1例鳃-耳-肾综合征散发患者遗传病因学研究_胡清强.pdf

病例报告病例报告DOI：10.11724/jdmu.2023.02.131 例鳃例鳃-耳耳-肾综合征散发患者遗传病因学研究肾综合征散发患者遗传病因学研究胡清强1，2，3，庞润飞4，王静1，3，张玉婷1，3，李星1，3，仲从超1，3，庞秀红1（1.南京医科大学附属泰州市人民医院 耳鼻咽喉头颈外科，江苏 泰州 225300；2.荆州市中医医院 耳鼻咽喉科，湖北荆州 434000；3.大连医科大学 研究生院，辽宁 大连 116044；4.大连医科大学 第一临床学院，辽宁 大连 116044）关键词鳃-耳-肾综合征；EYA1 基因；p.R308X；de novo 突变；单倍体剂量不足中图分类号R764文献标志码B文章编号：1671-7295(2023)02-0169-05Genetic etiology of a patient with sporadic branchio-oto-renal syndromeHU Qingqiang1,2,3,PANG Runfei4,WANG Jing1,3,ZHANG Yuting1,3,LI Xing1,3,ZHONG Congchao1,3,PANG Xiuhong1(1.Department of Otolaryngology Head and Neck,the Affiliated Taizhou Peoples Hospital of Nanjing MedicalUniversity,Taizhou 225300,China;2.Department of Otolaryngology,Jingzhou Hospital of TraditionalChinese Medicine,Jingzhou 434000,China;3.Graduate School,Dalian Medical University,Dalian 116044,China;4.The First Clinical College,Dalian Medical University,Dalian 116044,China)Keywords branchio-oto-renal syndrome;EYA1;p.R308X;de novo mutation;haploinsufficiency 1临床资料先证者，男，10 月龄，汉族。因听力筛查不通过，对声反应迟缓，2019 年 10 月 16 日就诊于南京医科大学附属泰州市人民医院耳鼻咽喉头颈外科。先证者出生后发现双侧耳前瘘管、双侧第二鳃裂瘘管。专科检查：外耳无畸形，双侧耳轮脚见瘘口，双侧外耳道畅，鼓膜完整标记清晰。双侧胸锁乳突肌上 1/3 前缘见第二鳃裂瘘口。听力学检查示：双侧中-重度感音神经性耳聋（500 Hz、1 kHz 和 2 kHz 平均听阈为 66.7 dB）。颞骨 HRCT 示：听骨链畸形、颞骨气房过度气化、前庭扩大、半规管畸形、1.5 圈耳蜗发育不全、内听道增宽。见图 1。肾脏超声示：左肾缺如。心脏超声示：室间隔缺损（膜周型）。先证者父亲-1 和母亲-2均未发现以上异常表型。先证者及其父母样本由南京医科大学附属泰州市人民医院耳鼻咽喉头颈外科收集，本研究通过本院伦理委员会论证批准，符合赫尔辛基宣言，并由法定监护人签署知情同意书。采集研究对象前臂外周静脉血 4 mL，血液全基因组 DNA 抽提试剂盒（DP318-03，北京天根生物科技有限公司）提取全基因组 DNA。利用 NanoDrop 2000C 分光光度计测定 DNA 浓度，20 保存备用。利用 Sanger 测序技术对先证者样本 进 行 中 国 汉 族 人 群 三 大 常 见 耳 聋 基因 GJB2、SLC26A4 及 MT-RNR1 全序列筛查未发现致病突变。使用外显子靶向捕获二代测序技术对 406 个已知耳聋基因所有编码外显子及其侧翼序列进行筛查，发现如下变异：EYA1 基因杂合变异 c.922CT（p.R308X）（图2）、GJB2 基因杂合变异c.109GA（p.V37I）、LOXHD1基因杂合变异 c.1894GA（p.G632S）、GALE 基因杂合变 异 c.505CT（p.R169W）和 CDH23 基 因 杂 合 变 异c.5002GA（p.G1668S）（图 3）。依据遗传变异分类标准与指南最新 ACMG 指南1，利用 SIFT、PROVEAN、Mutation Taster、Polyphen-2 等工具软件对二代测序非同义错义突变进行致病性预测，并通过 Sanger 测序对可疑致病突变进行家系内成员验证。根据 ACMG 指基金项目：国家自然科学基金青年基金项目（81700920）；江苏省基础研究计划（自然科学基金）面上项目（BK20191229）；江苏省卫生健康委科研课题（M2022067）；泰州市科技支撑（社会发展）项目（TS202214）第一作者简介：胡清强（1994-），男，硕士研究生。E-mail：通信作者：庞秀红，副教授。E-mail：大连医科大学学报 2023 年第 45卷第2期（Journal of Dalian Medical University Vol.45 No.2,2023）169南对 EYA1 基因 p.R308X 进行变异性解读，发现此变异基因为已报道无义杂合突变，正常人群数据库为低频变异（符合 PVS1 和 PM2）。生物工具软件除SIFT 外，PROVEAN、Mutation Taster 及 PolyPhen-2 预测均提示其他 3 个常染色体隐性遗传相关耳聋基因LOXHD1、GALE、CDH23 单杂合变异倾向于致病突变（表 1）。但是根据各基因遗传方式及基因型-表型特点推测 p.R308X 突变很可能为先证者遗传性病因。除 EYA1 基 因 p.R308X 突 变（图 2）无 父 母 来 源 外，GJB2 和 LOXHD1 基因单杂合变异来源于母亲-2，而GALE 和 CDH23 基因单杂合变异来源于父亲-1（图 3和表 1）。2讨论鳃-耳-肾 谱 系 疾 病（branchio-oto-renal spectrumdisorder，BORSD）是以各种类型的耳聋伴外中耳畸形、鳃弓发育异常所致鳃裂囊肿或瘘管、肾脏发育畸形为主要特征的常染色体显性遗传性综合征性耳聋谱系疾病。根据是否伴有肾脏畸形分为：伴有肾脏畸形的鳃-耳-肾综合征（branchio-oto-renal syndrome，BORS，OMIM:#113650，#610896）和不伴有肾脏畸形的鳃-耳综合征（branchio-otic syndrome，BOS;OMIM:#602588，#608389）2。BORSD 表型异质性高，其中 BORS 已报道 表 型 高达 60 种 以 上（https:/monarchinitiative.org/ABC112+/+/+p.R308X/+-1-1-2听阈/dB频率/Hz0102030405060708090100110120125 250 500 1 000 2 000 4 000 5 000A.家系图及纯音测听：黑色箭头：先证者；黑色图形：患者；正方形：男性；圆形：女性。纯音测听提示先证者双侧中-重度感音神经性耳聋。B.先证者典型表型：B1.双侧耳前瘘管；B2.双侧第二鳃裂瘘管。C.先证者颞骨 CT：C1.白色实线箭头：听骨链畸形；灰色虚线箭头：耳蜗发育不全；灰色实线箭头：颞骨气房过度气化。C2.白色实线箭头：耳蜗底圈增宽。C3.白色实线箭头：前庭与外半规管扩大融合；灰色虚线箭头：内听道扩大。图 1家系图、基因型及表型Fig.1 Genogram，genotype and phenotypeEYA1 c.922CT(p.R308X)-1-1-2图 2EYA1 基因 p.R308X 突变峰图Fig.2 Mutation of p.R308X in EYA1 gene170胡清强，等：1 例鳃-耳-肾综合征散发患者遗传病因学研究disease/MONDO:0007029#phenotype），主 要 表 型 包 括各种类型的耳聋（感音神经性、传导性、混合性耳聋）、鳃弓发育异常（先天性鳃裂瘘管及囊肿、先天性耳前瘘管）、肾脏畸形；次要表型包括外中耳发育畸形、附耳、泪道发育不全、腭部畸形、面部不对称等3-4。根据主要表型和次要表型，目前使用 BORS 的诊断标准如下3：（1）符合3 个主要表型；（2）符合 2 个主要表型和2 个次要表型；（3）符合 1 个主要表型并有一级亲属患有 BORS 表型。目前已报道与 BORS 相关的候选基因包括 EYA1（OMIM#601653）、SIX1（OMIM#601205）、SIX5（OMIM#600963）和 SALL1（OMIM#602218）3,5-7。其中，EYA1 突变是 BORS 最为常见的致病因素，约占BORS 遗传性病因的 40%。Eya1 缺失的小鼠具有颅面部、内耳、鳃弓和特异性颅内感觉神经节的形成障碍、输尿管芽缺失和后肾诱导失败等表型8。EYA1 是果蝇眼睛缺失基因（Drosophila eyes absent，Eya）的人类同源基因，属于 EYA 基因家族成员2。该基因由 16个外显子组成，其编码的蛋白包括 N 端（1320 残基）反式激活结构域（NTD 区）和 C 端（321592 残基）高度保守结构域（ED 区）9。NTD 区具有反转录活性和苏氨酸磷酸酶活性；ED 区具有酪氨酸磷酸酶活性，是重要的转录复合体结合区域。EYA1/SIX1 转录复合体参与毛细胞分化并启动内耳的神经元发育10-11。Six1和 Eya1 是尿路发育过程中泄殖腔周围间充质祖细胞的关键调控因子12。然而，SIX1 无内在激活域，须依赖与 EYA1 转录因子结合从而激活自身转录8。迄今为止，已报道与鳃-耳-肾谱系疾病相关的EYA1 基 因 致 病 突 变 高 达 252 个，其 中 约 160 个 与BORS 相关（http:/www.hgmd.cf.ac.uk/ac/gene.php?gene=EYA1），突变主要集中在 EYA1 的 C 端（271 残基，外显子 916）的 ED 区13-14。EYA1 基因主要突变类型包括错义突变、无义突变、移码突变及剪切位点突变，最常见的为移码突变及无义突变，其中无义突变约占 11%，单倍体剂量不足被认为是 EYA1 基因无义突变潜在致病机制15-16。本研究中的先证者-1 具有双侧中-重度感音神经性耳聋（图 1A）、双侧耳前瘘管和双侧第二鳃裂瘘管（图 1B）及左肾缺如 3 个主要临床表型，以及泪道发育异常、中耳和内耳畸形等次要表型（图 1C），符GJB2:c.109GA(p.V371)LOXHD1:c.1894GA(p.G632S)GALE:c.505CT(p.R169W)CDH23:c.5002GA(p.G1668S)-1-1-2图 3GJB2、LOXHD1、GALE 及 CDH23 基因单杂合变异峰图及父母来源Fig.3 Single heterozygous mutations of GJB2，LOXHD1，GALE and CDH23 genes and their parental origin表 1致病性分析Tab.1 Pathogenic prediction基因转录本突变Exome VariantServergnomAD1 000GenomesSIFT*（score）PROVEAN（score）MutationTasterPolyPhen-2（HumVar score）父母来源EYA1NP_000494.2c.922CTp.R308X0.000 004Deleterious（2.96）Disease causing（1）无GJB2NP_003995.2c.109GAp.V37I0.001 3080.007 7200.015 4Tolerated（0.717）Neutral（0.82）Disease causing（0.99）Prob