论文部分内容阅读
研究背景:毛囊角化病（keratosis follicularis,Darier’s disease,DD,OMIM 124200）是一种少见的常染色体显性遗传的角化不良性疾病,1889年由Darier和White首次报道。皮损表现以角化性丘疹和疣状斑块为主,常发生于头面、发际、胸背部等皮脂溢出区域及皮肤皱褶处。累及甲板可出现甲远端V形裂口、红白相间纵向条纹等,掌跖、黏膜也可受累。紫外线照射、摩擦、高温、出汗过多和感染等因素可加重病情。DD具有多种临床亚型,如肥厚型、疣状型、水疱大疱型、节段型等。其典型组织病理学表现为棘层松解和角化不良,结合患者家族史、好发于皮脂溢出部位的油腻性角化性丘疹等可诊断该病。DD由ATP2A2基因突变引起,该基因定位于染色体12q23-24.1上,其功能为编码肌浆/内质网 Ca2+-ATP 酶 2（sarco/endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase type 2 isoform,SERCA2）,负责将Ca2+从细胞浆泵入内质网。在DD中已发现超过270种ATP2A2基因突变,包括错义突变、过早出现终止密码子和异常剪接等类型。ATP2A2基因突变引起SERCA2表达降低或功能障碍,内质网中Ca2+储存减少,通过激活内质网应激进而导致细胞间粘附异常（组织学上表现为皮肤棘层松解）及细胞凋亡（组织学上表现为“圆体”和“谷粒”）。本病基因型与临床表型的相关性尚不明确,ATP2A2基因突变具有完全外显性,但在受影响家族中其基因表达具有可变性。目的:明确一例局限发病的毛囊角化病诊断及其遗传学特征,试图发现新的突变位点及筛选可能伴随的突变基因,并利用生物信息学的方法分析该突变的有害性,结合相关数据库搜索与总结与该突变相关的其他病例特征。方法:（1）收集一例特殊的局限发病的毛囊角化病临床信息;（2）遗传系谱图绘制:进行家系调查,绘制遗传系谱图;（3）皮肤镜检查:使用皮肤镜采集100倍、200倍下皮损区域图像;（4）组织病理学检查:局部浸润麻醉下于患者左臀部皮损处行环钻术,获取一块直径为6mm、深度达皮下脂肪层的皮损组织,行常规病理检查;（5）全外显子测序:采集该患者外周静脉血2mL,提取DNA,DNA样品质量检测符合标准后进行文库构建、文库质检、上机测序;（6）测序数据质量评估及突变位点分析:原始测序序列经过滤、错误率及质量分布检查后获得符合标准的序列,对该突变数据进行分析并筛选可能的突变基因和位点;（7）突变位点生物信息学分析:借助RCSB PDB和蛋白质结构分析软件Chimera 1.15预测基因突变后蛋白质构象的改变,并利用LOVD和UniProt数据库搜索与该突变位点相同以及具有相同编码区域突变的其他病例进行深入分析。结果:（1）临床特征:本例患者约20岁发病,皮损表现为局限于双侧臀部的黄褐色角化性丘疹,上覆油腻性鳞屑。部分甲板远端V形缺损,黏膜未累及。病程中,高温、出汗、摩擦等可使病情加重。本例患者家族中多位成员发病,无性别差异,且患病者与正常人所生子女中患该疾病的几率为1/2,符合孟德尔遗传方式中常染色体显性遗传（autosomal dominant inheritance,AD）的遗传模式。该患者家族其他患病成员多于15-25岁起病,皮损表现与该患者类似,皮损较轻,但广泛分布于面颈、胸背、腹股沟等部位,反复发作,夏季略有加重。（2）皮肤镜表现:100倍下可见在粉红色背景中,中心呈淡黄色/棕色区域（可为多边形、星形、卵圆形等）,周围被点状/线状血管包围。200倍下可见围绕毛囊分布的角化性斑片,中央粘附,周边略微翘起。（3）组织病理学表现:组织病理学见表皮角化过度,局灶性角化不全,基底层上裂隙形成,颗粒层及棘层中可见角化不良细胞。（4）全外显子测序结果:对该患者的测序数据进行分析、筛选后发现与OMIM对应的预测有害性基因突变共38项,可能导致的疾病包括血液系统疾病、内分泌性疾病、神经系统疾病、内脏肿瘤等。利用Phenolyzer网站对疾病相关基因进行筛选,发现了与毛囊角化病（OMIM 124200）相关的ATP2A2基因突变,即c.2104G>A/p.D702N。（5）p.D702N有关的生物信息学分析:借助RCSB PDB和蛋白质结构分析软件Chimera 1.15预测到p.D702N突变后蛋白质构象发生变化。p.D702位于连接ATP结合区和茎区的铰链区,与Ca2+结合位点和基因组变异相关,故该位点突变可能通过降低SERCA2蛋白Ca2+转运活性,导致毛囊角化病的发生。已有5篇文献报道p.D702N突变导致的家族性/散发病例,且从UniProt和LOVD数据库检索发现,可引起Ca2+结合位点氨基酸改变的突变类型还包括p.I307V、p.E309K、p.N767D、p.N767del、p.N767S、p.N795S、p.E907D,但通过检索相关文献发现这些突变导致的临床表现均与本患者不同。结论:（1）根据家族史、临床表现、病理学检查及全外显子测序结果,本病例诊断为毛囊角化病。（2）全外显子测序共筛选出38个有害性基因突变及相关疾病,其中ATP2A2基因p.D702N错义突变导致毛囊角化病发生,虽然既往研究中已有5篇文献报道,但目前国内尚未见与该突变相关的毛囊角化病病例报道。（3）生物信息学分析结果显示p.D702N突变与Ca2+结合位点和基因组变异相关。