遺傳室

16p11.2微缺失綜合征?原文作者：WendyKChung1,TimothyPLRoberts2,ElliottHSherr3,LeeAnneGreenSnyder4andJohnESpiro51DepartmentsofPediatricsandMedicine,ColumbiaUniversity,NewYork,NY,SimonsFoundation,NewYork,NY,UnitedStates2LurieFamilyFoundationsMEGImagingCenter,Dept.ofRadiology,Children’sHospitalofPhiladelphia,Philadelphia,PA19104,UnitedStates3DepartmentofNeurology,WeillInstituteofNeurosciences,UniversityofCalifornia,SanFrancisco,UnitedStates4SimonsFoundation,160FifthAvenue,NewYork,NY10010,UnitedStates?翻譯：劉芳1，陳曉麗21國際和平婦幼保健院中心實(shí)驗(yàn)室，上海2首都兒科研究所遺傳研究室，北京?【摘要】16p11.2微缺失（BP4-BP5區(qū)域）是長度約600kb的再發(fā)性拷貝數(shù)變異，該微缺失是神經(jīng)發(fā)育障礙和自閉癥譜系障礙最常見的病因之一，發(fā)生率約為1/2000。16p11.2微缺失攜帶者早期神經(jīng)發(fā)育遲緩，具體來說，70%的攜帶者會言語、語音、語言受損。智商比正常人低1.8個標(biāo)準(zhǔn)差。其他常見的神經(jīng)行為障礙包括運(yùn)動協(xié)調(diào)困難(60%)和自閉癥(20-25%)。無明顯誘因的癲癇發(fā)作很常見(24%)，多易于治療或者隨著時間自愈。肥胖貫穿攜帶者整個童年，到成年時，75%的人都是肥胖的。先天畸形比一般人群中更為常見。該微缺失與大腦全區(qū)域的腦容量增加、腦白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)改變以及聽覺皮層的早期電生理反應(yīng)改變有關(guān)。對特定遺傳變異的研究，尤其是與嚴(yán)重畸形無關(guān)的拷貝數(shù)變異(CNVs)，為研究基因變異對大腦發(fā)育、結(jié)構(gòu)和功能的影響提供了共通性，從而更好地理解復(fù)雜的神經(jīng)行為表型（如自閉癥）。?【前言】16p11.2區(qū)域（BP4-BP5）兩端都存在約147kb高度同源低拷貝重復(fù)序列，該區(qū)域缺失（大約600kb）是神經(jīng)發(fā)育障礙最常見的病因之一。在一般人群中16p11.2微缺失和微重復(fù)的發(fā)生率分別約為1/2000和1/1100。雖然我們將簡要地和16p11.2微重復(fù)攜帶者的特征進(jìn)行比較和對比，但本文的大部分內(nèi)容將集中在16p11.2微缺失攜帶者。該微缺失通常是新生的，其中大約7%為遺傳性的。該微缺失是孤獨(dú)癥譜系障礙(ASD)最常見的遺傳病因之一(0.5%)。為了更好地理解16p11.2微缺失對大腦結(jié)構(gòu)、認(rèn)知和行為上的影響，Simons基金會創(chuàng)建了SimonsVariationinIndividualsProjectVIP聯(lián)盟，招募和研究了大量的該微缺失攜帶者，并將這個數(shù)據(jù)與一個類似的歐洲聯(lián)盟相結(jié)合。?SimonsVIP項(xiàng)目于2010年啟動，由SFARI資助，該項(xiàng)目基于“遺傳學(xué)優(yōu)先”的策略來探索不同基因變異致ASD的共通性，招募并研究了大量攜帶相同具有高外顯率的拷貝數(shù)變異/單基因變異的個體。招募時不考慮臨床診斷。一個關(guān)鍵的目標(biāo)是縱向研究臨床表型，并評估遺傳病因之間對臨床表型影響的相似性和差異性。項(xiàng)目的第一階段集中于對16p11.2微缺失和微重復(fù)攜帶者進(jìn)行直接、詳細(xì)的表型分析。臨床診斷來源于互聯(lián)網(wǎng)搜索，臨床測試實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)生。在攜帶者家庭中還進(jìn)行級聯(lián)測試鑒定出其他的攜帶者來解決臨床診斷偏倚。對那些不使用鎮(zhèn)靜劑也能合作的個體進(jìn)行評估，評估內(nèi)容包括神經(jīng)學(xué)評估、心理測試和大腦結(jié)構(gòu)成像。一部分?jǐn)y帶者進(jìn)行了詳細(xì)的功能成像(fMRI)和MEG檢查。這些數(shù)據(jù)還是與歐洲16p11.2隊列進(jìn)行了聯(lián)合分析，該歐洲隊列由轉(zhuǎn)診醫(yī)生招募。該項(xiàng)目的第二階段已被重新命名為“SimonsSearchlight”，旨在通過將招募轉(zhuǎn)變?yōu)檫h(yuǎn)程在線、電話護(hù)理人員報告和醫(yī)療記錄審查來大大擴(kuò)大隊列規(guī)模和特定研究狀態(tài)的數(shù)量。一小部分個體的血液儲存在一個中央儲存庫中，該項(xiàng)目利用這些血樣構(gòu)建iPSC并將其分發(fā)到研究實(shí)驗(yàn)室。重要的是，該隊列是可再聯(lián)系的，研究人員可以請求訪問179個個體的其他問題。?【醫(yī)學(xué)特征】16p11.2微缺失的影響體質(zhì)特征。雖然16p11.2微缺失攜帶者出生時頭圍較小，但2歲時頭圍整體增加，17%的攜帶者出現(xiàn)大頭畸形。通常在兒童時期出現(xiàn)肥胖和身體質(zhì)量指數(shù)(BMI)上升。出生時體重低于平均水平，10歲時BMI的Z值顯著高于平均水平?？v向數(shù)據(jù)顯示，BMI的這種增長可以是突然而劇烈的。在成人中，75%的個體是肥胖的，而在所有的成人肥胖患者中，45%的人是病態(tài)肥胖，與過度飲食有關(guān)。超過一半的微缺失攜帶者有畸形或主要的醫(yī)療問題，大多數(shù)只有一個醫(yī)療問題，盡管大多數(shù)被研究的個體是兒童或年輕人。未觀察到具體的順序發(fā)病的或者全身受累的復(fù)發(fā)性畸形，因此16p11.2微缺失不應(yīng)主要被視為畸形綜合征。罕見的畸形包括腦皮質(zhì)畸形、顱縫早閉、缺損、小眼癥、尿道下裂、隱睪、膀胱輸尿管反流、幽門狹窄、先天性心臟病和腭裂/腭咽功能不全。最常見的異常是椎體異常(半椎體或脊柱后凸影響20%的攜帶者)。一半的攜帶者都有面部畸形，但面部特征不明顯，也不容易識別。?【行為特征】16p11.2微缺失兒童的神經(jīng)行為特征主要是普遍的言語和語言障礙(>70%)和運(yùn)動協(xié)調(diào)困難(60%)，其他還包括學(xué)習(xí)和智力障礙(20%)、孤獨(dú)癥(20-25%)和其他行為/精神問題(在少數(shù)個體中觀察到)。16p11.2微缺失攜帶者的全量表智商(FSIQ)比非攜帶者的兄弟姐妹和父母低1.8個標(biāo)準(zhǔn)差。16p11.2微缺失的影響表現(xiàn)為特定的言語、語音和語言障礙以及智力障礙。隨著年齡的增長，攜帶該微缺失的幼兒在語言能力上有所提高，在運(yùn)動協(xié)調(diào)和社交技能上存在持續(xù)的遲緩和缺陷，這需要持續(xù)的支持。對語言的詳細(xì)研究表明，16p11.2缺失與兒童言語失用癥(77%的兒童、一半的成人)、發(fā)音缺陷和臨床構(gòu)音障礙密切相關(guān)。此外，語言產(chǎn)生障礙(包括語法和更高層次的語言語用)會持續(xù)存在，甚至在控制ASD和認(rèn)知障礙后仍然存在。在行為和精神問題方面，最近的一份來自U.K.IMAGINE-ID研究報告證實(shí)了16p11.2微缺失具有廣泛的神經(jīng)行為特征，最常見的特征與多動癥和ASD有關(guān)。與ECHO和歐洲16p11.2聯(lián)合隊列的數(shù)據(jù)一起分析，抑制解除行為、注意缺陷多動障礙(ADHD)和ASD仍是最常見的(20-25%)行為特征。即使在沒有被診斷為孤獨(dú)癥的兒童身上，重復(fù)行為和較差的社交技能也是普遍存在的，并導(dǎo)致社會反應(yīng)性量表得分顯著區(qū)別于兄弟姐妹和父母。然而，早期關(guān)于精神分裂癥風(fēng)險的擔(dān)憂并沒有在最近的研究中得到證實(shí)。?【神經(jīng)特征】我們對136名微缺失攜帶者進(jìn)行了全面的病歷回顧和兒童神經(jīng)科醫(yī)生的親自檢查，確定了微缺失攜帶者的特征包括對稱性張力減退(50%)、異常敏捷或笨拙(47%)、震顫(相當(dāng)于原發(fā)性震顫-25%)和反射/陣攣增加(13%)。34%的患者有骶部小凹，但影像學(xué)檢查時無相關(guān)的脊髓栓系。最開始研究中顯示22%的攜帶者發(fā)生無誘因癲癇發(fā)作，一項(xiàng)更全面的癲癇研究發(fā)現(xiàn)，在129名16p11.2微缺失患者中，24%的個體至少有一次癲癇發(fā)作，其中21人(16%)繼續(xù)出現(xiàn)復(fù)發(fā)性無誘因癲癇發(fā)作。近一半的癲癇患者可被歸類為良性嬰兒癲癇(可能是由于PRRT2基因缺失)。大多數(shù)癲癇患者的癲癇發(fā)作得到很好的控制或長大后不再發(fā)作，只有少數(shù)患者為難治性癲癇。?????????????????????????????【16p11.2微缺失和微重復(fù)攜帶者的腦成像比較】一套全面的神經(jīng)成像技術(shù)(磁共振成像(MRI)和腦磁圖(MEG))被用來評估大腦的結(jié)構(gòu)和功能差異。16p11.2微缺失與腦結(jié)構(gòu)體積(以及腦總大小和顱內(nèi)體積，ICV)的增加相關(guān)。除了研究高功能16p11.2微缺失攜帶者的成像外，基于臨床損傷范圍越大，我們就能夠檢測到更大范圍的結(jié)構(gòu)/功能改變的假設(shè)，我們還對腦MRIs進(jìn)行了集中評估。事實(shí)上，我們發(fā)現(xiàn)與對照組相比，16p11.2微缺失攜帶者的胼胝體更厚，30%的缺失攜帶者有小腦扁桃體異位，9%有ChiariI型畸形。在對遺傳背景不知情的情況下，神經(jīng)放射學(xué)家評估發(fā)現(xiàn)胼胝體較厚與這些攜帶者的適應(yīng)性行為評估得分相關(guān)(p<0.003)。當(dāng)考慮由磁共振彌散張量成像(DTI)獲得的腦白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)特征時，16p11.2微缺失與彌散“各向異性分?jǐn)?shù)”的廣泛增加有關(guān)，這表明非典型白質(zhì)成熟，與大腦連接和大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)功能有關(guān)。在腦磁圖研究中（以毫秒尺度評估神經(jīng)功能），與年齡匹配的對照組相比，16p11.2微缺失攜帶者的聽覺皮層早期皮質(zhì)反應(yīng)(特別是100毫秒的“M100”反應(yīng))延遲20毫秒。這種延遲是由于聽覺通路(從耳朵到腦干到皮質(zhì))的傳播受損，還是與皮質(zhì)-皮質(zhì)延遲有關(guān)，目前尚不清楚。同樣，這種延遲是否歸因于白質(zhì)傳導(dǎo)與突觸傳遞仍未解決。最后，16p11.2微缺失攜帶者的聽覺混合磁場(MMF)延遲。有趣的是，這些延遲與一般認(rèn)知(非語言智商)和語言基礎(chǔ)臨床評估量表(CELF-5)臨床評估相關(guān)。因此，結(jié)構(gòu)和顯微結(jié)構(gòu)成像以及早期電生理反應(yīng)對基因劑量表現(xiàn)出敏感性，MMF延遲與臨床表現(xiàn)和行為表型的相關(guān)性。?【16p11.2微缺失和微重復(fù)攜帶者的比較】16p11.2微重復(fù)的攜帶者相對普遍，并且76%為遺傳性的。將16p11.2微缺失和微重復(fù)攜帶者進(jìn)行比較為研究基因劑量效應(yīng)提供了極好的機(jī)會。與微缺失攜帶者相比，微重復(fù)攜帶者臨床表型較輕。通過認(rèn)知和行為的標(biāo)準(zhǔn)化測量以及對醫(yī)療記錄的回顧顯示從基于人群的篩查或級聯(lián)試驗(yàn)中確定的許多微重復(fù)攜帶者是神經(jīng)正常的。與微缺失攜帶者頭圍增大相對應(yīng)，微重復(fù)攜帶者的頭圍減小。大腦MRI也顯示這種“鏡像”關(guān)聯(lián)，微缺失攜帶者腦容量增大，微重復(fù)攜帶者腦容量減小。16p11.2微缺失攜帶者的DTI改變與微重復(fù)攜帶者的發(fā)現(xiàn)直接相反，呼應(yīng)了腦結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，再次提示基因劑量對腦白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響，并最終影響腦結(jié)構(gòu)連接。在評估早期皮質(zhì)反應(yīng)時，在微缺失攜帶者中觀察到M100反應(yīng)延遲，在16p11.2微重復(fù)攜帶者中未發(fā)現(xiàn)?？紤]到有證據(jù)表明這種聽覺皮層誘發(fā)的反應(yīng)潛伏期與聽覺通路白質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)特性有關(guān)，這可能并不令人驚訝。最后，與上述在結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)成像以及早期電生理反應(yīng)中觀察到的相反效應(yīng)相比，聽覺混合磁場(MMF)延遲在16p11.2微缺失和微重復(fù)攜帶者中均顯示延遲。基因劑量對大腦結(jié)構(gòu)和功能的主要和次要影響的研究只有通過對具有可比性的微缺失和微重復(fù)攜帶者并行應(yīng)用全面和詳細(xì)的方法才能實(shí)現(xiàn)。?【是什么導(dǎo)致了微缺失攜帶者的表型異質(zhì)性?】16p11.2微缺失攜帶者存在顯著的表型異質(zhì)性，但其原因尚不清楚；一些初步的研究表明圍產(chǎn)期并發(fā)癥和攜帶其他CNVs可能是表型特征更嚴(yán)重的因素?；蚪M的其他部分罕見和常見變異也影響這些醫(yī)學(xué)和神經(jīng)行為表型。隨著時間的推移，更完整的基因組特征和對基因組的理解可能會讓我們確定一些額外的發(fā)揮作用的因素。16p11.2微缺失與一些非特異性表型相關(guān)，外顯率問題經(jīng)常被提出。每個個體的相關(guān)特征(頭圍大小、腦容量、ASD、智力障礙、語言和協(xié)調(diào)障礙、癲癇、肥胖或先天畸形)的外顯率與年齡有關(guān)。然而，重要的是也要考慮到微缺失如何改變數(shù)量性狀的分布：作為一個群體，平均而言，微缺失攜帶者智商比父母的智商下降了1.7個標(biāo)準(zhǔn)差，頭圍增加了0.6個標(biāo)準(zhǔn)差，盡管有個別例外。對于離散型的表型，如先天畸形，大多數(shù)這些畸形是罕見的，提示其要么是偶然的關(guān)聯(lián)，要么是低外顯率。我們評估了SimonsVIP隊列的原始數(shù)據(jù)旨在發(fā)現(xiàn)該區(qū)域可能的隱性變異，但我們沒有發(fā)現(xiàn)。在該區(qū)間內(nèi)的29個基因中，有3個基因(MAZ,TAOK2和CORO1A)對功能喪失具有劑量敏感性(pLI為>0.9)，可能會是影響表型的主要因素。該區(qū)域內(nèi)TBX6基因是椎體畸形的候選基因，因?yàn)樗c常染色體顯性和隱性脊柱畸形5(OMIM#122600)有關(guān)，Tbx6純合突變的小鼠顯示肋骨和椎體異常。PRRT2基因突變已在癲癇和陣發(fā)性運(yùn)動障礙(OMIM#128200,602066,605751)患者中被發(fā)現(xiàn)。在一個三代家族中，包含MVP、CDIPT、SEZ6L2、ASPHD1和KCTD13基因的118kb缺失與ASD和其他神經(jīng)發(fā)育異常表型分離，但不與癲癇表型分離。在斑馬魚中減少KCTD13同源基因的表達(dá)會導(dǎo)致巨頭畸形，而在小鼠中敲除KCTD13同源基因會導(dǎo)致細(xì)胞增殖增加。?【展望】隨著臨床染色體微陣列技術(shù)在產(chǎn)前和兒科（適應(yīng)癥包括先天畸形、發(fā)育遲緩/智力障礙、孤獨(dú)癥和癲癇）應(yīng)用的增加，拷貝數(shù)變異（包括16p11.2微缺失）的診斷增加。個體被診斷得更早，甚至是在產(chǎn)前，這為包括自閉癥譜系障礙在內(nèi)的神經(jīng)行為疾病的早期干預(yù)、癲癇的早期識別和治療、甚至控制體重提供了機(jī)會。臨床研究協(xié)會(ClinicalResearchAssociates)將很快啟動一項(xiàng)使用arbaclofen治療16p11.2微缺失的臨床試驗(yàn)，該試驗(yàn)部分基于3種不同背景的16p11.2小鼠模型(同源7qF3區(qū)域）表明在許多情況下，arbaclofen有使小鼠自發(fā)野外活動以及情境性恐懼記憶缺陷正?；淖饔谩Ｍㄟ^這項(xiàng)試驗(yàn)和其他試驗(yàn)，我們將測試基于遺傳學(xué)優(yōu)先策略開發(fā)ASD和相關(guān)神經(jīng)發(fā)育障礙治療方法的能力。我們正在繼續(xù)擴(kuò)大16p11.2微缺失和微重復(fù)攜帶者的隊列，并隨時間縱向追蹤。為了增加參與研究的機(jī)會，通過遠(yuǎn)程在線和電話采訪收集數(shù)據(jù)。我們正在探索更多的方法來收集在線表型數(shù)據(jù)，并在家庭環(huán)境中使用可穿戴設(shè)備和傳感器來收集更自然的行為定量數(shù)據(jù)，包括睡眠，這可能會提供對大腦和行為的洞察。對于能夠提供詳細(xì)的縱向的神經(jīng)心理測試和神經(jīng)影像學(xué)數(shù)據(jù)的微缺失和重復(fù)的個體進(jìn)行更同質(zhì)的研究，能夠?yàn)榱私饣驅(qū)Υ竽X結(jié)構(gòu)和功能以及復(fù)雜的人類行為的主要和次要影響提供了寶貴的機(jī)會。大量的個體是必要的，以有力地解釋結(jié)果，并支持研究相對常見的遺傳變異對表型的影響的策略。如果能夠評估足夠數(shù)量具有相同拷貝數(shù)變異的個體，就有可能研究其他因素（遺傳、家庭、環(huán)境和/或發(fā)育）對攜帶相同CNV個體表型的復(fù)雜性和異質(zhì)性的貢獻(xiàn)。?

生活大爆炸第四季里有一集，Sheldon曾經(jīng)跟Leonard探討過一個問題，他懷疑自己有先天性巨結(jié)腸。很多好奇寶寶或者喜歡刨根問底的理科生可能都會想到一個問題：通常我們說的“遺傳病”不是應(yīng)該有家族史的嗎？如果一個人的爸爸、媽媽都是正常人，為什么后代會得病呢？這種表面上根本看不出來“遺傳”跡象和“遺傳”來源的疾病，為什么會是遺傳病呢？今天就努力給大家講講這個病的“前世今生”。1888年一位丹麥兒科醫(yī)生在世界上首次發(fā)現(xiàn)并且報道了先天性巨結(jié)腸的臨床癥狀，這個病此后就用他的名字命名為：Hirschsprung’s disease（簡稱HSCR）。在1940年人們明確了疾病的病理改變以及上世紀(jì)50、60年代逐漸發(fā)展出不同手術(shù)方法來治療、解決腸道梗阻的問題以來，先天性巨結(jié)腸的致死性變得不那么嚴(yán)重了。但是隨之而來的，是很多“幸存”下來的患者有機(jī)會把他們攜帶的基因突變遺傳給下一代，從而導(dǎo)致了越來越多的“家族性”患者的出現(xiàn)。以此為契機(jī)，研究者很快于1993年定位出該病的第一個致病基因：RET，并陸續(xù)發(fā)現(xiàn)RET、EDNRB基因相互作用在腸神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中的重要作用以及RET基因內(nèi)含子中的單核苷酸多態(tài)性變異可以顯著增高患病風(fēng)險等。諸多研究結(jié)果都證實(shí)：先天性巨結(jié)腸的發(fā)生與一個個體的“遺傳背景”（genetic background）密不可分，“遺傳”因素對于疾病發(fā)生的貢獻(xiàn)大概可以達(dá)到80%左右。OK，那么問題來了，為什么我們身邊的HSCR患者屬于家族性的并不多（即每個家庭只有一個患者），甚至有好多患者他們的父母都是正常（沒有臨床表現(xiàn)）的呢？這就要從HSCR這個疾病的復(fù)雜性和中國的特殊國情說起了。首先，HSCR屬于典型的人類復(fù)雜疾病，即使是疾病的主要基因RET，也只能解釋約50%家族性HSCR患者和10-35%的散發(fā)病例的發(fā)病原因，并且RET基因參與HSCR的發(fā)生還有4個特性：（1）編碼區(qū)的罕見變異在整個基因范圍內(nèi)散在分布，不存在熱點(diǎn)區(qū)域或熱點(diǎn)位點(diǎn)，因而給擬診或確診患者的基因檢測帶來了困難；（2）不同類型突變的外顯率差異很大，家族內(nèi)遺傳方式常常不遵循經(jīng)典的孟德爾遺傳規(guī)律，不易建立明確的基因型-表型相關(guān)性，因此給遺傳咨詢乃至產(chǎn)前診斷的實(shí)施設(shè)置了幾乎難以逾越的鴻溝；（3）作用機(jī)制復(fù)雜-HSCR患者攜帶的突變多數(shù)都是功能失活突變并由此導(dǎo)致腸神經(jīng)嵴細(xì)胞（Enteric Neural Crest Cell, ENCC）出現(xiàn)遷移、增殖或分化缺陷，而同一基因的功能獲得突變卻可引起IIA、IIB型多發(fā)性內(nèi)分泌腫瘤或遺傳性甲狀腺髓樣癌，既往文獻(xiàn)報道及我們在臨床工作中都遇到過家系內(nèi)不同成員攜帶相同突變但是表型卻有很大差異的實(shí)例；（4）亞效等位基因的存在-內(nèi)含子及上游非編碼區(qū)內(nèi)有多個單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism, SNP）位點(diǎn)，以增強(qiáng)子的角色參與基因表達(dá)水平調(diào)控，并能解釋更多患者（尤其是最常見的短段型、男性患者）患病風(fēng)險顯著增加的原因。以上四條概括起來，大概可以通俗解釋成三點(diǎn)：一、患者父母可能臨床表現(xiàn)較輕，因此沒有就醫(yī)、確診為HSCR；二、患者的主要致病突變有可能確實(shí)遺傳自父母一方，但由于同一突變在不同個體的“外顯”程度（可以簡單理解成表現(xiàn)度）不同，有可能被忽視；三、RET基因的功能除了受一些罕見突變的影響外，還有很多其他調(diào)控因素，患者可能從父母雙方分別獲得了風(fēng)險變異位點(diǎn)，兩者或多者“疊加”最終導(dǎo)致了疾病的發(fā)生。其次，中國的獨(dú)生子女政策可能在某種程度上大大降低或者切斷了家族性患者的出現(xiàn)概率，因此我們推測，隨著“全面二孩”時代的來臨，或許3-5年內(nèi)就可以觀察到先天性巨結(jié)腸的一個“井噴”現(xiàn)象。目前分子遺傳學(xué)家的共識是：RET基因功能異常是HSCR發(fā)生的必要條件，幾乎每個患者，都一定有這個基因的功能下降，原因可能是罕見突變，也可能是SNP導(dǎo)致的基因轉(zhuǎn)錄水平受損。今天先來說說前者：依據(jù)美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會（The American Collegeof Medical Genetics and Genomics, ACMG）制定的序列變異解讀指南，我們可以對RET基因上發(fā)現(xiàn)的罕見突變的致病性進(jìn)行大致劃分如下：（1）致病性變異-證據(jù)等級：非常強(qiáng)：先天性巨結(jié)腸（HSCR）的主要發(fā)病機(jī)制為RET基因及其編碼蛋白的功能缺失（loss-of-function, LOF），在此情況下，下列幾種無功能變異應(yīng)被視為證據(jù)非常強(qiáng)的致病性變異：無義突變、移碼突變、經(jīng)典±1或±2的剪接突變、起始密碼子變異、單個或多個外顯子缺失。（2）致病性變異-證據(jù)等級：強(qiáng)：包括與已知的致病性變異有相同的氨基酸改變（錯義突變）、患者自身的新發(fā)變異且無家族史、體內(nèi)外功能實(shí)驗(yàn)已明確會導(dǎo)致基因功能受損的變異、變異出現(xiàn)在HSCR群體中的頻率顯著高于對照群體等。（3）致病性變異-證據(jù)等級：中等：包括：位于關(guān)鍵蛋白功能域的變異、數(shù)據(jù)庫顯示正常人未發(fā)現(xiàn)的變異（或極低頻位點(diǎn)）、在非重復(fù)區(qū)內(nèi)的非移碼插入/缺失、終止密碼子丟失、已知致病位點(diǎn)發(fā)生的未報到過的錯義突變、由于父母一方或雙方DNA樣本缺失導(dǎo)致的無法驗(yàn)證的新發(fā)變異等。（4）致病性變異-證據(jù)等級：支持：包括：在家系內(nèi)的多個患者都可檢測到的變異、多種統(tǒng)計方法均預(yù)測會對基因或基因產(chǎn)物造成有害影響的變異等。（5）文獻(xiàn)報道過的可能致病變異舉例：有些文獻(xiàn)曾經(jīng)報道過很多在HSCR患者檢查出來的突變（或變異），這些突變（或變異）如果有進(jìn)行過相應(yīng)的功能學(xué)實(shí)驗(yàn)并且證實(shí)可以影響RET編碼蛋白質(zhì)的功能，它的致病性就基本可以確立；如果是沒有功能實(shí)驗(yàn)但是在多個不同種族或者同種族不相關(guān)的患者內(nèi)被檢出過，致病的可能性也是比較大的。所以我們在評判一個變異的致病性時，通常要考慮很多方面的因素，而且有些情況下確實(shí)沒辦法給出一個100%確定的結(jié)論，這是復(fù)雜疾病研究的共性。摘自參考文獻(xiàn)：Hum Mutat. 1997, 9 (3): 243-249, SeriM et al (Frequency of RET mutations in long- and short-segment Hirschsprungdisease)摘自參考文獻(xiàn)：J Hum Genet. 2012,57 (8): 485-493,Carter TC et al. Hirschsprung's disease and variants in genes that regulateenteric neural crest cell proliferation, migration and differentiation.摘自參考文獻(xiàn)：Trends Genet. 2001, 17 (10): 580-589,Manié S et al. The RET receptor: function in development and dysfunction incongenital malformation.框內(nèi)突變部分降低RET激酶活性?？偟囊?guī)律：①胞外段的突變可能影響RET蛋白質(zhì)成熟和細(xì)胞膜表面的表達(dá)；②半胱氨酸富集區(qū)的突變可能會影響蛋白質(zhì)二聚體的共價結(jié)合和轉(zhuǎn)運(yùn)；③酪氨酸激酶功能區(qū)的突變可能會改變酶的催化活性或影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；④胞內(nèi)段的突變可能會影響受體與細(xì)胞內(nèi)信號蛋白的結(jié)合。文末劃重點(diǎn)：（1）如果你的主治大夫告訴你先天性巨結(jié)腸是不遺傳的，再生育時可以完全不用考慮再發(fā)風(fēng)險，那么你可能已經(jīng)開啟了一段“無知者無畏”的旅程；（2）對于嚴(yán)重類型的HSCR患者，即長段型和全結(jié)腸受累型，我們強(qiáng)烈建議家長給孩子進(jìn)行相關(guān)基因檢測，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)致病基因突變的幾率相對較大，而明確的分子遺傳學(xué)診斷是遺傳咨詢的必要、先決條件。

對于平均人群發(fā)病率只有大約五千分之一（1/5,000）的一個疾病來說，很多人確實(shí)一輩子也不會知道“先天性巨結(jié)腸”這個名字。在我們每年接診的一百多個家庭中，家長們接二連三地提出的眾多問題中排名第一的幾乎都是：為什么我的孩子會得這個?。?！ “新世紀(jì)”的第一更，就用我們最近整理、發(fā)表的一篇文章中的數(shù)據(jù)試著給大家剖析一下這個狡猾的“對手”的隱藏路徑。 下圖是我們2019年接診過的第一個家庭，很奇怪，患者的媽媽先后兩次結(jié)婚，后代一男一女（患者1及患者2）都出現(xiàn)了嚴(yán)重的先天性腸道發(fā)育異常。具體來說，就是新生兒的整個腸道（從小腸到大腸）內(nèi)都沒有神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，導(dǎo)致平滑肌不能正常舒張、腸管處于異常縮窄狀態(tài)，吃的、喝的東西不能正常通過，于是患兒在生后很快就出現(xiàn)了嚴(yán)重且迅速發(fā)展的腸梗阻并最終危及生命。在了解病史的過程中，我們首先排除了孩子父母近親結(jié)婚的情況（比如我爸爸是你舅，或者我的姑姑跟你的姥姥是親姐妹，諸如此類吧~），然后也確定了雙方都不存在家族史的事實(shí)（意即患兒的媽媽和爸爸各自的家庭中都沒有親屬有過類似的病史或癥狀）。此后的遺傳學(xué)檢測發(fā)現(xiàn)媽媽在先天性巨結(jié)腸已知的致病基因RET內(nèi)攜帶一個自發(fā)的罕見突變（代碼是c.1879+1 G>A）并且遺傳給了她的女兒（患者2），這個突變在她本人的父親、母親、大姐、二姐和弟弟中都沒有檢測到，也就是我們通常所說的很可能是在胚胎發(fā)育過程中自發(fā)產(chǎn)生的。很不幸，對吧~ 但是她本人卻沒有任何明顯的臨床癥狀！為了探究原因，我們對這個三口之家的已知RET風(fēng)險單體型進(jìn)行了檢測，證實(shí)媽媽的兩條等位基因都是“G-T-C”這種較為“溫和”的單體型，這種單體型的組合本身不會對RET基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生明顯影響。也就是說，媽媽本人的自發(fā)突變整體上講沒有嚴(yán)重“打擊”到基因的正常功能，所以一直沒有被發(fā)現(xiàn)。相比之下，患者媽媽的第二任丈夫的2條等位基因中，1條是“G-T-C”這種較為“溫和”的單體型，但另外1條是“G-T-T”這種會明顯降低RET基因的轉(zhuǎn)錄水平的“風(fēng)險”單體型，并且在擲硬幣二選一的時候把這條功能差一些的等位基因遺傳給了他的女兒：1個來自媽媽的罕見自發(fā)突變（c.1879+1 G>A）把一半的功能損壞掉，再加上1個來自爸爸的“風(fēng)險”單體型（簡稱為G-T-T）把另外百分之五十的功能也干掉一部分，這樣“雙劍合璧”，就把患者2推向了萬劫不復(fù)的深淵。 第二個家庭中，我們也有類似的發(fā)現(xiàn)：患者的爸爸在先天性巨結(jié)腸已知的致病基因RET內(nèi)攜帶一個自發(fā)的罕見突變（代碼是c.2607+5 G>A）并且遺傳給了他的兒子（患者），這個突變在他本人的父親、母親、哥哥和姐姐中都沒有檢測到?；颊叩膵寢尩?條等位基因中，1條是“G-T-C”這種較為“溫和”的單體型，但另外1條是“G-T-T”這種會明顯降低RET基因的轉(zhuǎn)錄水平的“風(fēng)險”單體型，并最終把功能差一些的等位基因遺傳給了她的兒子：1個來自爸爸的罕見自發(fā)突變（c.2607+5 G>A）把幾乎一半的功能損壞掉，再加上1個來自媽媽的“風(fēng)險”單體型（G-T-T）把另外百分之五十的功能也干掉一部分，就這樣最終奪去了這個孩子的寶貴生命。 下面用一個模式圖總結(jié)一下今天的“燒腦”小課堂：嘴巴呈“-”形的笑臉代表這條RET等位基因的功能基本正常；嘴巴呈上弧形的哭臉代表這條等位基因的功能較差。如果2條等位基因中有1個笑臉、1個哭臉，那么整體功能還能維持；但是2個哭臉湊在一起，那就是“大兇”之相了。 在后續(xù)的研究中，我們證實(shí)“G-T-T”這種“風(fēng)險”單體型在中國人群中的攜帶率其實(shí)并不低：大約有60%的漢族人都攜帶至少一個拷貝，有將近10%的（極端）漢族人甚至攜帶2個拷貝。也就是說，RET基因的“風(fēng)險”單體型具有挺廣泛的“群眾基礎(chǔ)”，功能略有缺陷的這些個體就散布在蕓蕓眾生中。當(dāng)他們/她們與攜帶自發(fā)突變、但由于功能沒有嚴(yán)重受損而同樣沒有任何表現(xiàn)的另一半結(jié)合并生育下一代的時候，這個“假面舞會”的游戲很可能就“玩”不下去了。 請掃碼關(guān)注微信公眾號：“先天性巨結(jié)腸的遺傳與科普”，把您的困惑和疑問留言告訴我們。