小瞼裂綜合征的基因定位和突變研究進展

小瞼裂綜合征又稱瞼裂狹小、倒轉型內眥贅皮和上瞼下垂綜合征(blepharophimosis epicanthus in-versus and ptosis，BPES)，1875年，Galeyowski首先報告本病，1912年，Komoto有詳細描述。1981年，Bengin等將其正式命名為Komoto氏綜合征。為常染色體顯性遺傳性疾病，與正常人相比，瞼裂水平徑及垂直徑明顯變小，臨床特點主要表現為瞼裂小、倒轉型內眥贅皮、上瞼下垂、內眥遠距下瞼外翻、鼻梁低平、上眶緣發(fā)育不良等一系列眼瞼和顏面發(fā)育異常，部分患者還常伴有智力低下、生長障礙、心房或室間隔缺損及肌張力低下等表現。它分為兩個亞型，I型女性患者因卵巢功能早衰(premature ovarian failure，POF)導致不育，男性生育功能正常；Ⅱ型男女均可生育。該病在人群中的發(fā)病率為1/100 000，近年來，研究者們采用基因連鎖分析、定位克隆等方法對其致病基因的定位及突變進行了大量的研究，現對其綜述如下。

1BPES的基因定位

1.1 3號染色體：早在1993年，Jewett等[1]研究發(fā)現BPES患者染色體3q22(3號染色體長臂2區(qū)2帶)缺失，并推測位于3q22～q23區(qū)域的基因位點很可能控制眼瞼發(fā)育。1995年，Warburg[2]等發(fā)現另外3例患BPES伴有智力低下的男孩同樣存在染色體異常：1例為3p25缺失，另1例因為染色體的不平衡異位t(2；3)導致3q23缺失，第3例患者為7q34缺失。與3號染色體異常有關的兩個男孩出現了相似的基因表型，而第3例患者同時伴有Smith-Lemli-Opitz綜合征。這就進一步提示BPES基因與3q23區(qū)域有關。同年，Small等[3]對兩個具有明顯顯性遺傳的BPES家系3q區(qū)域的17個多態(tài)性位點進行基因連鎖分析，證實RH0、ACPP和D3S1238的Lod值最大，為3.23，由此得出結論，與BPES有關的致病基因位于3q22。1998年，Costa等[4]對兩個無親緣關系的3歲和5歲的BPES并伴有其他畸形的男孩進行高分辨率染色體顯帶分析表明，兩個患兒分別存在3q22.2～q25.1和3q22.2～q24缺失，在此之后，他綜合分析比較了8例3q2中間缺失和6例該區(qū)域重排的患者，發(fā)現這些患者的表現型上出現了很大程度的相似。De Baere等[5]在一個BPESB患者中發(fā)現存在t(3；4)(q23；p15．2)易位，并用D3S16152．D3S1316區(qū)域的8個YAC對3q23斷裂點進行相對定位，發(fā)現5個YAC跨越3q23斷裂點，用其中的2個YAC 與人RPCI1 PAC文庫和3號染色LLNL粘粒文庫雜交分別獲得12個YAC和50個粘粒，從而構建了詳細的YAC和粘粒物理圖譜。2001年，Dollfus等[6]對一印地安Ⅱ型BPES大家系進行了TWIST基因突變分析，TWIST基因編碼一個具有bHLH區(qū)域的轉錄因子，在雜合子狀態(tài)的Saethre-Chotzen綜合征(scs)的患者中發(fā)現該基因有突變，SCS是常見的常染色體遺傳疾病，表現為顱骨狹窄，輕度的肢體和外耳畸形，常有上瞼下垂。在研究中，對TWIST基因進行分子遺傳學分析并對該家系重新進行臨床評價，以確定顯著的眼瞼畸形是否是SCS表現譜的臨床變異。對該家系31個成員的DNA進行單鏈構象多態(tài)性(SSCP)分析和直接測序，16位以前診斷眼瞼異常的患者DNA擴增后出現遷移異常，直接測序分析發(fā)現有相同的突變，即在+82處發(fā)生堿基置換(C-T)，使密碼子CAG變?yōu)門AG，預示蛋白翻譯將在遠離bHLH基序的上游位置提前終止，而bHLH基序是與組蛋白乙?；D移酶相互作用的部位。攜帶突變基因的家系成員有些表現非常輕度的SCS癥狀，即無明顯的顱骨狹窄，主要為眼瞼畸形；而其他的經臨床和x線檢查均發(fā)現有顱骨狹窄、短指畸形、外耳畸形。因此，該家系患者應診斷為SCS。綜上所述，對該印第安家系的遺傳和表型的分析說明BPES可能具有單一的位點—3q22～q23。

1.27號染色體：Bianchi等[7]曾對兩個伴有BPES等多種畸形的嬰兒進行了細胞遺傳學分析，發(fā)現有7p13～7p15中間缺失。而早在1996年，Maw等[8]對上一印第安Ⅱ型BPES大家系用微衛(wèi)星多態(tài)性標記(D3S1551、D3S1290、D3S11569、D3S1316、D3S1555)，對患者的DNA樣品進行兩點連鎖分析，沒有發(fā)現連鎖。而且，染色體分離模式證實沒有明顯的BPES等位基因與多態(tài)性標記共同分離。由于兩個BPES患者有7p缺失，因此，7p被認為是一個BPES候選區(qū)域，對該區(qū)域的多態(tài)性標記也進行連鎖分析，發(fā)現幾個患者中有染色體重組，該區(qū)域位于D7S488的著絲粒區(qū)和D7S629的端粒區(qū)。在該印第安家系的第二代患者中，3例患病同胞在D7S2551處的基因型有5/6是相同的，而未患病同胞基因型的相似性僅為1/2。在患者的Ⅲ代和Ⅳ代后裔中，11例患病者和11例未患病者中均有3人遺傳了相同的D7S2551等位基因。在這個家系的14例患者中，6例有單側的BPES癥狀，而兩個未患病的個體遺傳了與BPES有關的基因缺陷都有倒轉性內眥贅皮；在關鍵區(qū)域發(fā)生重組而未患病的個體具有臨界性的倒轉性內眥贅皮。這些研究表明，在該研究中被定位的致病基因可能只是表現度不同而不是真正的非外顯性。對患者用D7S488、D7S2551、D7S2562標記進行兩點和多點分析都在D7S2562處出現Lod峰值。因此，認為該家系BPES致病基因位于7p13～p21，在D7S2551位點附近，但其外顯率降低，結合從前報道的BPES致病基因位于3q2區(qū)域，說明BPES可能存在基因座異質性。

2BPES候選基因

2.1 FOXL2基因：FOXL2基因定位于3q23，由長2.7kb的單個外顯子組成，其編碼蛋白質屬于forkhead轉錄因子大家族，由376個氨基酸組成，其中包含一個由100個氨基酸構成的forkhead DNA結合區(qū)和一個多聚丙氨酸區(qū)。2001年，Crisponi等[9]克隆了該基因，發(fā)現FOXL2在形成小鼠的間葉細胞中和成鼠的卵巢濾泡中表達，在成年人的卵巢中顯著表達。De Baere等[10]對診斷分型明確及不明確的BPES家系、散發(fā)的病例進行FOXL2突變譜的研究表明，兩型BPES均存在著基因型和表現型的相互關聯。FOXL2突變導致蛋白截短，無論該截短蛋白包含還是不包含forkhead區(qū)域均導致I型BPES，而于forkhead區(qū)域內或其下游開始的復制，以及框架向下游移位的復制，均可產生一種延長的蛋白，導致Ⅱ型BPES。而且，30例不伴有BPES的POF(premature ovarian failure)患者，沒有發(fā)現FOXL2突變。一部分患者的基因缺陷不存在于FOXL2的編碼區(qū)，而可能存在一種位置效應。Yamada等[11]對一日本家系的3例患者進行直接的基因序列分析，發(fā)現FOXL2基因1 092～1 108之間的17個堿基缺失，而在對照的100名正常人中，未發(fā)現缺失。因此認為，FOXL2基因的17個堿基缺失可能與日本人BPES的發(fā)病有關。Cha等[12]對韓國的BPES患者的FOXL2基因進行的突變分析表明，在其研究的9個BPES家系中的5個和7例BPES散發(fā)病例中的3例存在FOXL2基因突變。在其中一個BPES家系的患者中發(fā)現存在14kb的缺失(939～952del14)，這個缺失會導致從G235W處發(fā)生移碼，并且使其編碼的蛋白質延長至527個氨基酸。在1例散發(fā)的BPES病例中發(fā)現存在1個異常的845C A的顛換而導致的無義突變。1個散發(fā)病例攜帶17bp的重復(1080-1096dup17)。此外，在研究的4個家系中的8例患者及1例散發(fā)的病例中還發(fā)現存在框內30bp的重復。Bell等 [13]對兩個BPEs家系的FOXL2突變進行篩選，發(fā)現由于堿基插入或基因內重復導致框架移位突變，一個家系發(fā)生蛋白翻譯提前終止，另一個家系則產生較大的蛋白。根據目前的數據，他們認為第一個家系是I型BPES，而第二個家系為Ⅱ型BPES，盡管在第一個家系內有女性患者不育，但3例年幼的女性都有正常的盆腔超聲和激素水平，因此，說明兩型BPES的劃分并不像提到的那樣清楚。De Baere等[14]對28例志愿的先證者進行了FOXL2突變的篩選—其中包括來自兩例I型BPES、4例Ⅱ型BPES、1例既有I型又有Ⅱ型的家系的患者，再加15例散發(fā)的以及來自6例BPES家系的但是類型難以確定的病例，所有患者都具有明顯正常的染色體組型。共發(fā)現了21個FOXL2突變。確切來講，包括2個錯義突變，1個無義突變，12個插入或缺失導致框架移位，5個框架內改變導致聚丙氨酸擴增，1個微缺失，其中的16個是異常的。對21個FOXL2突變(16個新的病例)進行ORF、5'非翻譯區(qū)及核心啟動子序列分析，并進行熒光原位雜交分析，結果表明，存在兩個突變熱區(qū)，30％的FOXL2導致聚丙氨酸增加，13％是新的框架外復制。研究認為，聚丙氨酸肽段前有截短的預告蛋白的突變，發(fā)生POF的幾率就高，而那些包含有完整的聚丙氨酸肽段和forkhead的突變，蛋白無論是截短的還是延長的，甚至在同一個家系均有可能導致兩型BPES，因此，De Baere等對之前所得出的基因型與表型的關系做了進一步的修正。因此，用分子檢測預測POF的患病率應慎重。2006年以來，唐勝建等[15-16]研究顯示在1個Ⅱ型小家系的2例患者和1例散發(fā)患者中發(fā)現了FOXL2 901-930重復插入突變，而在正常人對照中，沒有發(fā)現該突變。一級結構分析顯示，FOXL2突變前后蛋白質相對分子質量發(fā)生了明顯的改變，但蛋白質等電點沒有發(fā)生改變。二級結構分析顯示，FOXL2為一跨膜蛋白，其聚丙氨酸肽段包含1個α-螺旋區(qū)，該螺旋區(qū)域位于跨膜區(qū)內；發(fā)生突變后，聚丙氨酸擴增（222-232插入10），螺旋區(qū)域長度增加，從而使α-螺旋占整個蛋白質二級結構的比例較突變前增加了4.1％，而β折疊與無規(guī)卷曲的比例相應下降。突變前后其編碼蛋白二級結構存在的顯著差異，可能與BPES發(fā)病密切相關。但是有些BPES的家系和散發(fā)病例中并沒有檢測到FOXL2基因的突變。這可能是由于基因的表達不僅需要正常的編碼序列同時也需要調控區(qū)域的作用，這個區(qū)域可能與目標基因相距甚遠。2004年，Crisponi等[17]報道了在距離FOXL2基因5' 端轉錄起始點171kb處的平衡易位斷點會導致BPES，此外他們還在3號染色體上進行了500kb范圍的序列分析以尋找FOXL2的遠程調控序列，通過人類和山羊基因組DNA與染色體畸變分析發(fā)現另一種基因MRPS22的外顯子6、ll和l2都可能與FOXL2的調控有關，它們的突變有可能影響FOXL2的轉錄調控，從而引起B(yǎng)PES的表型。以上研究表明，在一些沒有找到突變的BPES家系中可能存在基因調控序列的異常。

3展望

盡管目前的研究已將BPES致病基因定位于3q23上，且候選基因主要集中在FOXL2，越來越多的研究者開始關注BPES中的FOXL2基因突變以及其對卵巢功能的影響機制，但由于FOXL2是一個轉錄因子基因，它不同的突變是如何引起B(yǎng)PES的各種癥狀，又是如何發(fā)揮作用的，還需要更深入的研究。

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[收稿日期]2008-03-15[修回日期]2008-05-26

編輯/李陽利