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目的: 1.在全国范围内收集遗传性视神经病变样本,进行Leber遗传性视神经病变(Lebers hereditary optic neuropathy, LHON)相关的线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)原发突变位点(m.3460G>A,m.11778G>A,m.14484T>C)的筛选。 2.对121例携带3个原发突变位点之一的LHON家系进行全面系统的临床评估和眼科学检查,确定每个家系的外显率和表现度,评估家系成员的临床表型(包括视力损伤程度、发病年龄、男女发病比例)。 3.对LHON重点家系和正常对照进行线粒体全基因测序分析,筛查与LHON相关的候选mtDNA新突变,并绘制中国LHON人群mtDNA突变频谱。 4.探讨3例携带m.3571C>T突变的LHON家系的临床、遗传和分子生物学特性,分析该突变以及线粒体单体型、核修饰因子、环境因素等对中国LHON家系外显率和表现度的影响。 方法: 1.通过与北京、河北、福建等全国各地多家医院的合作,建立起LHON家系的全国收集网络,可全面采集LHON家系和临床资料。 2.对LHON家系成员进行详细的临床检查,包括病史采集,视力,色觉,视野,眼底,视觉诱发电位(VEP)等。 3.使用酚-氯仿法提取患者和正常对照的全基因组DNA,PCR扩增线粒体DNA三个原发位点所在区域,纯化并测序。 4.使用24对有局部重叠的引物对先证者和正常对照的mtDNA全序列进行PCR扩增、纯化及测序。 5.使用相关生物软件(DNAStar、Chromas、ClustalX等)分析测序结果,筛查新变异位点和有功能意义的多态性位点,然后通过临床评估、突变造成的结构功能改变的相关分析、种系发生学分析、线粒体单体型分析等方法,评估其对LHON可能的影响。 结果: 1.从2011年9月到2013年12月,本实验室已在全国范围内收集了363例视神经病变的样本。3个原发突变位点的筛查结果显示,121例家系携带三个原发突变位点,其中108例携带m.G11778G>A,9例携带m.14484T>C,4例携带m.3460G>A。 2.对121例携带原发突变位点的家系进行临床评估,发现这些家系中患者的平均发病年龄为21.3岁,视力损伤程度从轻度、中度、重度到极重度不等,男女发病比例为8.3∶1。 3.对未携带三个原发突变位点的LHON家系行线粒体全基因组测序分析,发现3例携带m.3571C>T突变的LHON家系。 4.3例携带m.3571C>T突变的LHON家系患者都表现出典型的LHON临床特征,3例家系先证者的发病年龄分别为8岁、21岁、22岁,视力损伤程度从轻度、重度到极重度不等,外显率分别为41.7%、35.3%、20%。 5.m.3571C>T位点位于高度保守区(保守系数为94.1%),线粒体单体型分析表明,这3例家系先证者的mtDNA序列分别属于东亚单体型B4c1b2,B4c,B4c。 6.359例正常对照中发现3例携带m.3571C>T突变。 结论: 1.在中国LHON人群中,携带m.G11778G>A突变比例最多,m.14484T>C其次,m.3460G>A最少。 2.LHOH男性患者的比例明显高于女性,平均发病年龄为21.3岁,m.G11778G>A患者的视力损伤程度最为严重。 3.3例LHON家系成员都携带m.3571C>T突变位点,并且表现出LHON患者典型临床特征和较高的外显率,提示m.3571C>T突变可能影响LHON的发生。 4.3例家系母系成员都携带相同线粒体DNA突变,但并不是所有母系成员都表现出LHON症状,这些结果表明,其他因素(核修饰因子、线粒体单体型和环境因素)可能影响LHON的表型表达。 5.这3例家系先证者的线粒体单体型分别属于东亚单体型B4c1b2,B4c,B4c,提示这些单体型可能与该3例家系的外显率和表现度有关。