眩晕相关耳科疾病的遗传学研究

摘要

眩晕是空间定向能力紊乱所引起的一种运动错觉，患者多以旋转感、头重脚轻、自身不稳感等为主诉。绝大多数人一生中均经历此症，尤其是60岁以上老年人的发病率高达30％。据统计，眩晕是继头痛之后主诉最多的症状，位居医院门诊的第二位。占内科门诊病人的5％,耳鼻咽喉科门诊的15％,神经内科和骨科门诊的15％左右。眩晕可分为真性和假性眩晕。真性眩晕是指平衡三联“视觉、本体觉和前庭觉”中任一系统疾病引起的，可有明显的旋转感。假性眩晕多由全身系统性疾病引起，如贫血、心脑血管疾病、药物中毒、内分泌疾病及神经官能症等患者几乎都有轻重不等的头晕症状，患者感觉“飘飘荡荡”，没有明确旋转感。
　　以往由于检查手段的局限和眩晕疾病本身的复杂性及多学科交叉性，使得其研究尤其是关于其发病机制方面的研究进展缓慢。近年来，国内外掀起了眩晕相关疾病的研究热潮，而且以HiSeq2000为代表的高通量测序技术的诞生和高级生物信息学的快速进步，为疾病基因鉴定工作井喷式的增长拉开了序幕。本研究正是基于解放军总医院耳鼻咽喉研究所聋病基因库和武警总医院眩晕病研究所收集的宝贵遗传资源，秉承并借鉴既往相关研究的成果与经验，采用目标区域捕获、外显子测序、高级生物信息学分析和质谱分析等先进的遗传学研究策略，试图在眩晕相关耳科疾病中进行遗传学研究，对中国梅尼埃病家系和伴有眩晕的突发性耳聋患者进行临床病例的观察总结和基因筛查，并行散发验证，寻找其易感基因，为早日揭示该病的遗传学机制奠定基础。本研究包括如下两部分:
　　第一部分家族性梅尼埃病的临床表型及相关基因研究
　　本研究第一部分收集到3个家族性梅尼埃病家系的临床资料和遗传资源，通过对家系成员进行全面体检及临床听力学、前庭功能检测，整理、分析家系资料，确定遗传规律，绘制家系图谱并进行听力学及前庭功能特征分析。运用新一代测序技术和高级生物信息学分析手段，分析梅尼埃病(Meniere's disease，MD)家系患者的基因筛查结果，探讨其遗传学特征。
　　3个家系中的8名MD患者均为语后聋，1个家系中的患者伴发偏头痛。3位先证者平均发病年龄为39.33岁，听力表型为迟发性、渐进性的中度至重度听力损失，以低频下降为主，部分患者随着年龄增长逐渐累及全频听力，听力曲线由低中频下降型变为平坦型或全聋型，且大多患者存在重振现象。3例患者前庭功能均有不同程度的减退，1例患者前庭功能检查正常，且前庭功能受损的患者听力损失重。3个家系中1007193家系具有常染色体隐性遗传的特征;1007184和1407278家系具有常染色体显性遗传的特征。对三个家系中8名个体（4名梅尼埃病患者，2名偏头痛合并神经性耳聋患者，2名目前尚无表型的正常对照）行目标区域捕获联合高通量测序，所得数据与人类基因组数据库比对，筛选病例组特有的罕见变异，预测候选单核苷酸多态(single ncleotide polymorphism，SNP)和插入缺失突变(Indel)并在正常人群中进行验证，结果如下:1007184家系发现两个候选变异为EGFLAM基因c.2057G＞A和ITGA8基因c.1961C＞T，且运用MassARRAY时间飞行质谱技术和PCR扩增-Sanger测序法完成了候选变异在正常人群中的验证工作，发现此两个候选变异在正常人群中均为野生型。而1007193家系和1407278家系运用该方法并未发现家系的致病候选基因。因此，我们认为梅尼埃病在中国人群中有一定的遗传性和家族聚集性，但其遗传机制复杂，尚待进一步研究。
　　第二部分伴眩晕的突发性耳聋患者的临床特征分析及相关遗传学研究
　　本研究第二部分回顾性分析了2008年7月至2012年8月住院治疗的240例伴眩晕的突发性耳聋患者临床资料，探讨伴眩晕的突发性耳聋患者的临床特征及不同因素对治疗效果的影响。同时选取51例单侧突聋伴眩晕患者和2例双侧突聋伴眩晕患者进行高通量测序基因学研究，试图从基因学角度揭示突发性耳聋分子致病机理，发现与突发性耳聋发病相关的分子标记物，从而可以对高风险人群进行预防、评估预后，对疾病进行准确的病因学分类，选择更具针对性的治疗。
　　240例伴眩晕的突发性耳聋患者，占同期住院突发性耳聋患者的27.49％。听力损失程度以极重度耳聋(64.17％)居多，听力曲线以全聋型(43.75％)和中高频下降型(31.67％)为主。240例患者中97例进行了前庭功能检查，按照听力损失程度和听力曲线类型分类比较与前庭功能之间的关系，差异均无统计学意义。240例患者中219例详细记录了耳蜗症状与前庭症状出现的时间，其中122例患者耳蜗症状与眩晕同时出现。经过规范的药物治疗，治疗总有效率为46.67％。经过统计学分析，发现患者性别、听力曲线类型、眩晕病程时间、前庭功能及颈部血管彩超的结果，均与治疗效果无关;但患者发病后的就诊时间与治疗效果明显相关。由此，我们认为突发性耳聋患者的眩晕发生率较高，以单耳发病为主，听力损失程度重，听力曲线以全聋型和中高频下降型居多。伴眩晕的突发性耳聋患者前庭功能可以表现为正常或低下，BPPV(benign paroxymal positional vertigo，良性阵发性位置性眩晕)发生率较高，且一半以上的患者耳蜗症状和前庭症状是同时发生的。随着听力损失程度的加重，前庭功能低下的检出率逐渐增高，但无统计学显著性。伴眩晕的突发性耳聋患者治疗效果与发病病程有关，与眩晕持续时间和前庭功能是否受损无关，发病后治疗越早效果越好。
　　从240例伴眩晕的突发性耳聋患者中选取51例单侧突聋伴眩晕的患者样本和2例双耳同时发生突发性听力下降伴眩晕发作的患者样本，使用目标区域捕获联合高通量测序技术进行基因学研究，并经高级生物信息学分析得出的待验证候选基因变异。单侧突聋伴眩晕患者51例，包括低中频听力下降型患者2例（治疗有效1例，治疗无效1例），中高频听力下降型患者18例（治疗有效7例，治疗无效11例），平坦型听力下降患者11例（治疗有效4例，治疗无效7例）及全聋型听力下降患者20例（治疗有效10例，治疗无效10例）。51例单侧突聋伴眩晕的病例中检测出GJB2杂合突变阳性者8例(15.69％); GJB3杂合突变阳性者1例(1.96％);COCH杂合突变阳性者2例(3.92％); SLC26A4杂合突变阳性者5例(9.80％)，均经颞骨薄层CT扫描明确未发现前庭导水管扩大;CDH23杂合突变阳性者14例(27.45％); OTOF杂合突变阳性者14例(27.45％); SLC17A8杂合突变阳性者1例(1.96％);KCNE1杂合突变阳性者2例(3.92％);未发现线粒体12S rRNA阳性者。在发现GJB2杂合突变阳性的8例患者中，共发现GJB2基因5种不同类型的突变位点，分别为c.608T＞C(p.I203T)2例、c.109G＞A(p.V37I)3例、c.571T＞C(p.F191L)1例、c.235delC(p.L79C)1例和c.187G＞T(p.V63L)1例，7例为极重度耳聋患者，1例为重度耳聋患者，且7例治疗均无效。发现COCH基因2种不同类型的突变位点，分别为c.610G＞A(p.V204M)1例和c.272G＞A(p.R91Q)1例，均为杂合突变，未检测出纯合突变，且均不具有明确致病性。这两例患者患耳的听力曲线均为全聋型，而且听力损失程度为极重度，但治疗后有效，眩晕亦恢复。在发现SLC26A4基因杂合突变阳性的5例患者中，除第1例携带c.601-17C＞T杂合突变的患者治疗有效外，其余4例治疗均无效;恰恰有意义的发现正在于此，c.601-17C＞T是一个良性突变，而后四个突变c.281C＞T(p.T94I)、c.919-2A＞G、c.1983C＞A和c.2168A＞G均为明确致病突变。2例双侧突聋伴眩晕的病例，均为双耳同时发生不同程度的突发性听力下降，未发现明确致聋候选变异。本研究初步表明突发性耳聋的发生与遗传因素有一定相关性，因此迫切需要我们在突发性耳聋大样本群中进行基因互作的网络研究。
　　本研究的特色是首次收集中国家族性梅尼埃病患者临床资料和遗传资源，且有幸收集到了3个梅尼埃病家系，并进行了详细的听力学及前庭功能检查;并首次运用新一代测序技术和高级生物信息学分析手段，分析梅尼埃病家系患者的基因筛查结果，探讨其遗传学特征。
　　至于关于突发性耳聋的遗传学研究工作开始较早，但多为针对单一候选基因的筛查，本课题组前期已初步设计了包涵307个与听觉功能和耳聋相关的单捕获芯片，使用单张芯片序列捕获和全外显子高通量测序结合的新技术，以极低的成本对这些候选基因进行全外显子“通读”，从基因网络互作的水平全面研究突发性耳聋的分子病理机制，发现与突发性耳聋发病相关的分子标记物，从而可以对高风险人群进行预防，对疾病进行准确的病因学分类，选择更具针对性的治疗。
　　课题组今后的工作:对研究发现的家族性梅尼埃病和突发性耳聋的高发候选变异在其它家系成员及散发MD患者和正常人群中进行进一步验证，从而明确相关变异在MD人群、突聋人群和正常人群的突变频率，进一步分析MD和突发性耳聋的易感基因及发病机制。另外尽快补充完善目标区域捕获联合高通量测序技术的相关实验方案，同时进行其他更多梅尼埃病家系的资源收集和致病基因鉴定工作，发现MD候选基因，早日揭开MD发病原因的神秘面纱，揭秘其遗传学发病机制。

目录

论文说明

声明

英文缩略词表

摘要

前言

参考文献

第一部分 家族性梅尼埃病的临床表型及相关基因研究

引言

第一章 家族性梅尼埃病的临床特征分析

对象与方法

结果

讨论

第二章 家族性梅尼埃病的相关基因学研究

对象与方法

结果

讨论

参考文献

第二部分 伴眩晕的突发性耳聋患者的临床特征分析及相关遗传学研究

引言

第一章 伴眩晕的突发性耳聋患者的临床特征分析

对象与方法

结果

讨论

第二章 伴眩晕的突发性耳聋的相关遗传学研究

对象与方法

结果

讨论

参考文献

综述 梅尼埃病研究进展

附录

个人简历

致谢