哈萨克斯坦儿童成骨不全症的遗传与表型探秘:解锁罕见病诊疗新密码

《Scientific Reports》:Genetic landscape and phenotypic spectrum of osteogenesis imperfecta in the Kazakhstani pediatric population

【字体: 时间:2025年04月03日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究成骨不全症(OI)的遗传流行病学及基因型 - 表型相关性,哈萨克斯坦研究人员对 40 例患儿开展研究。通过全基因组测序(WGS)和全外显子测序(WES),发现 35 例存在相关基因变异,明确多种致病基因,为 OI 诊疗和研究提供重要依据。

  成骨不全症(Osteogenesis Imperfecta,OI),又称脆骨病,是一种令人揪心的遗传性全身性结缔组织疾病。患者的骨头如同脆弱的玻璃,轻轻一碰就可能骨折,严重影响生活质量。而且,OI 的临床表现和分子机制十分复杂,不同患者的症状差异很大。在全球范围内,OI 的发病率约为 1:15,000 - 1:20,000,但在哈萨克斯坦,其整体患病率和发病率却鲜为人知。不仅如此,OI 的致病基因众多,多数 OI(约 85 - 90% 的病例)与 COL1A1 或 COL1A2 基因的常染色体显性遗传致病变异有关,还有其他基因也参与其中。然而,中亚地区在许多遗传性疾病(包括 OI)的遗传流行病学研究方面几乎是一片空白。为了填补这一空白,深入了解 OI 的遗传背景和发病机制,来自哈萨克斯坦 “University Medical Center” Corporate Fund、Nazarbayev University、Astana Medical University 以及中国深圳大学医学院等机构的研究人员,开展了一项针对哈萨克斯坦儿科人群中 OI 的遗传景观和表型谱的研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,为 OI 的诊断、治疗和遗传咨询提供了重要的参考依据。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,选取了 40 例来自非近亲婚姻的 OI 患儿作为研究对象,其中 22 例在 “National Laboratory Astana” 进行全基因组测序(Whole - Genome Sequencing,WGS),18 例在私人实验室进行全外显子测序(Whole - Exome Sequencing,WES)。其次,对采集的外周血样本进行 DNA 提取,然后进行测序文库构建、测序及数据分析。最后,依据相关标准和平台对遗传变异进行注释和解读。

研究结果如下:

  • 患者基本信息与疾病类型分布:40 例患者中,女性略多于男性(n = 21,52.5%),年龄范围为 1 - 17 岁,平均年龄 97 个月(8 岁 1 个月),四分之一的患者有 OI 家族史。通过基因测序分析,确定了不同 OI 类型在研究对象中的分布,包括 3 例 OI I 型、14 例 OI III 型、7 例 OI IV 型、2 例 OI V 型、8 例 OI VI 型和 1 例 OI X 型 。
  • 基因变异情况:在 35 例(87.5%)患者中发现了致病性、可能致病性和意义不明的变异(Variants of Unknown Significance,VUS)。COL1A1 和 COL1A2 基因的变异占 68.6%(24/35),其中 COL1A1 基因的变异多为错义变异(12/22),且多数导致甘氨酸(Gly)替代,影响胶原蛋白结构稳定性;还有 7 例影响剪接过程。此外,发现了 2 例 IFITM5 基因变异(5.7%),8 例 SERPINF1 基因变异和 1 例 SERPINH1 基因变异,这些基因变异多以常染色体隐性方式遗传。研究还首次描述了 6 个(17.1%)新的变异。
  • 临床特征与基因型的关系:不同 OI 类型患者的首次骨折年龄和骨折次数差异显著。OI IV 型患者首次骨折的中位年龄最高(Me:3 年),疾病进程相对较轻;OI III 型患者骨折次数最多(Me:20 次),病情更严重。同时,一些临床表型如蓝色巩膜、牙本质发育不全等在不同基因型中均有出现,但晚囟门闭合(>2 年)和心脏异常仅在 COL1A1 基因突变患者中出现,关节过度伸展则出现在非胶原蛋白相关 OI(IFITM5、SERPINF1)患者中。

研究结论和讨论部分表明,该研究首次对哈萨克斯坦儿科人群的 OI 进行了全面遗传分析。一方面,确定了多种 OI 致病基因,虽然 COL1A1 和 COL1A2 基因变异占主导,但常染色体隐性遗传变异(25.7%)比例较高,尤其是 SERPINF1 基因,这暗示了哈萨克斯坦人群独特的遗传背景,值得进一步研究。另一方面,研究揭示了 OI 的临床变异性和基因型 - 表型相关性,有助于提高诊断准确性和开发针对性治疗策略。不过,研究存在样本量较小、部分变异解读困难等局限性。未来需要扩大样本量,开展功能研究,以更深入地了解 OI 的发病机制,推动 OI 的精准诊疗和遗传咨询的发展。

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