部分遗传性出血性疾病的基因诊断及分子发病机制研究

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本研究对1例遗传性凝血因子Ⅶ缺陷症家系和5例遗传性血小板无力症家系分别进行了F7基因、αⅡb基因和β3基因的研究,并对所发现的F7基因的剪接位点突变IVS5-1 G>A进行了异位转录和体外表达研究,以探讨其导致遗传性凝血因子Ⅶ缺陷症的分子发病机制。 凝血因子Ⅶ(FⅦ)是主要由肝脏合成的依赖维生素K的凝血因子,它不仅是外源性凝血途径的启动因子,在内源性凝血途径中也起着重要的作用。遗传性凝血因子Ⅶ缺陷症是常染色体隐性遗传性疾病,其发病机制主要是由于F7基因异常,致使血浆中FⅦ功能发生障碍和(或)含量减少,从而发生出血症状。本研究对1例遗传性凝血因子Ⅶ缺陷症的家系进行了表型诊断、家系调查、基因诊断和发病机制的研究。此家系先证者有反复血尿、牙龈出血和口腔粘膜出血症状;表型检测显示其APTT正常,PT延长,FⅦ:C和FⅦ:Ag都降低(分别为4.4%和38.5%);F7基因分析显示其带有2种不同形式的杂合突变,即错义突变10902T>G导致Cys329Gly以及剪接位点突变IVS5-1G>A。家系调查发现,其父母为F7基因缺陷的杂合子,临床无出血表现;先证者胞姐带有与先证者同样的复合杂合突变,有月经过多及皮肤粘膜出血症状。 IVS5-1G>A是国际首次报道的F7基因突变。为研究其对FⅦ mRNA剪接的影响,本研究利用逆转录结合巢式PCR的方法分析患者外周血白细胞的FⅦ异位转录本,结果只检测到正常转录本。此后,进行了体外转录研究,PCR扩增F7基因第4到第7号内含子片段,构建第5号内含子-1位含A的突变型质粒和含G的野生型质粒,将2种质粒分别转染HEK293T细胞,抽提RNA,RT-PCR后克隆入pcDNA3.1(-)进行测序,结果在转染了野生型质粒的细胞总RNA中F7基因的5、6、7号外显子能正常剪接,而转染了突变型质粒的细胞总RNA中发生了F7基因6号外显子缺失。F7基因的6号外显子缺失,导致读码框移位,在FⅦ Thr130后编码了53个不同的氨基酸后提前产生终止密码。提前产生的终止密码在体内通常会通过无义突变介导的mRNA降解机制介导相应mRNA的降解。因此,缺失了6号外显子的FⅦ异常转录本,由于带有提前终止密码子而使其在体内快速降解,从而不会有翻译产物的产生,导致了遗传性凝血因子Ⅶ缺陷症的发生。 遗传性血小板无力症是一种少见的常染色体隐性遗传的血小板功能缺陷性疾病,其特点是由于血小板膜αⅡb或(和)β3的数量或(和)质量异常而引起血小板对多种生理激动剂的诱聚反应缺乏或明显降低,患者常终身存在出血倾向,主要表现为皮肤粘膜出血。本病可分为I、II、III三型:I型占大多数(78%),血小板表面αIIbβ3<正常的5%;II型占14%,血小板表面αIIbβ3为正常的10%~20%;III型,又称变异型,占8%,血小板表面αIIbβ3为正常的50%~100%。I型和II型血小板无力症是由血小板表面αIIbβ3数量的减少所致,而变异型血小板无力症是由血小板表面αIIbβ3质的异常所致。ΑⅡbβ3复合物是由一双链的αⅡb亚基与一单链的β3亚基经非共价键结合而成的异源二聚体,为血小板膜上最多的一种糖蛋白,属于整合素家族,是纤维蛋白原和多种黏附蛋白的受体,在加速血小板血栓形成中起着重要作用。ΑⅡb和β3分别由单独的基因编码,大部分αⅡb或(和)β3基因的异常会导致αⅡbβ3复合物的膜表达量缺乏或减少,有少数基因异常只引起αⅡbβ3复合物功能下降而表达量基本正常。 本研究对5例遗传性血小板无力症家系进行了表型诊断、家系调查和基因诊断研究。通过血小板聚集试验及全血法流式细胞术检测明确临床诊断;PCR扩增先证者αⅡb及β3基因的全部外显子及其侧翼序列,用末端标记双脱氧法测序。含杂合缺失突变的外显子通过构建TA克隆及测序以证实。新的基因改变在100例正常人相应区域进行基因多态性的筛查。家系成员DNA则仅在先证者αⅡb基因或β3基因突变区域进行扩增和测序。研究显示,5例家系的先证者均表现为出血时间延长;全血涂片上血小板散在不聚集;二磷酸腺苷、肾上腺素、胶原、花生四烯酸等多种诱聚剂诱导的血小板聚集反应均低下,而瑞斯托霉素诱导的血小板聚集反应基本正常;流式检测显示家系1、家系2、家系4和家系5先证者的血小板膜表面CD41(αⅡb)和CD61(β3)表达基本缺失,诊断为Ⅰ型血小板无力症;家系3先证者血小板膜表面CD41(αⅡb)和CD61(β3)阳性的血小板百分率分别为88.5%和99.5%,诊断为Ⅲ型血小板无力症。对先证者及其家系成员的基因分析显示,家系1、2、3和5的先证者αⅡb基因中均带有复合杂合突变,分别为1750C>T(Arg553Stop)和2671C>T(Glu48Stop)、235G>T(Glu48Stop)和2671C>T、1084T>C(Phe331Leu)和1772A>C(Asp560Ala)、2333A>C(Gln747Pro)和3060G>C(Lys989Asn或剪接异常);家系4先证者αⅡb基因的1号外显子存在纯合缺失突变69-79del,导致移码突变,终止密码提前。通过5个GT家系的基因诊断研究,共发现了8种发生于αⅡb基因的突变,其中235G>T(Glu48Stop)、1084T>C(Phe331Leu)、1772A>C(Asp560Ala)和3060G>C(Lys989Asn或剪接异常)突变为国际首次报道的发生于αⅡb基因的突变。
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