TGFBI相关性格子状角膜营养不良表型及基因型研究进展
2014-03-11郑玲谷静芝
郑玲 谷静芝
TGFBI相关性格子状角膜营养不良表型及基因型研究进展
郑玲 谷静芝
角膜营养不良；基因突变；基因型；表型
角膜营养不良是一种遗传性疾病，随着分子遗传学研究技术的发展及各种检查技术的更新，对角膜营养不良的临床表型、相关基因及其突变的研究有了较大进展。同时也出现其分类法的不足。本文参阅大量文献，对转化生长因子β诱导基因导致的格子状角膜营养不良的表型及基因型进行了较全面的综述。
[眼科新进展，2014，34(4)：393-396]
角膜营养不良是一组与家族遗传有关的角膜病变的总称，随着分子遗传学在遗传性疾病中的应用及各种检查技术的不断更新，角膜营养不良的临床表型、相关基因、基因突变的研究有了较大进展，其分类法也不断地更新完善。然而由于遗传性疾病存在的遗传异质性，对角膜营养不良的分类国际上仍未有统一的标准。通过对大量文献的查阅，本文对转化生长因子-β诱导基因(transforming growth factor β-induced gene，TGFBI)导致的格子状角膜营养不良(lattice corneal dystrophy,LCD)的表型及基因型进行了总结概述。
1 角膜营养不良的分类
角膜营养不良为一组遗传性、对称性、非炎症性眼病，好发于角膜中央部，病情进展缓慢，一般不伴有全身疾病。其病理特征性改变为双眼角膜有异常物质沉积[1]。可根据其遗传模式、严重程度、组织病理学、解剖部位、临床表现、超微结构等的不同而分类，目前主要使用解剖部位分类法[2]。一般根据受累角膜层次而分为前部、基质部及后部角膜营养不良三类[3]。其中LCD属于基质部角膜营养不良。
2 LCD
LCD为一种双眼对称性角膜基质出现网格状混浊、视力损害较重的遗传性角膜病变。1997年Munier等[4]首次测出LCD是由5q31上的TGFBI基因错义突变导致。目前已知，除了LCDⅡ，其他LCD被确定为由于TGFBI基因突变引起。TGFBI 基因是Skonier等[5]首次从经过TGF-β治疗后的人肺腺癌细胞(A549)中分离的，并得到其cDNA序列，随后将此基因定位于人染色体5q31[6]。TGFBI基因表达的产物被称为角膜上皮蛋白(keratoepithelin,KE)，是细胞外基质的重要组成部分。研究已证实KE存在于各种组织中，在维持组织细胞外基质的结构中起重要作用。但就目前的文献报道，TGFBI基因突变只表现为角膜的营养不良，没有全身其他器官的合并症。
3 LCD表型分类
2001年金涛等[3]将LCD分为LCDⅠ、LCDⅢ/ⅢA、LCDⅣ。2006年Kannabiran等[7]将由TGFBI基因突变引起的LCD按临床表型分为LCDⅠ、LCDⅢ/ⅢA、LCDⅣ、非典型LCD。2007年Anthony等[8]在对角膜营养不良的分子遗传学基础研究中主张将角膜营养不良分为典型性和非典型性两类。2010年Yang等[9]在对角膜营养不良的表型及基因型研究中，采纳了Anthony等[8]的分类法，其配合分子遗传学技术，对表型的确诊、基因型表型相关性研究具有一定的指导意义。且此分类法简单，易于被临床医师使用，但不够精确，没有充分表述不典型表型的特点，不利于研究和精确诊治。
2008年Weiss等[10]对角膜营养不良进行了新的分类，将TGFBI相关性LCD分为LCDⅠ、LCDⅢ、 LCDⅢA、 LCDⅠ/ⅢA、LCDⅣ。它涵盖了传统定义的多个方面，包括遗传的、临床的、病理方面的信息，为目前主要参考的分类法。
4 LCDⅠ型
一般发生在10岁以前，表现为眼部不适、疼痛、进展性视力损害。经常有角膜上皮的剥脱，视力下降常在20～30岁。裂隙灯下表现为角膜上皮下细的白色格子状线条，在线条的边缘有点状混浊。早期发生在角膜中央且浅薄，随着年龄的增长，线状混浊向四周及深部发展，可发生浅基质的毛玻璃混浊，但一般不侵犯角巩膜缘、后弹力层及内皮层。组织病理学显示角膜实质板层有淀粉样物质沉积，主要位于基质浅层。自Munier等[4]1997年在TGFBI基因的外显子4上发现R124C突变而导致2个家系14例患者表现为LCDⅠ以来，LCDⅠ在世界范围内被大量研究报道。
4.1遗传异质性2006年Atchaneeyasakul等[11]首次报道了泰国一个大家系由H572R突变导致LCDⅠ，不同的是，其迟发、表型也存在差异，而且在部分病例中发现浅表基质存在微黄色的斑块。2010年Romero等[12]在对智利3个家系研究中，报道了H572R突变导致特殊LCDⅠ表型，和Atchaneeyasakul等[11]报道同样迟发，在浅基质中也发现了微黄色变，不同于R124C的是，格子较粗、较稀疏。2010年Zhong等[13]报道了我国一家系H572R突变导致LCDⅠ,迟发，表现为双眼上皮下及基质层内细格子状混浊，未见微黄色变。虽然都是H572R突变导致LCDⅠ，但其表现形式却不相同。这表明LCDⅠ具有明显的遗传异质性。
2008年Liu等[14]报道了我国3个不同的家系，其家系中部分患者表型不典型，分子遗传学检查均为R124C突变，最终诊断为不典型性LCDⅠ，希腊、日本、孟加拉国等多个国家[15-17]也报道了不典型性LCDⅠ。在这些报道中，我们看到当表型不典型，或者在同一个家系中出现不典型表现，通过分子遗传学的检查可以辅助诊断。同时，当说到LCDⅠ的临床表型时，我们应该意识到LCDⅠ存在典型性和不典型性两种亚型。
新生突变也能导致LCDⅠ的发生，2010年Romero等[12]报道了1例自发R124C新生突变导致LCDⅠ。说明虽然R124C为导致LCDⅠ最主要的突变，但R124C突变不存在始创效应。同时也说明了虽然自发突变的频率很低，但自发突变随时都可能发生，故当患者没有明显家族遗传史的情况下，临床医师应考虑遗传性变异的可能。
4.2表型-基因型的关系虽然已报道的与LCDⅠ型相关的TGFBI基因突变有很多[7,11-12]，R124C突变也可以导致不同的表型[18]。但是，国内外学者对大样本角膜营养不良(中国、波兰、韩国、乌克兰、墨西哥等)[9，19-23]的研究均证实LCDⅠ主要由H124C突变引起，LCDⅠ与H124C存在表型及基因型的相关性。
5 LCDⅢ/ⅢA型
发病较LCDⅠ型晚，常在40岁以上。LCDⅢ一般无角膜反复糜烂史，裂隙灯下表现为格子状线粗、数量多，可延伸至角巩膜缘，粗线条间可散在结节状沉着物及分枝的细线条,遗传方式为常染色体隐性遗传。1991年Stock等[24]报道了两个家系，其表型与LCDⅢ型极为相似。但此型有复发性上皮损害病史，且为常染色体显性遗传，故称为LCDⅢA。组织病理学示粗大、稀少的纺锤状淀粉样物质沉积于中至深部基质层中。2006年，日本报道由纯合L527R突变导致LCDⅢ的发生[25]，强调由于LCDⅢ与LCDⅢA表型的酷似，遗传方式及外显率是其区别标准。1998年Yamamoto等[26]报道了日本3个家系及4个散发病例，表型均为LCDⅢA，测出致病基因为TGFBI的P501T错义突变。接着，Fujiki等[27]及Kawasaki等[28]均报道了日本患者由TGFBI的错义突变P501致LCDⅢA的发生。2000年Dighiero等[29]对法国LCDⅢA进行TGFBI基因突变分析后，认为与日本患者不同的是，是A546T突变，而不是P501T。有趣的是，2006年及2010年我国也报道了由P501T突变[30]导致LCDⅢA，且与日本的报道特征相似，这个突变可能是这两个种族的通用遗传突变,昭显出我国和日本存在的同缘性。目前所发现的与LCDⅢA相关的TGFBI基因突变位点还有N622K(南美洲)[31]、V627fs(意大利)[31]及F540S(德国)[32]。似乎LCDⅢA型存在种族的差异，不同的种族表现为不同的突变。
6 LCDⅣ型
发病常在60岁之后，不伴上皮剥脱；裂隙灯下表现为始于角巩膜缘的粗格子状线条和角膜中央深层基质的结节状混浊。组织病理学见前弹力层下条带状淀粉样沉积物和基质深层粗大的淀粉样沉积物。1998年Fujiki等[33]首次报道了日本L527R突变导致LCDⅣ，迟发(70岁后)，不对称性，表型变异及相对LCDⅠ的视功能损害较轻。2010年Fukuoka等[34]对13例日本患者进行研究，均有L527R突变，其中1例为纯合，1例伴有N544S突变，同时进行单体型分析，得出结论：即L527R为日本TGFBI相关性LCDⅣ型的创始者突变。然而，在2004年及2010年日本分别报道N544S[35]、R496W[36]与LCDⅣ相关。Fukuoka等[34]还提到LCDⅣ只在日本人群中被报道，而意大利和印度曾报道了V631D[31]、G594V[37]导致LCDⅣ的发生。虽然在这些报道中表型存在一定的差异。但是，这些混浊都发生在角膜深基质层，角膜中有格子状线条混浊，迟发，符合LCDⅣ的诊断标准。
7 LCDⅠ/ⅢA
1999年Stewart等[38]首次报道了H626R突变导致2个LCD家系，认为其临床表型介于LCDⅠ/ⅢA之间。具有以下特点：迟发(30～40岁)、眼部刺激症状较轻、不伴有角膜上皮的剥脱、角膜格子状线条混浊位于中央浅基质层、双眼不对称且线条较粗大。随后，Schmitt-Bernard等[39]报道了2个家系其突变分别为H626R和NVP629，其临床表型也不同于LCDⅠ和LCDⅢA型。其格子状线条均粗于LCDⅠ，发病年龄在20多岁。H626R突变家系表现为基质中粗格子状线条、上皮下块状混浊不伴角膜上皮糜烂，同时在角膜中央浅层有不对称的星状沉积物；NVP629突变家系有上皮下的混浊，同时伴有反复发生的角膜上皮糜烂。Munier等[31]报道了6种不同LCDⅠ/ⅢA相关的突变分别为：G623D、H626R、L518R、H626P、T538R及△F540，其相应的表型亦有所区别，发病年龄及自觉症状也存在很大的差异。目前，报道的与LCDⅠ/ⅢA相关的基因突变还有A546D、P551Q[40]，但其表型也存在很大的差异。可能基因的突变型及内外环境的不同使表型存在差异。
8 小结
随着基因分类法的快速发展，我们看到了先行分类法在诊断非典型性案例时的不足。大量非典型性LCD的报道，因为其表型及基因型的差异无法归类，为查阅文献及研究带来诸多不便。2010年Ohnishi等[41]及2012年Cho等[42]都报道了由L527R突变导致的不对称性角膜营养不良，其表型与以往报道不同，而未归类。
希望通过对TGFBI基因相关性LCD遗传特性不断的研究，在不久将来能从基因水平进行相关的产前咨询、产前诊断和临床诊断。
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date：Mar 26,2013
Research advances in genotype and phenotype in lattice corneal dystrophy associated withTGFBI gene
ZHENG Ling,GU Jing-Zhi
corneal dystrophy; gene mutation; genotype; phenotype
Corneal dystrophy is one of the hereditary diseases. With the development of the molecular genetics and various examination technology updates, corneal dystrophies have great progress in clinical phenotype, gene mutation and its related research. At the same time, it reveals the deficiency of the existing taxonomies. This paper reviews the research advances in phenotype and genotype of lattice corneal dystrophy associated with transforming growth factor β gene.
郑玲，女，1986年2月出生，湖北孝感人，硕士。主要研究方向为先天性眼科疾病的分子遗传学研究。联系电话：15072971669；E-mail:zhlin1010@126.com
AboutZHENGLing:Female,born in February,1986.Master degree.Tel:15072971669; E-mail:zhlin1010@126.com
2013-03-26
150086 黑龙江省哈尔滨市，哈尔滨医科大学附属第二医院眼科(郑玲现工作于湖北省随州市中心医院)
谷静芝，E-mail：gujingzhi33@sohu.com
郑玲,谷静芝.TGFBI相关性格子状角膜营养不良表型及基因型研究进展[J].眼科新进展,2014,34(4):393-396.
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10.13389/j.cnki.rao.2014.0109
修回日期：2013-05-11
本文编辑：方红玲
Accepteddate:May 11，2013
From theDepartmentofOphthalmology,theSecondAffiliatedHospitalofHarbinMedicalUniversity(ZHENG LingnowworksattheCentralHospitalofSuizhou),Harbin150086,HeilongjiangProvince,China
Responsibleauthor:GU Jing-Zhi,E-mail:gujingzhi33@sohu.com
[RecAdvOphthalmol，2014，34(4):393-396]
