先天性鱼鳞病基因遗传学研究进展
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皮肤性病诊疗学杂志 2013年12月 第20卷第6期
先天性鱼鳞病基因遗传学研究进展
唐心-- ̄丁,t , 赵恬 , 张芳 , 罗权 , 张锡宝
(1.广东医学院,广东 湛江524000;2.广州市皮肤病防治所,广东广州I 510095) 447
・综述・
[摘要] 鱼鳞病是一种以皮肤干燥、脱屑为主的遗传性皮肤病,可伴有系统损害而出现相应的综合征,
其发病机理为基因突变。随着研究的深人,部分鱼鳞病基因已经被确定,甚至被用于产前诊断,有些还
在研究中。为更好的了解各种鱼鳞病致病基因的分布,提供有效的产前诊断和遗传学咨询,本文就已 发现的各种鱼鳞病的致病基因做一综述。
[关键词]鱼鳞病;基因;遗传学
[中图分类号] R758.5 2 [文献标志码] A doi:10.3969/j.issn.1674—8468.2013.06.025
遗传性鱼鳞病是一种与遗传缺陷有关的,以全身皮肤
干燥、鳞屑为主的角化障碍性皮肤病,并有一定的遗传异
质性。按遗传机制、临床表现、组织病理大致可分为四类,
第一类:常染色体半显性遗传鱼鳞病(寻常型鱼鳞病),第
二类:x性联隐性鱼鳞病;第三类:常染色体隐性鱼鳞病
(先天性非大疱性鱼鳞病样红皮病和板层状鱼鳞病);第 四类:常染色体显性鱼鳞病(表皮松解性角化过度型鱼鳞
病)。除此之外,临床上还可见到一些其它特殊类型的鱼
鳞病,如火棉胶婴儿、丑胎、豪猪状鱼鳞病、Siemens大疱性
鱼鳞病、迂回线性鱼鳞病及各种鱼鳞病相关综合征。随着
科学的发展和研究的深入,部分鱼鳞病致病基因已经被确 定,甚至被用于产前诊断,有些还在研究中。为更好的了
解各种鱼鳞病致病基因的分布,提供有效的产前诊断和遗
传学咨询,本文就已发现的各种鱼鳞病的致病基因做一
综述。
1 常染色体半显性遗传鱼鳞病
寻常型鱼鳞病(ichthyosis vulgaris,IV)是一种常染色
体半显性遗传鱼鳞病,也是临床上最常见、症状最轻的一
种鱼鳞病,它受生活环境、空气湿度等各种条件的影响,个 体差异较大,症状往往不同,且属于半显性遗传。半显性
遗传指,如果患者含有致病基因纯合子(AA型,A代表致
病基因),则临床症状相对较重,如果携带致病基因杂合子
(Aa,a代表非致病基因),则临床症状相对较轻,甚至接近 正常皮肤,有时仅见胫前鳞屑,若生活在潮湿的环境中,可
能没有任何临床表现。因此,寻常型鱼鳞病的症状与两个
基金项目:国家自然科学基金资助项目(编号:81071286);广东省 自然科学基金(编号:¥2011040005952);广州市科技计划项目(编号: 201300000188);广州市卫生局重点项目(编号:201102A212016) 通信作者:张锡宝,E—mail:zxibao@126.eom 因素有关,一是等位基因的类型(Aa或者Aa),另一个是
生活环境,其中空气湿度占主要。
早在20年前,就有证据表明丝聚蛋白(filaggrin,FLG) 在寻常型鱼鳞病的发病中起重要作用 。有研究发现寻
常型鱼鳞病患者的丝聚蛋白原、丝聚蛋白减少或缺 如 -3]。2003年,Zhong等 研究了2个中国寻常型鱼鳞
病家系,将其致病基因定位于lq22上。2007年,Liu等 也研究了2个中国寻常型鱼鳞病家系,将其致病基因定位
在10q22.3-q24.2。Smith等 研究了7个分别来自爱尔 兰、苏格兰和美国的寻常型鱼鳞病家系,发现1号染色体
上的FLG基因突变(P.R501X和c.2282de14)可以导致寻
常型鱼鳞病的发生,从而首次克隆了寻常型鱼鳞病的致病
基因,进一步研究证实FLG基因突变可导致半显性性状 发生,即杂合突变症状较轻或无症状显现,纯合突变或复
合杂合突变则症状相对较重。Sandilands A 、Gruber R[ 、Hamada T_l0_、Nomura T[“ 、Chen H 等又相继报 道了FLG基因突变导致寻常型鱼鳞病。从目前的研究来
看,寻常型鱼鳞病的致病基因主要与l号染色体和l0号 染色体有关,1号染色体上已经发现了FLG基因,l0号染
色体上还没有完全明确。FLG基因是目前与寻常型鱼鳞
病有关的唯一一个明确的基因,目前FLG基因突变的类
型已经报道超过20余种。
2 x性联隐性遗传鱼鳞病
x性联隐性鱼鳞病(X—linked ichthyosis,XLI)是一种
与x染色体连锁的隐性遗传鱼鳞病,其致病基因位于x
染色体上,因此患病者大都为男性,其发病率在1/6 000~ 1/2 000,女性患者罕见,通常一家族中只有男性患病,女
性为正常或携带者,且不分种族和地域差异 。偶见女
性携带者轻微的临床表现,表现为胫前皮肤干燥脱屑、角
膜后壁和后弹力层点状混浊,
但不影响视力。角膜混浊和 隐睾是男性特征性的伴发症u ”J。
1978年Webster D等 首先阐述了XLI与STS基因
(类固醇硫酸酯酶基因)有关。1981年,Muller等 首次
将STS基因定位于Xp22.3位置,全长146 kb,含有10个 外显子。Saeki H等 对11例XLI患者进行了研究,发现
10例患者都存在DXSl139到DXF22S1片段的缺失。Avi—
ram.Goldring A等 对20例x性联鱼鳞病进行了研究
(来自印度、伊拉克、利比亚等国家)结果都为STS基因的
缺失。Jimenez等 对80例墨西哥XLI患者进行分子遗 传检测,结果也是STS基因的完全缺失。大量的研究表
明,90%以上的患者都是STS基因的完全缺失。完全缺失
还可累及STS基因两侧的侧翼序列,总长约2.5 Mb,少数
病人是部分缺失或点突变。无论是完全缺失、部分缺失还
是点突变,结果发现他们在临床上的表现没有太大的区 别,除非缺失累计到邻近基因,出现相应的综合征表现,如
性腺机能不良、身材矮小、智力低下、孤独症等 ” 。STS
类固醇硫酸酯酶是一种广泛分布于哺乳动物组织中的一
种微粒体酶,STS基因的缺失导致角质层的类固醇硫酸酯
酶缺失,而它可以水解胆固醇硫酸盐,因此皮肤中的胆固 醇硫酸盐增多,大量胆固醇硫酸盐的堆积会改变皮肤角质
层的物理特性,导致角质细胞黏附过久,大量聚集不易脱
落,就形成了我们肉眼所见的鳞屑。
3 常染色体隐性遗传鱼鳞病
常染色体隐性遗传鱼鳞病(autosomal recessive ichthy—
osis,ARCI)主要是指临床表现相对较轻的先天性非大疱
型鱼鳞病样红皮病(nonbullous congenital ichthyosiform
erythroderma,NCIE)和临床表现相对较重的板层状鱼鳞病
(1amellar ichthyosis,LI)以及处于这两者之间的不典型型,
因此统称为常染色体隐性鱼鳞病。这两组疾病在致病基 因、临床表现等方面有许多相似之处,如大部分都为
TGM1突变、全身厚层鳞屑、出生为火棉胶婴儿等。
1994年Russell等 首次将IJI的致病基因定位在14
号染色体上。1995年Huber M等 在14号染色体上首 次发现了该病的致病基因即TGM1基因(转谷氨酰胺酶1
基因)。这是最早发现的与ARCI有关的基因。后来学者
陆续报道TGM1基因与ARCI发病有关。国内曹先伟
在2008年报道了两个家系的u患者都与TGM1基因突变
有关。2009年,国外学者Rodringuez—Pazos L 也发现一
例LI患者系TGM1突变。2013年,Louhichi N等 在突
尼斯人中发现TGM1位点突变也导致u的发生。由此可
见,TGM1基因为本病主要的易感基因,近1/3的ARCI患 者系由TGM1突变引起。除此之外,还发现其它基因也与
该病有关。ALOX12B基因和ALOXE3基因分别编码12一
脂氧合酶和3一脂氧合酶,均在表皮脂质代谢中发挥重要作
用。Jobard和Krieq 等分别将其定位于17pterrp13.1和 J Diagn Ther Dermato—Venereol,Dec.2013.Vo1.20,No.6
17p13.1上,突变可以是错义突变、点突变或单个碱基缺
失引起的移码突变。Eckl等 通过对l7个家系进行研
究,发现ALOXE3有11种不同的点突变,ALOX12B有5
种不同的点突变,这些突变都使酶活性丧失,进一步证明
ALOX12B基因和ALOXE3基因是ARCI的致病基因,更为
有趣的是,在NCIE患者中更多见于ALOX12B和ALOXE3
基因突变,而在典型的LI患者中,更多见于TGM1基因突
变。ABCA12基因突变可以导致丑胎,并且是丑胎的主要
基因,进来年研究发现也可以导致NCIE 。ABCA12为 板层颗粒膜上的蛋白质,负责将脂质及内源性抗菌肽运送
到细胞间隙中,形成脂质屏障,维持正常的脱屑和皮肤结
构。ABCA12基因突变可能通过脂质发挥作用,导致AR—
CI的发生。
其它与ARCI有关的致病基因有:位于19p12一q12上
的FIA39501基因,编码细胞色素酶P450CYP4F2的同系
物,位于5q33上的Ichthyin基因以及最新发现的位于
19p13.2-p13.】和2pl 1.2-q13上可能与ARCI有关的未知
基因,目前都在研究中。
4常染色体显性遗传鱼鳞病
常染色体显性遗传鱼鳞病主要是指表皮松解性角化
过度型鱼鳞病(epidermolytic hyperkeratosis,EHK),过去也
称先天性大疱性鱼鳞病样红皮病(bullous congenital ich—
thyosiform erythroderma,BCIE),连锁分析及转基因动物都
已证实是位于12号染色体上的角蛋白1基因(KRT1)或
者位于17号染色体上的角蛋白10基因(KRT10)突变所
致,外显率100%。突变大多在KRT1和KRT10基因1A
和1B区的A螺旋末端序列,这一段为相对保守区,在维
持细胞的完整性上起重要作用。目前认为突变的热点区
域为1A中的H1和HIP、L12和2B中的HTP。常见的突
变位点是KRT1基因的第4226位C—A,导致477位密码
子氨基酸由谷氨酸一赖氨酸,即E477K;K10基因的第 2140位G—A,导致156位密码子由精氨酸一组氨酸,即
R156H,且突变的种类不一样,替代的氨基酸不一样,临床
表现会有所差异,通常替代的氨基酸相差越远,症状越重。
尽管存在种族差异,但多数学者认为K10的第156位密码
子精氨酸的突变对中间丝的聚集是致命的,使KRT1/
KRT10不能形成正常的异二聚体,导致严重的EttK。也 有学者根据手足是否受累,将EHK分为手足受累型(Ps)
和手足非受累型(NPS),进一步研究发现Ps型主要是K1 突变,而NPS型主要是K10突变,为何出现这一现象尚需
进一步研究。
5特殊类型鱼鳞病
5.1 Siemens大疱性鱼鳞病
Siemens大疱性鱼鳞病(ichthyosis bullosa of siemens,