尼曼-匹克病的SMPD1基因突变分析

摘要

研究背景：
　　 尼曼-匹克病(Niemann-Pick's Disease,NPD)是一种常染色体隐性遗传性神经鞘磷脂沉积病,由于溶酶体神经鞘磷脂水解酶的先天缺乏,导致神经鞘磷脂在肝、脾、肺、淋巴结、骨髓和脑组织等器官中广泛沉积,使得全身单核巨噬细胞和神经节细胞中出现大量含有神经鞘磷脂的泡沫细胞。根据临床表现可分为5型:A型(急性神经型或婴儿型)、B型(慢性非神经型或内脏型)、C型(慢性神经型或幼年型)、D型(NoVa-Scotia型)、E型(成人非神经型)。其中,根据文献报道A型约占所有NPD的85％。A型与B型NPD均为编码ASM(Acidsphingomyelinase,ASM)蛋白的SMPD1(sphingomyelin Phosphodiesterase1)基因发生突变所致。到目前为止,已发现的SMPD1基因突变有一百余种,包括单个碱基替换、小的缺失和插入、剪切位点的改变等。目前国内关于本病的报道多是关于临床指征和实验室诊断,而有关基因突变检测的研究很少。
　　 目的：
　　 研究3个无关的中国人尼曼.匹克病(Niemann-Pick's Disease,NPD)家系发病的分子遗传学基础及SMPD1基因检测在中国人NPD家系基因诊断中的意义,并探讨其基因型与临床表型的关系。
　　 方法：
　　 收集3个无关的NPD家系的临床资料和血液标本。从外周血提取基因组DNA,对可能致病基因SMPD1基因进行设计引物,经聚合酶链反应(polymerasechain reaction,PCR)依次扩增3个家系中所有成员SMPD1基因的6个编码外显子及其侧翼内含子序列,琼脂糖凝胶电泳,扩增产物纯化后直接进行正反向测序,将测序结果与Genebank中的SMPD1基因的正常序列进行比对,找出可能的致病突变。并将发现的突变所在外显子的扩增产物通过TA克隆技术进一步证实突变的实际意义。
　　 结果：
　　 1家系1先证者的SMPD1基因第1外显子应用TA克隆技术测序结果为随机挑选的8个单克隆测序结果均显示在编码序列第107碱基处碱基T替换成C,即T107C,使得遗传密码子GTG被GCG取代,从而使编码的氨基酸第36位缬氨酸被丙氨酸取代,即p.V36A,属错义突变。先证者父亲的8个单克隆测序结果显示6个存在该突变,2个为正常序列,先证者母亲的8个单克隆测序结果均显示4个存在该突变,4个为正常序列。此结果说明家系1先证者为T107C的纯合突变,其父母均为T107C的杂合突变,符合常染色体隐性遗传规律。对20个正常对照的PCR扩增产物进行直接正反向测序,均未见此突变。说明该突变SMPD1基因外显子1上T107C为家系1致病的分子遗传学基础。
　　 2家系2和家系3的PCR扩增产物的直接正反向测序结果与GeneBank中正常序列比较,所有成员均发现在SMPD1基因外显子1上有连续6个碱基的缺失,即在编码序列第108碱基至第113碱基GCTGGC的缺失(c.108-113delGCTGGC),且均为纯合突变。进一步应用TA克隆技术检测后,家系2和家系3的所有成员随机挑选的8个单克隆测序结果均存在该突变c.108-113delGCTGGC。对20个正常对照的PCR扩增产物进行直接正反向测序,均未见此突变。
　　 3家系2和家系3包括先证者在内所有成员的SMPD1基因第2、3、4、5、6外显子及其侧翼序列的正反向测序结果经与正常序列比较,均未发现有核苷酸序列的改变。
　　 结论：
　　 1证实SMPD1基因是本研究中家系1的致病基因,与国内外的报道一致。
　　 2证实SMPD1基因第1外显子上T107C的纯合突变为家系1先证者发病的分子遗传学基础,其父母是表型正常的基因突变携带者。从基因诊断技术上确实家系1先证者的疾病(尼曼-匹克病)分型为A型或B型。有利于尼曼-匹克病的产前诊断、基因诊断和遗传咨询的开展。
　　 3家系2和家系3包括先证者在内所有成员均发现在SMPD1基因第1外显子上存在c.108-113delGCTGGC的纯合突变。目前所查阅国内外文献未见相关报道,仅在NCB1网站SNP数据库中查到此突变(rs71796847[Homo sapiens]),考虑此突变为人类基因多态性。
　　 4对家系2和家系3的SMPD1基因进行突变检测未发现致病突变,尚需进一步分析研究其致病原因。