原发性先天性青光眼致病基因新发现：为遗传诊疗带来新曙光

《Scientific Reports》：Pathogenic variants identification in primary congenital glaucoma patients using whole exome sequencing

为探究原发性先天性青光眼（PCG）的遗传基础，尤其是在近亲婚配的普什图族人群中的情况，研究人员对 6 个普什图族 PCG 家系进行全外显子测序。结果发现了 4 种致病纯合变异，其中包括一种新的突变。这有助于深入理解 PCG 的遗传机制，为遗传咨询和早期干预提供依据。

　　原发性先天性青光眼（Primary Congenital Glaucoma，PCG）是一种严重影响婴幼儿视力的眼部疾病，它如同潜伏在孩子眼睛里的 “视力杀手”。在一些近亲结婚较为普遍的地区，PCG 的发病率相对较高，比如巴基斯坦。然而，PCG 的遗传基础，特别是在像普什图族这样近亲婚配比例高的人群中，却一直是个未解之谜。为了揭开这层面纱，探索 PCG 背后的遗传秘密，来自巴基斯坦开伯尔医学大学（Khyber Medical University）等机构的研究人员开展了一项意义重大的研究。
他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上，这一成果为 PCG 的研究带来了新的曙光。研究人员从 2023 年 1 月到 12 月，在巴基斯坦白沙瓦的哈亚塔巴德医疗综合体（Hayatabad Medical Complex）精心挑选了 6 个患有 PCG 的普什图族近亲家庭。为了确保研究的科学性和严谨性，他们遵循严格的筛选标准，排除了其他眼部疾病家庭、非近亲家庭以及只有单个患病成员的家庭 。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是全外显子测序技术，对每个家庭中选取的一名具有临床表型的索引患者进行测序，获得原始数据。接着，通过一系列生物信息学分析步骤，如质量检查、适配器去除、序列比对等，筛选出可能的致病变异。然后，利用 Sanger 测序对候选变异进行验证，并在家庭成员中进行分离研究。此外，还借助在线数据库和多种致病性预测工具，预测变异的致病性 。
下面来看具体的研究结果。

1. 家系招募和系谱分析：研究共招募了 6 个普什图族近亲家庭，14 名患者中有 8 名女性和 6 名男性。系谱分析清晰地揭示出 PCG 呈现常染色体隐性遗传模式，而且不同世代都存在近亲婚配现象。
2. 临床症状和眼科检查结果：患者在幼年时期就出现视觉问题，年龄范围从 6 个月到 17 岁不等，主要症状包括眼球增大（buphthalmos）、视力下降、杯盘比增加、眼压（IOP）升高、角膜增大等，部分患者还伴有角膜混浊和 haze。14 名患者中有 13 人接受了小梁切除术治疗青光眼 。
3. 遗传分析：全外显子测序在 6 个 PCG 家庭的 CYP1B1 基因中发现了多个变异，有单核苷酸插入、错义突变和新的单核苷酸缺失。这些变异大多是纯合的，被判定为致病性变异。像是在 PCG - 07 家庭中发现的新缺失突变 c.9delC，会导致蛋白质移码改变和提前终止；在 PCG - 02 和 PCG - 05 家庭中发现的错义变异 c.1168 C>A（p.R390S），在巴基斯坦是首次报道。
4. 计算机模拟诱变和突变定位：通过计算机模拟诱变创建了突变模型，对比野生型和突变型 CYP1B1 蛋白的结构，发现突变会引起蛋白质结构变化，影响其稳定性和功能。比如 p.R390S 突变使蛋白质疏水性和电荷改变，破坏了分子内氢键和离子相互作用 。
5. CYP1B1 蛋白的保守性分析：对 8 个物种的 CYP1B1 蛋白进行多序列比对，发现 Arg 390 高度保守，该位点的替换与疾病密切相关 。
   研究结论表明，此次研究发现了 5 种不同的致病性变异，其中 4 种之前已有报道，而 G1168A（R390S）变异在巴基斯坦人群中是首次报道，9delC（S4Afs*9）是新发现的突变。这些发现为全球对 PCG 及其与 CYP1B1 基因突变关系的理解增添了新内容。在讨论部分，研究人员指出，CYP1B1 基因在 PCG 发病中起着关键作用，不同突变与不同的临床症状相关。但研究存在一定局限性，比如招募家庭数量有限、临床信息不完整等。未来需要开展更多功能性研究，深入探索 PCG 的发病机制，进行遗传筛查，为高风险人群提供帮助，推动基于基因信息的个性化治疗发展，提高人们对 PCG 的认知，实现早期检测和管理 。总之，这项研究为 PCG 的遗传研究和临床诊疗提供了重要的理论依据和实践指导，为攻克这一影响婴幼儿视力的难题迈出了重要一步。