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中国肌萎缩侧索硬化/额颞叶痴呆患者KIF5A基因突变研究

作者:张亢 等 日期:2019-10-29 浏览量:223

第七届北京罕见病学术大会暨2019京津冀罕见病学术大会征文(114)

北京协和医院

张亢、柳青、沈东超、刘双武、王志丽、丁青云、李晓光、管宇宙、刘明生、张学、崔丽英

目的:2018年初2项独立的关于欧洲、美洲肌萎缩侧索硬化(Amyotrophic lateral sclerosis,ALS)人群遗传学研究发现驱动蛋白家族成员5A( kinesin family member 5A ,KIF5A)基因编码的蛋白羧基末端功能结合区内剪接位点突变能造成ALS疾病发生,报道称KIF5A为ALS新致病基因。但这一人群遗传学研究缺乏亚洲患者的相关数据,而亚洲ALS患者基因突变谱又与欧美人群存在很大不同。因此,本次实验主要研究中国肌萎缩侧索硬化/额颞叶痴呆患者(ALS/ Frontotemporal Dementia, ALS-FTD)与KIF5A基因突变的关系,进一步探索我国ALS/FTD患者基因突变频谱和为临床优化基因检测提供循证依据。

方法:入组近3年来就诊于北京协和医院神经科门诊和病房的36名家族性ALS(Familial ASL, FALS)、676名散发性ALS(Sporadic ALS, SALS)、17名ALS-FTD患者和400名健康对照者。按照MagNA Pure LC试剂盒说明书,从外周静脉血中提取上述入组个体的基因组DNA。利用Primer 3在线软件设计包含KIF5A基因Exon26-27的扩增引物,进行PCR反应、琼脂糖凝胶电泳、切胶纯化,然后对部分Intron25、全部Exon26、全部Intron26、全部Intron27和部分Intron27进行Sanger测序。通过CodonCode软件将测序结果与人类正常参考序列(UCSC hg19)进行比对。参考ExAC和gnomAD人群数据库确定发现的变异位点在人群中突变频率。携带KIF5A基因突变的患者进一步对SOD1,  FUS, TARDBP, OPTN, UBQLN2, GLE1, ANXA11和TIA1等ALS致病基因进行检测。此外,检索PubMed文献数据库中我国其他研究中心对于肌萎缩侧索硬化患者KIF5A基因突变相关研究,提取其中的数据并结合本研究的数据计算出ALS/FTD新致病基因KIF5A在我国患者中的突变频率。

结果:本研究纳入的FALS患者平均起病年龄 47.9±11.4,性别比例1:1(男:女);SALS患者平均起病年龄51.4±11.2,性别比例1.3:1(男:女);ALS-FTD患者平均起病年龄62.6±8.6,性别比例1.8:1(男:女)。最后检测到1名SALS患者(P808)携带c.2992+3G>A剪接位点突变,1名SALS患者(P335)携带c.2993-1G>A剪接位点突变。400名健康对照者中未发现以上两个变异类型,ExAC和gnomAD数据库的东亚人群中也均不存在这两个变异位点频率。编号为P808和P335的2名患者SOD1,  FUS, TARDBP, OPTN, UBQLN2, GLE1, ANXA11和TIA1等的基因检测均为阴性。在本研究的FALS和ALS-FTD患者未发现KIF5A基因的明显致病突变。2018年6月我国四川华西医院也对960例SALS和37例FALS患者进行了KIF5A基因(Exons 24–28)的检测研究,结果发现了2例SALS患者分别携带c.2993-3 C>T和c.3020+2T>A的剪接位点突变。以上4个突变位点中c.2993-3 C>T、c.2993-1G>A和c.3020+2T>A已在欧美患者中报道,而本研究发现的c.2992+3G>A突变位点为首次报道。

结论:本研究以及华西医院研究综合提示我国ALS/FTD患者KIF5A基因末端loss-of function突变频率约为0.23%(4/1726),KIF5A基因可能不是我国ALS/FTD患者的常见致病基因。这一结果丰富了我国患者基因突变谱,并支持KIF5A蛋白羧基末端结合区与ALS/FTD疾病密切相关。