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背景:X-连锁青少年性视网膜劈裂症(X-linked juvenileretinoschisis,XLRS)是以视网膜劈裂为内外两层为特征的疾病,双眼对称发病,多见于青少年男性,也可见于3个月或更小的患儿。临床表现为自幼视力不佳,可伴有斜视、眼球震颤等表现,预后多不良。该病临床上主要分为两个类型,即黄斑型和周边型。黄斑型眼底检查可见黄斑区劈裂呈现轮辐状外观,周边部劈裂表现较为隐匿,可表现为视网膜皱褶、血管周围白鞘样改变等。视网膜组织发生劈裂之后,原本已经液化的玻璃体可以自劈裂部位进入视网膜下腔,继而出现继发性视网膜脱离;此外,视网膜劈裂发生后,视网膜的血管发生断裂后伸入玻璃体腔,使患者出现反复发作的玻璃体积血。由于患儿视力发育极度不良,又会出现小眼球、斜视、眼球震颤等其他严重的发育期并发症,最终导致患儿的视力完全丧失。在临床上,一些客观检查对疾病的诊断和观察病程发展、转归具有重要意义。视网膜电图(ERG)表现为a波不变,b波下降,即b/a波振幅比值下降的特点,可帮助进行早期诊断和鉴别诊断。光学相干断层扫描(OCT)显示黄斑区或周边部视网膜呈现囊样扩张改变,其囊腔中被斜行或垂直的桥状组织所分割,无炎症渗出性改变。眼底荧光血管造影(FFA)检查XLRS患者动脉期可见黄斑部表现为不规则的点状强荧光,部分密集呈点状或块状。晚期形态无显著改变,这提示异常荧光的出现源于视网膜色素上皮而非血管性渗漏。约有5%左右的患者在XLRS发病后10年之内会出现玻璃体出血及视网膜脱离。视网膜内层劈裂后形成视网膜裂孔是导致孔源性视网膜脱离的危险因素,此外,反复发作的玻璃体积血可以在视网膜表面形成增殖膜,在玻璃体后界膜的牵拉下出现视网膜脱离,也是视网膜脱离发生的一个原因常见并发症为玻璃体出血和视网膜脱离。目前尚无明确地可以治愈XLRS的方法。部分学者提出局部应用2%多佐胺可能改善视力,但疗效并不确切,只表示在视网膜功能恶化时治疗可能有益。伴有玻璃体积血的患儿为了避免弱视产生,应早期给予药物促进吸收后进行激光治疗。玻璃体积血不能吸收且伴有玻璃体牵引、视网膜脱离的患儿建议行玻璃体切割手术治疗。X-连锁青少年性视网膜劈裂症是一类遗传性疾病,致病基因为retinoschisis(RS)1基因,该基因于1997年被定位,呈现X-连锁隐性遗传的遗传方式。RS1基因长为32.4kb,由16000余个碱基对组成,包含6个外显子,编码一段由224个氨基酸组成的蛋白,称为视网膜劈裂(RS)蛋白。RS蛋白从结构上分析可分为头部和尾部两部分,其中头部为一段高度保守的盘状区域,由23个氨基酸组成。该结构由RS1基因的第4-6(主要为6)外显子编码,这一盘状区域目前被认为RS1蛋白的结构域,学者们认为RS蛋白与细胞间粘附及磷脂间的结合有密切关系,目前已成为当前XLRS研究的热点。截止到2016年底,目前全世界发现的所有XLRS患者致病基因均定位于RS1基因。根据人类基因突变数据库(www.hgmd.org)显示,目前已发现的XLRS1基因突变位点有235个。 目的:对2个先天性视网膜劈裂症家系进行基因突变检测,并对突变后的RS蛋白结构变化进行了预测,通过蛋白质表达的模拟实验对其发病机制及临床表型进行研究。 方法:家系1患儿为11岁男性,因双眼自幼视力不佳到我院就诊。患儿眼前节检查未见明显异常,眼底镜下可见双眼黄斑区呈轮辐状外观,OCT显示双眼黄斑区呈囊样扩张,其囊腔被斜行的桥状组织所分割,未见渗出性改变。患者临床症状、眼底检查及客观检查高度怀疑X-连锁青少年性视网膜劈裂症。对其家系三代共8人(男性5人,女性3人)进行了眼部的检查,共发现疑似青少年性视网膜劈裂症病例3人,均为男性。家系2患儿为7岁男性,因发现双眼视力欠佳1年到我院就诊。眼底检查同样表现为黄斑区呈轮辐状外观,OCT显示双眼黄斑区囊样扩张且被斜行的桥样组织分割,初步诊断为视网膜劈裂症,对其家系三代共6人进行眼科检查,未发现其他视网膜劈裂症患者。取两个家系所有成员的外周血并提出DNA样品,对其DNA样品的RS1基因进行PCR扩增并进行琼脂糖凝胶电泳,将PCR产物送测序并分析结果;在NCBI数据库中查找RS蛋白的氨基酸序列,通过蛋白分析结构网站(http://www.expasy.org/old tools)分别得到2个家系野生型和突变型RS蛋白的空间结构并进行比较;选取家系1进行蛋白质表达模拟实验。构建野生型和家系1突变型XLRS质粒,培养和传代293T细胞,通过细胞转染的方法,将野生型XLRS1质粒和突变型XLRS1稳定表达质粒分别转染到293T细胞,提取分泌型RS蛋白,通过western-bolt检测野生型和突变型RS蛋白。 结果:⑴两个家系根据病因、症状、临床表现、客观检查、遗传学检测,诊断为X-连锁青少年性视网膜劈裂症家系,家系中母系成员为致病基因携带者。⑵两个家系的致病基因为RS1基因,家系1突变位点定位于第6外显子,c.599G>C(p.arg200pro)。家系2突变位点定位于第6外显子c.549delC。根据人类基金突变数据库(www.hgmd.org)显示2个突变至今尚无文献报道,均为首次发现。⑶蛋白结构预测表明这两个位点发生基因突变后仍然可以形成RS蛋白双八聚体结构,但是结构均发生变化,其中家系1的RS蛋白变化表现为:部分β-折叠片层结构发生异常的无规则卷曲;家系2的RS蛋白变化表现为:由于终止序列的消失,突变型RS1基因编码氨基酸数量为235个(正常为224个),形成的蛋白质结构中出现了β-折叠片层结构大范围的丢失,被少量无规则卷曲所取代,RS蛋白的结构域几乎消失。RS蛋白的空间构象发生变化后可能影响RS蛋白的结合能力。⑷蛋白质表达的实验表明证明家系1患者发生基因突变后突变型RS蛋白仍然可以分泌到细胞外。 结论:2个家系均可以确诊为X-连锁青少年性视网膜劈裂症家系;RS1基因的c.599G>C和c.549delC分别是2个家系的致病突变,且均为新发现的突变。基因突变后RS蛋白虽然仍可以形成八聚体,但结构发生了一系列变化,这将影响到RS蛋白的功能。本研究拓宽了RS1基因导致视网膜劈裂的遗传突变谱,对于该病的基因治疗和发病机制奠定了实验基础。