白内障疾病相关候选基因βB2-晶状体蛋白基因（CRYBB2）筛选测序，显示在CRYBB2基因第6个外显子中第475个碱基发生了C→T置换改变，引起第155位编码谷胺酰胺的密码子改变为终止密码子（Q155X）。此突变产生了一个新的SpeⅠ内切酶酶切位点。我们对所有的家系成员以及100个无关的正常个体进行了限制性片断长度多态性分析（Restriction Fragment Length Polymorphism Analysis，RFLP），结果表明CRYBB2基因的Q155X突变与疾病表型完全共分离：家系中所有患者均有此改变，而健康者均无此改变，并且100个不同遗传背景的正常对照样本亦无此改变，提示CRYBB2基因为此独特表型白内障的疾病相关候选基因。第五部分突变型βB2-晶状体基因蛋白模型的计算机构建和分析βB2-晶状体蛋白对维持人晶状体透明性和屈光性具有重要作用，其三维结构高度保守。运用SWISS-MODEL软件以牛βB2-晶体蛋白结构（1BLB，2BB2）为模板和PROSPECT 2.0软件以牛βB2晶状体蛋白（2BB2）为模版预测野生型和突变型βB2-晶状体蛋白结构，SWISS-Pdb浏览器观察与分析βB2-晶状体蛋白的构型。SWISS-MODEL软件和PROSPECT 2.0软件蛋白建模后都发现Q155X突变使得βB2-晶状体蛋白C-端51个氨基酸缺失，致使该蛋白的第四个“Greek key”基序无法形成，并显著改变了其表面静电势的分布及其分子内部氢键的形成。结论1、本研究首次报道了中国进行性多形态先天性白内障大家系；2、此家系的遗传方式为单基因常染色体显性遗传；3、首次证实CRYBB2基因第6个外显子中第475位碱基发生C→T的置换改变是与进行性多形态先天性白内障表型共分离的无义突变，CRYBB2基因为进行性多形态先天性白内障的疾病相关候选基因；4、Q155X突变致使βB2-晶状体蛋白C-端51个氨基酸缺失，并使该蛋白的第四个“Greek key”基序无法形成，并显著改变了蛋白质表面静电势的分布和分子内部氢键的形成；5、本实验研究结果进一步证实了先天性白内障的遗传异质性，以及白内障表型与基因型的相对相关性，支持了βB2-晶状体蛋白在人晶状体发育以及白内障形成过程中具有重要作用的理论。