CFAP410 变异引发视网膜与骨骼病症的探秘:深度剖析罕见纤毛病

【字体: 时间:2025年04月18日 来源:npj Genomic Medicine 4.7

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  在纤毛病研究中,CFAP410 变异相关病症的临床特征不明晰。研究人员开展 49 例 CFAP410 变异患者的回顾性研究,发现其引发多种视网膜和部分骨骼异常。该研究有助于加深对 CFAP410 相关病症的理解,为后续研究提供重要依据。

  在生命的微观世界里,细胞中的纤毛就像一个个精密的 “小零件”,承担着至关重要的任务。然而,当这些 “小零件” 出现问题,就会引发一系列被称为纤毛病(Ciliopathies)的疾病。纤毛病可不是一般的病症,它会导致身体多个系统出现异常,比如肾脏疾病、中枢神经系统紊乱,还有视网膜功能障碍和骨骼畸形等。其中,CFAP410(Cilia and Flagella Associated Protein 410,也被称为 C21orf2)基因变异与一种常染色体隐性视网膜营养不良以及脊椎干骺端发育异常密切相关。但目前,CFAP410 变异相关疾病的临床特征、基因型 - 表型关系等还存在许多谜团,比如患者视网膜和骨骼表现差异很大,不清楚是何原因,也不知道这些特征在患者中的真实出现频率。为了揭开这些谜团,来自全球 20 个眼科遗传学中心的研究人员开展了一项重要研究 。该研究成果发表在《npj Genomic Medicine》上,为我们深入了解这类罕见疾病带来了新的曙光。
研究人员采用了多种关键技术方法来进行这项研究。首先是多中心的病例收集,从世界各地的眼科遗传学中心确定了 49 例携带 CFAP410 双等位基因序列变异的患者。然后运用基因检测技术,在多个 CLIA 认证实验室或其他认可机构,通过基因面板、外显子和基因组测序等方法,对患者的基因进行检测分析。还利用图像和功能分析,由各中心的视网膜专家对患者的眼底照片、眼底自发荧光(FAF)和光学相干断层扫描(OCT)图像进行解读,并结合视网膜电图(ERG)结果进行综合评估。同时,使用蛋白建模技术,借助 ChimeraX - 1.6.1 对野生型和突变型蛋白质结构进行预测建模。

下面来看看具体的研究结果。

  1. 人口统计学发现:研究共纳入 42 个家庭的 49 例患者,其中男性 20 例,女性 29 例。首次眼科就诊年龄在 4 - 69 岁之间,平均 25.8 岁;最近一次眼科成像检查年龄在 4 - 69 岁,平均 32.1 岁;视觉症状发病年龄从小于 1 个月到 50 岁不等,平均 11.4 岁。
  2. 分子发现:研究共鉴定出 31 种 CFAP410 变异,包括错义变异、移码小缺失、框内重复等多种类型。其中,c.218G>C,p.Arg73Pro 变异最为常见,在 20 例患者(40.8%)中至少出现一个等位基因改变,占所有致病等位基因的 30.6%(30/98)。部分患者进行了家系分离分析,7 例患者有家族近亲结婚史,19 例患者有相关眼部疾病家族史。
  3. 眼科发现:所有患者均有最佳矫正视力(BCVA)下降的情况,37 例患者在 18 岁前出现视觉症状。常见的视觉症状还包括畏光(23 例)、光暗适应延迟(21 例)、色觉减退(20 例)、夜盲(20 例)等。眼部前段异常较少,白内障较为常见,有 13 例患者出现。黄斑部常见异常有色素改变(24 例)、中心凹反射消失或变钝(16 例)等;周边眼底常见的有骨针样色素沉着(28 例)和血管变细(10 例)。43 例患者进行了 ERG 检查,结果显示 33 例患者有杆系统功能障碍,42 例患者有锥系统功能障碍。26 例患者为圆锥 - 杆状营养不良(CORD),15 例为杆 - 圆锥营养不良(RCD,其中 9 例具有视网膜色素变性(RP)临床表型) ,3 例为锥体细胞营养不良。
  4. 全身发现:在对全身症状的筛查中,3 例患者认知能力下降,2 例有神经系统症状。4 例患者进行了脑部成像,结果各不相同。生殖系统异常有 3 例,肾脏和泌尿系统疾病较少见。11 例患者出现了比身材矮小更复杂的骨骼异常,常见的有脊柱侧凸(5 例)和髋关节发育不良(4 例)。8 例患者身材矮小,其中 4 例为出生后发病。

研究人员在讨论部分指出,多数患者早期出现视觉症状,随着年龄增长,病情进展为严重的视网膜营养不良。CFAP410 相关视网膜变性最常见的模式是 CORD,约三分之一患者为 RCD/RP 表型。CFAP410 有两个高度保守的结构域 LRR 和 LRRCT,这两个结构域对蛋白稳定性和与 NEK1 的相互作用至关重要。携带影响这些保守区域稳定性的致病变异患者,往往视觉症状出现更早,且更易出现骨骼异常。例如,p.Arg73Pro 变异会影响 LRR 和 LRRCT 结构,可能阻碍与 NEK1 的结合;而 p.Glu96Lys 变异位于保守区域之外,患者视网膜病变发病较晚,且无骨骼异常。此外,研究中发现的骨骼异常患者,其症状相对文献报道的要轻,这可能与数据收集方式有关,提示视网膜表型可能被低估,CFAP410 相关骨骼异常存在较大变异性。同时,研究还发现多种致病等位基因,除了常见的 p.Arg73Pro 变异外,其他变异分布较为分散,这限制了对基因型 - 表型关系的研究。

这项研究意义重大,它首次对大量 CFAP410 变异患者进行综合研究,详细描述了其眼科和全身表现,为后续深入研究 CFAP410 相关疾病的发病机制、基因型 - 表型关系提供了重要依据。同时,研究也为临床诊断和治疗这类罕见疾病提供了参考,建议对所有脊椎干骺端发育异常(SMDAX)患者进行详细的眼科检查,以便更好地评估眼部病变的真实频率和范围。不过,研究也存在一些局限性,如数据收集方法不一致、基因检测技术多样、随访时间不统一等,这也为后续研究指明了改进方向。相信随着研究的不断深入,我们对 CFAP410 相关疾病的认识会更加全面,未来有望为患者带来更有效的诊断和治疗方法。
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