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背景:先天性缺牙(congenital tooth agenesis)是临床上比较常见的口腔遗传病,在人群中的发病率约为2.6%-11.3%。临床上将缺牙数目为6颗和6颗以上(不包括第三磨牙)称为多数牙缺失(oligodontia),缺牙数目少于6颗则称为少数牙缺失(hypodontia)。根据缺牙是否有伴发症状,又将先天性缺牙划分为非综合征型先天性缺牙(nonsyndromic congenital tooth agenesis)和综合征型先天性缺牙(syndromic congenital tooth agenesis)。目前已经明确的与非综合型先天性缺牙相关的基因有MSXl和PAX9,大多数学者认为MSX1基因是少数牙先天性缺失和尖牙缺失的主要致病基因,而引起多数牙先天性缺失及磨牙缺失主要与PAX9基因突变有关,另有报道提示AXIN2基因的突变可以导致多数牙先天性缺失和结肠肿瘤的发生,但是,在非综合征型先天性缺牙患者中针对MSX1和PAX9基因的突变检出率往往很低,提示非综合征型先天性缺牙存在明显的遗传异质性,尚存在新的致病基因未被发现,而且已发现的MSXl、PAX9和AXIN2等基因导致先天性缺牙的分子机制目前尚不清楚。少汗(无汗)型外胚层发育不良(hypohidrotic ectodermal dyslasia)是一种常见的导致先天性多数牙缺失的综合征,其伴有的临床症状包括:高前额、低鼻梁、突出的嘴唇;毛发干燥、脆弱和稀疏;皮肤薄、光滑、干燥;汗腺发育不良甚至缺如;皮脂腺发育不良甚至缺如;免疫缺陷等。大约95%的少汗(无汗)型外胚层发育不良患者呈x连锁隐性遗传,是由于位于x染色体上的EDA基因突变所致。非综合征型多数牙先天性缺失和少汗(无汗)型外胚层发育不良会严重影响患者的咀嚼消化功能和面部容貌,明显降低患者的生活质量,甚至威胁患者的生命。对于严重缺牙的患者,除了生后对其进行牙齿的矫形、佩戴假牙等对症治疗外,亦可通过遗传学检测发现致病基因,再根据家属的意愿经过产前诊断预防病情严重的患儿的出生。目的:本研究旨在收集非综合征型先天性缺牙和少汗(无汗)型外胚层发育不良患者家系,采用多种遗传学技术和分子生物学技术进行遗传学分析,以期发现已知致病基因新的突变类型和鉴定新的致病基因,丰富牙齿疾病的遗传学理论基础,为该病的临床干预和治疗提供新的理论依据。同时,通过基因诊断为患者及其家庭成员提供优质、准确的遗传咨询服务,并根据家属的意愿进行产前诊断,预防病情严重的患儿的出生。方法:收集一个连续4代有患者的呈常染色体显性遗传的非综合征型先天性缺牙大家系,对该家系23名成员(包括11名患者和12名正常个体)进行详细的病史采集、体格检查和口腔专科检查,部分患者进行了口腔X线片的检查。采家系成员外周血进行gDNA、cDNA的制备和淋巴细胞建株。采用PCR测序的方法对先证者的MSX1、PAX9和AXIN2基因的外显子及其与内含子交界区序列进行检测。对于发现的致病性未知的基因突变,采用PCR测序的方法进行突变与表型共分离分析;采用RT-PCR的方法检测新突变对基因剪接位点的影响;采用PCR测序的方法针对新突变在100例正常人群中进行筛查,排除为SNP的可能;于致病基因上下游附近选取STR位点,经过连锁分析和单体型分析进一步分析新突变和疾病的关联性;若未发现已知致病基因的突变,则采用连锁分析的方法进行新基因的定位与鉴定。对8例无汗(少汗)型外胚层发育不良家系成员进行详细的病史采集和体格检查,并采外周血进行gDNA、cDNA的制备和淋巴细胞建株。因所收集的患者均男性,故对常见的导致X连锁无汗(少汗)型外胚层发育不良的致病基因EDA基因进行外显子及其与内含子交界区序列的测序检测。对于发现的致病性未知的基因突变,采用PCR测序的方法进行突变与表型共分离分析;采用PCR测序的方法针对新突变在100例正常人群中进行筛查,排除为SNP的可能。对于具有无汗(少汗)型外胚层发育不良家族史的4例要求行产前诊断的孕妇,于孕16周-20周采羊水并制备gDNA,针对家族中先证者所发现的EDA基因突变进行PCR测序检测,以判断胎儿是否携带致病突变,同时对胎儿的SRY基因进行检测,以判断胎儿的性别。结果:非综合征型先天性缺牙家系:(1)先证者的MSX1基因存在c.469+5G>A的杂合突变(未见报道),PAX9基因存在c.717C>T和c.718G>C的杂合突变(均为已报道SNP)。(2)家系中所有患病成员MSX1基因均存在c.469+5G>A的杂合突变,所有正常个体均不存在c.469+5G>A的杂合突变。(3)在100例正常人群中未见MSX1基因c.469+5G>A的突变。(4)针对MSX1基因1号外显子和2号外显子之间剪接位点的RT-PCR检测未见异常。(5)在位于MSX1基因上下游约1.66cM范围内的D4S3023、D4S2925、D4S2285三个STR位点获得较大的两点LOD值,分别为3.49、2.97和3.53。少汗(无汗)型外胚层发育不良家系:(1)8个家系的先证者均发现EDA基因突变:c.466C>T(家系1)、c.871G>A(家系2)、467G>A(家系3)、 c.663697del"TCCTCCTGGTCTCAAGGACCCCCTGGCCT CCAGG"(家系4)、c.924+2T>A和c.1001G>A(家系5)、c.86101del"GGGCCCCTGCCCGGGC"(家系6)、c.467G>A(家系7)、c.878T>G(家系8)。其中家系1、2、3、7发现的突变为已报道少汗(无汗)型外胚层发育不良致病突变,家系4、6、8发现的突变未见报道,家系5发现的c.1001G>A突变为已报道非综合征型先天缺牙的致病突变,c.924+2T>A突变未见报道。(2)在100例正常人群中未见EDA基因c.924+2T>A和c.878T>G的突变。(3)家系8中进行基因检测两名男性患者均存在c.878T>G的突变,一名正常男性不存在c.878T>G的突变,曾生育患儿的女性成员均携带c.878T>G的突变,提示表型与基因型共分离。(4)家系1胎儿SRY阴性,EDA基因存在c.466C>T的杂合错义突变,系女性携带者;家系2胎儿SRY阴性,EDA基因未见异常,系正常女性;家系3胎儿SRY阳性,EDA基因未见异常,系正常男性;家系4胎儿SRY阳性,EDA基因未见异常,系正常男性。结论:(1)确认了非综合征型先天性缺牙家系的致病基因为MSX1。(2)发现了MSX1基因一个未见报道的新突变c.469+5G>A,丰富了MSX1基因突变谱。(3)通过基因型和表型关联分析,发现MSX1基因突变即可导致多数牙缺失,也可导致少数牙缺失,即使为同一家系相同的突变,不同的成员缺牙数目亦不相同,说明MSX1具有较强的表型多样性。MSX1基因c.469+5G>A的突变主要导致第二磨牙的缺失,次之为第一前磨牙和第二前磨牙。(4)首次发现了4种新的EDA致病突变c.663697del"TCCTCCTGGTCCTCAAGGACCCCCTGGCCTCCAGG"、c.924+2T>A、 c.86101del"GGGCCCCTGC CCGGGC"和c.878T>G,丰富了EDA基因的突变谱。