出生缺陷性视网膜病变的分子遗传学研究

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目的:  出生缺陷性视网膜病变种类繁多,但视力不可逆恶化的结局却是一致的。Stargardt病(STGD)是一种导致青少年20岁以下中心视力下降的黄斑变性疾病。该病主要以常染色体隐性遗传为主,由ABCA4基因突变导致视网膜色素上皮(RPE)内脂褐质样物质沉积进而引发光感受器细胞的凋亡。先天性无脉络膜症也称为进行性脉络膜萎缩、全脉络膜血管萎缩、进行性毯层脉络膜萎缩,也是一类先天遗传性致盲眼病,主要由于致病基因CHM基因的突变引起的脉络膜缺损,最终导致视功能严重障碍。这两种出生缺陷性视网膜病变发病较早,起病较重,临床上目前仍缺乏有效的基因诊断和产前诊断技术以及治疗干预手段,因此一直以来是国内外研究的热点之一。我们的课题旨在通过研究患有Stargardt病和先天性无脉络膜症的家系病例,明确这两大出生缺陷性视网膜病变患者及其家系的致病基因及其突变位点,增加对于中国患者的基因突变频谱的认识,为患者及其家庭提供准确的遗传咨询、精确诊断以及后续干预治疗和对致病机理研究奠定必要的基础。  方法:  1.通过临床眼科检查确定患者的眼部临床表现和体征,并作必要的内科检查,进行临床诊断。  2.患者及其家属在检验科抽取3ml外周静脉血并保存于抗凝试管,统一采用商业试剂盒提取基因组DNA。  3. 利用生物信息网站Ensembl(http://www.ensembl.org/index.html)获得目标基因的标准序列,并利用UCSC(http://genome.UCSC.odu/)对目标基因的所有外显子和邻近内含子设计PCR用的扩增引物,然后合成引物。  4.对所有可能的致病基因的所有外显子邻近内含子片段进行PCR扩增,然后电泳验证目标片段的大小和浓度,确认扩增成功。  5.对扩增成功后获得的DNA片段使用ABI 3500 测序仪进行Sanger直接测序。  6.为进一步对筛选到的候选基因的突变位点进行准确性及致病性验证,增加同一家系中1-3个患者与1-3个正常亲属进行扩增后直接测序,进一步通过滤过和筛选明确致病基因及其变异位点。  结果:  本研究中所有出生缺陷性视网膜病变患者表现为与疾病表型相一致的典型的临床症状与体征。在对Stargardt患者进行全面眼科检查过程中发现先证者具有早期中心视力减退、暗适应能力下降、色觉异常、周边视网膜鱼骨样黄色斑点沉着、黄斑青铜样萎缩以及牛眼征等典型Stargardt临床特征。而在无脉络膜综合症患者中发现家系成员均具有累及双眼,渐进性发病和自幼夜盲的临床症状以及弥漫性全层脉络膜毛细血管及视网膜色素上皮层萎缩,最后脉络膜完全消失的临床体征。在数据筛查和共分离分析基础上,我们发现了四个Stargardt家系中包含6个编码外显子和2个邻近区域内含子在内的共8个ABCA4基因突变,其中有两个为我们首次发现并进行报道的新突变;以及无脉络膜家系中3个不同的CHM基因移码突变,其中也有两个突变是本研究中最新发现的。在应用多种生物信息学工具进行深度分析后,我们对这些突变的致病性进行了深入研究并构造了蛋白改变的模型。同时,我们对以往突变报道进行了全面的统计分析,绘制了包含种族分布等信息的突变频谱。  结论:  本研究分别在出生缺陷性视网膜病变的两大致病基因ABCA4和CHM上发现了两个新突变,扩增了现有ABCA4基因和CHM基因的致病突变频谱,增加对Stargardt病和无脉络膜症的分子遗传学机理的认识,有助于出生缺陷性眼病的临床筛查与精确诊断,并提供遗传咨询和帮助,有利于推进和发展优生优育。
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