福建省606例非综合征型聋患者常见聋病基因突变检测结果分析*
2018-07-28林文津郭舜民徐小妹徐榕青张亚敏李丽莎卢雪花
林文津 郭舜民 徐小妹 徐榕青 张亚敏 李丽莎 卢雪花
根据第二次全国残疾人抽样调查结果,2006年福建省残联统计数据分析报告显示,福建省各类残疾人总数为221.1万人,占总人口的6.25%,其中听力残疾61.3万人,占27.73%,是目前福建省残疾人人数及比重最多的人群。目前听力残疾尚无特效治疗方法,但遗传性耳聋基因检测可为部分耳聋患者找到病因。目前基因检测的方法有多种,包括毛细管电泳测序法[1]、基因芯片法[2]、荧光定量PCR法[1]、高通量测序法[3]、飞行时间质谱法[4]等。本研究采用飞行时间质谱技术结合传统的毛细管电泳测序技术,对福建省福州、龙岩、南平、三明地区部分非综合征型聋患者的GJB2、SLC26A4、12SrRNA、GJB3 4个基因共20个常见突变位点进行检测,以探讨福建省聋病患者常见突变基因及突变热点,为福建省开展聋病患者优生优育及个体化用药的遗传咨询、基因诊断和预防干预提供参考。
1 资料与方法
1.1研究对象 2014年12月~2017年12月在福建省福州(190例,男92,女68)、龙岩(134例,男77,女57)、南平(132例,男67,女65)、三明市(150例,男76,女74)聋哑学校收集非综合征型聋患者606例,其中籍贯为福州的130例,龙岩148例,三明150例,南平134例,宁德18例,泉州13例,莆田8例,漳州3例,厦门2例;汉族594例,畲族6例,满族3例,土家族2例,苗族1例;年龄1~55岁,听力损失程度为轻度105例,中度81例,重度246例,极重度174例;语前聋362例,语后聋244例。本研究经福建省医学科学研究院医学伦理委员会同意认可,研究资料及临床标本的采集均获得了患者本人及家属的知情同意,签署了知情同意书,并填写了患者基本信息登记表以便详细了解患者病史。
1.2研究方法
1.2.1仪器与试剂 Mass ARRAY DNA质谱阵列基因分析系统(美国 Sequenom 公司)、QIAcube核酸纯化仪(QIAGEN公司)、超微量蛋白核酸分析仪(英国Biodrop公司)、PCR仪(Bio-Rad 公司)、ABI3730 测序仪、QIAamp DNA Blood Mini Kit(QIAGEN公司),Taq PCR Mastermix(天根公司),引物序列采用Sequenom 公司提供的软件Mass ARRAY Assay Design参考文献设计,引物合成由铂尚生物技术(上海)有限公司完成。
1.2.2全血基因组DNA的提取 采集所有受检者的外周静脉血约2 ml,EDTA抗凝,参照QIAamp DNA Blood Mini Kit试剂盒的使用说明书进行,提取得受检者全血基因组DNA100 μl,应用超微量分光光度计检测提取得到的患者基因组DNA浓度与纯度,并用琼脂糖凝胶电泳检测基因组完整性,冻存在-80 ℃超低温冰箱中备用。
1.2.3PCR扩增 取试剂盒中扩增反应液mix 12.5 μl,加入扩增引物各1 μl,DNA模板加入2 μl,最后加水至25 μl,然后上机进行PCR扩增。温度循环程序为: 94 ℃、5 min,1个循环; 94 ℃、45 s,55 ℃~60 ℃、1 min,72 ℃、45 s,30个循环; 72 ℃、5 min,1个循环。
1.2.4耳聋基因突变检测 飞行时间质谱检测:将上述扩增产物经虾碱式磷酸酶消化、延伸引物单碱基延伸、阳离子消化树脂纯化后用质谱仪按照仪器操作说明书进行。检测的基因及位点:12SrRNA基因1555A→G、1494C→T,GJB2基因35del G、167del T、176_191del 16、235del C、299_300del AT,SLC26A4基因281C→T、589G→A、IVS7-2 A→G、1174A→T、1226G→A、1229C→T、IVS15+5 G→A、1975GC、2027T→A、2162C→T、2168A→G,GJB3基因538C→T、547G→A。
毛细管电泳测序验证:参考文献采用的常规方法[5]制备成测序模板后,用传统毛细管电泳测序法在ABI3730 测序仪上对GJB2编码区序列和SLC26A4 21个外显子序列测序验证。
1.3统计学方法 采用SPSS18.0统计软件对数据进行统计学分析,不同地区非综合征型聋患者组间基因突变检出数两两比较采用χ2检验。
2 结果
606例非综合征型聋患者中共检测出耳聋基因突变140例(23.10%,140/606),其中12SrRNA 基因突变40例(6.60%,40/606,主要集中在3个家系),GJB2耳聋基因突变67例(11.06%,67/606),SLC26A4突变患者33例(5.54%,33/606),未检出GJB3基因突变。毛细管电泳测序验证了飞行时间质谱检测结果,但测序也发现了一些较不常见的突变位点,如GJB2基因511_512insAACG(4例),257C→G(1例),SLC26A4 基因754T→C(2例)、Exon1_Exon3Del(2例)、1686_1687insA(1例)、1079C→T (1例)、1707+5G→A(1例)、1646insA(1例)突变,这些位点纯合突变或复合杂合突变也会致聋。606例非综合征型聋患者基因检测结果见表1、2,可见,除南平地区基因突变检出率高于福州地区,差异有统计学意义(P<0.05)外,其他地区间检出率差异无统计学意义(P>0.05)。
表1 福建不同地区非综合征型聋患者12SrRNA、GJB2、SLC26A4基因突变检出例数及检出率(例)
表2 140例非综合征型聋患者基因突变位点、突变类型及检出例数(例)
注:*该突变不属于20个常见突变位点,采用传统毛细管电泳测序法检出。
3 讨论
本研究通过对福建省福州市、龙岩市、南平市、三明市四个地区非综合征型聋患者四个常见耳聋基因12SrRNA、GJB2、SLC26A4、GJB3基因20个常见突变位点检测分析,可以为23.10%的患者找到耳聋分子病因,略低于文献[6]报道的福州地区听力障碍者常见耳聋基因突变筛查结果(26.14%);其中龙岩市、南平市、三明市非综合征型聋患者GJB2的突变检出率最高,福州市12SrRNA突变检出率最高,龙岩市12SrRNA突变检出率最低,可能与12SrRNA突变为母系遗传,入选病例易出现家族聚集特征有关。本研究福州地区12SrRNA突变患者主要集中在3个家系,龙岩地区12SrRNA突变较低可能与无大家系入选有关。
GJB2基因突变导致的耳聋,一般为双耳同时受累,听力损失程度呈对称性,少数表现为不对称性,也有单耳受损报道。绝大多数GJB2基因突变致聋患者表现为先天性重度感音神经性聋,高频听力或低高频听力同时受损,可以排除其他神经系统疾病,提示耳蜗受损部位主要位于耳蜗基底膜的蜗底及蜗顶区域,这对人工耳蜗电极的植入位置有参考价值[7]。本研究结果显示,福建省606例非综合征型聋患者主要检出突变基因为GJB2基因,其235delC突变位点检出率最高,与文献报道的华北地区[8]、滕州地区[9]聋病患者、北京地区新生儿[10]检测结果一致。但个别位点,如:511_512insAACG采用20个位点的飞行时间质谱方法不能检出,需要结合毛细管电泳测序法对GJB2编码区序列测序验证。
大前庭水管综合征常合并耳蜗和/或半规管畸形,如:耳蜗畸形、前庭池扩大、半规管壶腹扩大等。SLC26A4基因突变与大前庭水管综合征和耳蜗畸形有非常密切的关系,其导致的听力下降呈进行性或波动性,轻度头部外伤即可能诱发。确诊SLC26A4基因突变的患者,可制定一套相应的生活和治疗指导方案,避免剧烈运动、头部碰撞,以延缓听力损失的发生或缓解病情[11]。本研究结果显示,福建省606例非综合征型聋患者SLC26A4基因突变位点主要是IVS7-2 A→G,与浙江省大前庭水管综合征患者检测结果一致[12];本研究还发现另外6个较不常见的突变位点,如:754T→C、Exon1_Exon3Del、1686_1687insA、1079C→T、1707+5G→A、1646insA位点,采用20个位点的飞行时间质谱方法不能检出,建议同时进行CT检查以排除大前庭水管综合征。
携带线粒体12SrRNA基因1555A→G或1494C→T位点突变的个体是氨基糖苷类抗生素等耳毒性药物的敏感个体,对氨基糖苷类抗生素高度敏感,小剂量应用即可造成重度听力损失,其耳聋的发生与用药直接相关,主要临床表现为耳聋、耳鸣、眩晕及平衡障碍,还可出现食欲减退、面部及手足麻木等症状。通过基因检测,及早发现该基因突变携带者,及早对其进行干预,可有效预防药物性聋的发生[5]。本研究结果显示,福建省不同地区非综合征型聋患者中均检出了12SrRNA基因1555A→G突变,部分地区还有散发的12SrRNA基因1494C→T突变,建议在进行新生儿听力筛查的同时,应开展药物性聋相关基因突变筛查。
GJB3基因突变可以引起常染色体显性和隐性遗传非综合征型聋,常与高频听力下降有关,其常见突变位点为C538T、G547A[13];本研究606例非综合征型聋患者中未检出GJB3基因突变,可能与福建省该基因突变率较低有关。
(致谢:感谢福建省残联杨殷秘书长、福州市、龙岩市、南平市、三明市聋哑学校老师、深圳华大基因在耳聋基因检测过程中给予的帮助与支持。)