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听力下降是一种非常常见的先天性疾病,在大约每1000个新生儿中就有一个有听力异常。据世界卫生组织(WHO)估计,2005年全球听力残疾人数为2.78亿,中国有听力语言障碍的残疾人约2780万,并以每年新生3万聋儿的速度增长。耳聋是由遗传和环境因素引起的,其中50%的耳聋患者是由遗传因素造成的。由遗传因素引起的耳聋包括综合征型耳聋(占30%)和非综合征型耳聋(占70%)。非综合征型耳聋可以根据不同的遗传方式进一步分为:常染色体隐性遗传、常染色体显性遗传、X-连锁遗传和母系遗传。据统计,超过30%的患者是由于使用氨基糖甙类抗生素,如链霉素、庆大霉素而致聋的。特别需要指出的是,在氨基糖甙类药物性耳聋患病人群中,部分患者由于过量用药致聋,而部分患者对氨基糖甙类药物有超敏性。研究表明,线粒体12SrRNA基因是与氨基糖甙类抗生素导致的非综合征型听力损失的一个突变热点区域。在这些突变位点中,位于12SrRNA高度保守的解码区的同质性的A1555G和C1494T突变与耳聋相关。这两个突变导致很多患者的氨基糖甙类药物性耳聋。因此对线粒体12SrRNA基因突变引起的耳聋进行研究,不仅是人类认识自然和改造自然的一个重要方面,而且还具有重大的社会和经济意义。
在本研究中,我们首先成功地建立了遗传资源的收集网络,应用这个网络系统收集大量非综合征型耳聋患者资料,开展线粒体12SrRNA基因分子流行病学工作,明确浙江省大部分地区线粒体12SrRNA基因的突变发生频率,探讨mtDNA突变致聋的分子机制。此外,绘制浙江省线粒体12SrRNA基因突变频谱,为完善耳聋基因诊断的程序和方法提供依据。为本研究包括如下两部分:
第一部分:遗传性耳聋患者临床资料的收集和线粒体12SrRNA基因突变的流行病学调查
本部分的研究目的是建立一个含有DNA样品、永生细胞系、临床资料和家系资料的遗传资源库,开展线粒体12SrRNA基因突变的分子流行病学研究工作,绘制浙江省线粒体12SrRNA基因突变频谱。在本研究中,我们首先建立了遗传性耳聋的遗传资源的收集网络,通过网络获得信息;根据国际标准采集临床资料、DNA样品并对部分家系建立了永生细胞系。经过2003年10月-2008年3月,我们共收集到1642例双侧感音神经性耳聋患者,其中1542例为来自全省10个地市聋哑学校的在校学生;100例来自门诊散发的感音神经性耳聋患者。随后,我们对这些标本进行线粒体12SrRNA基因突变的筛查。通过研究检测到68个突变位点,其中有28个突变位点未见报道;在致病突变中,最常见的为A1555G突变,共筛查出63例,检出率为3.96%,C1494T突变只发现3例,检出率为0.18%。我们分析了线粒体12SrRNA基因各突变位点与耳聋表型之间的相关性;明确了浙江耳聋人群线粒体12SrRNA基因各突变位点的发生频率;绘制了浙江省非综合征型聋病人群线粒体12SrRNA基因的突变频谱。此外,我们结合研究中筛查出的50例mtDNAA1555G突变个体,分析mtDNAA1555G突变在各个地区的发生频率,探讨药物性耳聋的预防策略及意义。此研究结果为聋病的分子诊断提供方法和依据,为我国建立聋病的产前基因诊断、遗传筛查和遗传咨询提供实验证据,为耳聋基因诊断在全国范围开展提供流行病学数据。
第二部分:一个同时携带A1555G和G7444A突变耳聋家系的遗传特点分析
线粒体12SrRNA和tRNASer(UCN)基因是导致非综合征型听力损失的两个突变热点区域。在本研究中,收集了1个母系遗传感音神经性聋家系,该家系同时携带A1555G和G7444A突变。临床资料分析表明,该家系包括药物致聋的外显率(药物性聋患者/所有母系成员)为58%,而非药物致聋的外显率(非药物性聋患者/所有母系成员)为25%,明显高于其他携带A1555G突变的耳聋家系。先证者的线粒体全序列分析表明,该线粒体基因组共有28个多态位点,属于东亚人群B4c1单体型。在这些多态位点中,除A1555G和G7444A突变外,未发现其它有功能意义的突变。这表明mtDNAG7444A突变可能加重由A1555G突变造成的线粒体功能缺失,从而增加耳聋的外显率。