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目的:成骨不全(Osteogenesis imperfecta,OI)是一种以骨脆性增加为主要特征的单基因遗传骨病,致病基因多导致Ⅰ型胶原的加工合成、成骨细胞分化和骨矿化异常。大部分的OI病例是由COL1A1或COL1A2突变引起的,目前已发现21个与OI相关的基因,由于突变基因及位点的不同,OI的表型庞杂。近年来,非COL1A1和COL1A2基因突变引起的OI引起了学术界更多的关注,因为其可能对阐明骨质疏松新的致病机制,开拓骨代谢研究的新领域有所贡献。本研究对23例未查出COL1A1和COL1A2基因突变的患者进行基因检测,试图明确病因,并进一步探讨基因型与表型间的关系。方法:收集经临床表现、血液检测及影像学表现诊断为OI的23例患者的病例资料,并提取患者及其亲属的外周血DNA,对23例先证者首先进行COL1A1和COL1A2的直接测序,未发现突变后,继续用靶向二代测序法对其余罕见基因进行外显子测序,发现突变位点后,用Sanger测序法对患者及其亲属的DNA进行突变位点验证,并在250例正常对照人群进行对比,利用生物信息学技术、同源分析技术和突变蛋白空间结构构建对突变位点进行功能预测。同时对WNT1突变患者进行长期双膦酸盐治疗的疗效评估。结果:本研究发现了4例罕见基因类型OI。先证者1,男性,10岁,WNT1复合杂合突变:c.506G>A(p.Gly169Asp)和c.500dupG(p.Cys170Leufs),其父母分别携带一个致病基因;先证者2,女性,17岁,TMEM38B复合杂合突变:c.150C>G(p.Ser50Arg)和c.507G>A(p.Trp169X),父母分别携带一个致病基因;先证者3,女性,45岁,P4HB杂合突变:c.1198T>C(p.Cys400Arg);先证者4,男性,11岁,PLS3的半合子突变(c.892-1G>A),导致剪切位点异常,其母亲携带此杂合突变。先证者1经历了5次骨折,分别累及左侧股骨、左侧尺桡骨和胸骨柄,X线平片发现脊柱多发压缩性骨折,心脏超声示二尖瓣反流。先证者2自1岁始每年骨折2-3次,多累及双侧上臂及双下肢,18岁后骨折次数减少,患者脊柱及双下肢严重畸形。先证者3自2岁始每年骨折1-2次,多累及双下肢,8岁左右视力开始下降,目前双眼视力均0.4。患者轻度眼球突出,前额扁平,鼻梁扁平;双下肢短小,弯曲畸形,严重脊柱侧弯,胸廓畸形。先证者4为轻度的OI,具体表现为摔跤所致的多次桡骨远端骨折,无骨骼畸形。4例患者皆无蓝巩膜,智力、牙质及听力皆正常,患者父母均无异常症状。此外,对于携带WNT1突变的患者,双膦酸盐能够显著增加BMD的Z值,起到重塑压缩椎体和降低骨折风险的作用。结论:本研究报道了中国人群中的4种罕见类型OI,不仅丰富了OI的致病基因谱,还进一步的拓展了OI的表型谱,为后续基因致病机制及其与表型关系的研究奠定基础。对于无COL1A1或COL1A2突变的散发性OI病例,应用靶向测序进行分子诊断是明确病因的有效而又经济的方法。