一个中国原发性开角型青光眼家系致病基因研究

目的：鉴定一个江苏省南通市原发性开角型青光眼(POAG)家系的青光眼致病基因,分析该基因的临床表型和致病机制。

方法：于2020-01/12回顾并招募了一个POAG家系,该家系跨越5代共33名,有13名家庭成员参与了研究,其中4名诊断为POAG,1名诊断为高眼压症,剩余8名未受影响。详细询问病史并进行全面的眼科检查,采用高通量测序筛选可能的致病基因,Sanger测序验证候选致病基因。

结果：该家系患者均在青年时期发现眼压升高并诊断为青光眼,需手术治疗控制眼压,先证者最高眼压(IOP)达55mmHg。全外显子测序在先证者LTBP2基因上发现了一个杂合突变(c.1197C>A, p.Phe399Leu),Sanger测序验证该突变位点与家系疾病并不分离。

结论：LTBP2(c.1197C>A)突变不是该家系POAG的致病基因。但是LTBP2突变在POAG病例中的致病作用值得研究。     

结晶样视网膜色素变性中与CYP4V2基因相关的致病突变

目的：使用Sanger测序法鉴定2个中国结晶样视网膜色素变性(BCD)家系中CYP4V2基因的突变位点。

方法：收集2019-01/09临床诊断为BCD患者的临床相关资料。采集患者、患者家系成员的外周血,提取DNA,利用Sanger测序法鉴定突变位点。

结果：共收集2个BCD先证者,先证者均表现为渐进性视力下降,眼底均可见典型的结晶样物质沉积。测序发现先证者1及其患病的哥哥,妹妹均在CYP4V2基因上存在c.802-8_810del17insGC的纯合突变。而先证者2则在CYP4V2基因上存在c.219T>A(p.F73L)、c.802-8_810del17insGC杂合突变。

结论： 中国BCD患者中最常见的c.802-8_810del17insGC突变在先证者1家系中为纯合突变,是其家系的致病突变。而先证者2则携带了中国BCD患者最常见的c.802-8_810del17insGC杂合突变,同时先证者2还携带c.219T>A(p.F73L)错义突变,突变均影响了CYP4V2基因的正常编码,进而导致疾病。     

先天性无虹膜合并先天性白内障家系致病基因突变分析

目的：对先天性无虹膜合并先天性白内障家系进行PAX6基因突变位点筛查,丰富该致病基因的突变谱。

方法：选取就诊于北京同仁医院眼科门诊的1个先天性无虹膜合并先天性白内障家系和100名健康志愿者,采集外周静脉血,提取基因组DNA,采用直接测序法进行PAX6基因突变位点的筛查。

结果：该家系中先证者和其他患者均表现为无虹膜合并白内障,PAX6基因测序结果显示,该致病基因第11外显子无义突变c.991 C>T,造成PAX6基因编码的蛋白截短(R331X),从而使该蛋白失去功能,且该突变在家系内与疾病表型共分离,不存在于家系内及家系外健康样本的基因中。

结论：PAX6 R331X突变与先天性无虹膜合并先天性白内障的发生有关。     

Usher综合征一家系的致病基因分析

目的：对一Usher综合征家系的临床特征进行分析,探索该家系的致病基因。

方法：收集于我院就诊的一视网膜色素变性家系,详细询问患者病史并进行临床检查,诊断为Usher综合征,抽取家系成员静脉血4mL,提取全基因组DNA,对先证者进行靶向捕获高通量测序获得突变位点,对于筛选出的可疑突变扩展至家系全体成员进行Sanger测序验证,同时在100名正常对照者中验证。

结果：患者除视网膜色素变性表现外,还存在轻至中度感音神经性耳聋,测序结果发现家系患者USH2A基因复合杂合突变c.2310_2311insA(p.E771Rfs*8)和c.8559-2A>G(IVS42),而在与患者有直系血缘关系的亲属中发现仅存在其中1个突变,其他家属成员和正常人中未发现该两种突变。

结论：USH2A基因为该家系的致病基因,c.8559-2A>G(IVS42)突变为已报道的热点突变,而c.2310_2311insA(p.E771Rfs*8)突变则为首次报道,本研究扩展了USH2A基因导致Usher综合征的突变谱。     

Sturge-Weber综合征1例

目的：检测1例中国上皮基底膜角膜营养不良家系TGFBI基因突变类型。

方法：经过详细的病史采集及临床检查后,提取先证者及其家系内其他2例患者和4例有血缘关系的正常家系成员的静脉血白细胞DNA,应用PCR直接测序法对TGFBI的17个外显子进行候选基因的突变检测。

结果：在该家系患者的TGFBI基因4号外显子发现了c.417C>T,导致了杂合突变R124C。家系中正常成员及对照组均未检测到该突变。

结论：本研究首次报道了TGFBI基因的R124C杂合突变导致了上皮基底膜角膜营养不良,拓宽了角膜营养不良的基因型与表现型关系,为进一步的分子遗传学研究奠定了基础。     

2型Usher综合征和视网膜色素变性家系USH2A基因突变及临床表型分析

目的观察2型Usher综合征(USH2)和视网膜色素变性(RP)患者的基因突变型及其临床表型。方法2018年8月至2019年1月于河南省立眼科医院就诊的USH2和RP 3个家系的4例患者和11名正常家系成员纳入研究。详细询问病史并行视力、眼底彩色照相、OCT、视野、全视野ERG检查。3个家系中,家系1为USH2;家系2、3为RP。采集患者及其家系成员外周静脉血,提取全基因组DNA,应用基于靶向捕获的二代测序技术进行基因测序,对可疑致病突变位点通过Sanger进行验证,并在家系成员中进行共分离。结果家系1先证者除眼底有RP表现外,同时合并神经性耳聋。基因检测结果显示,先证者USH2A基因第64、5号外显子分别存在c.13877-13880 del AGAC(p.Q4626P)(M1)、c.798 del T(p.F266L)(M2)2个杂合性移码突变。家系2、3先证者仅有眼底典型RP表现。基因检测结果显示,家系2先证者USH2A基因第70、37、29号外显子分别存在c.15178T>c(p.S5060P)(M3)、c.6986C>A(p.P2329H)(M4)2个杂合性错义突变和c.5836C>T(p.R1946X)(M5)终止突变。家系3先证者USH2A基因第67、57号外显子分别存在c.14951C>T(p.P4984L)(M6)、c.11156G>A(p.R3719H)(M7)2个杂合性错义突变。保守性分析结果显示,USH2A p.Q4626P、p.F266L、p.S5060P、p.P2329H、p.P4984L所对应的氨基酸位点在多个物种中均高度保守。检测出的7个致病突变中,M1~M4、M6为新发现突变位点。结论USH2A基因突变是导致USH2和非综合征性RP的主要原因;不同突变位点影响蛋白质翻译和合成,导致不同临床表型。     

一个CRYAA基因突变先天性白内障家系

目的研究一个四代常染色体隐性遗传性先天性白内障家系的致病基因。方法调查研究。采集一个先天性白内障家系中3例患者和1例表型正常者的外周静脉血各5 ml,收集100例正常人外周静脉血各5 ml作为对照,提取所有参与者基因组DNA。选择与先天性白内障发生相关的八个致病基因（CRYAA、CRYAB、CRYBA1、CRYGC、CRYGD、CRYGS、GJA3、GJA8）作为候选基因,进行聚合酶链反应扩增候选基因的外显子及毗邻内含子。扩增产物进行直接测序,测序结果与GeneBank中序列进行BLAST比对分析,寻找突变位点。结果该家系中先证者及患者均在CRYAA基因第1外显子发生c.160 C>T杂合突变,导致其编码的晶状体蛋白第54位精氨酸变为半胱氨酸（p.R54C）。该家系中参与研究的1名表型正常者和100名正常对照者无此基因突变。结论CRYAA基因 c.160 C>T（p.R54C）突变是导致该先天性白内障家系致病的主要原因。     

非典型Stickler综合征I型三个家系的遗传分析及产前诊断

目的：分析非典型Stickler综合征I型患者的临床表现和遗传学病因,为患者基因诊断、遗传咨询、产前诊断提供理论依据。方法：实验研究。收集3 个典型Stickler综合征I型家系患者的临床表型资料,采集患者及家系其他成员的外周血提取基因组DNA。应用全外显子组测序筛查可疑基因变异,对候选变异进行Sanger测序验证并检测家系全部受检者变异携带情况。通过人类基因变异数据库和PubMed数据库检索候选变异的致病性报道情况,依据美国医学遗传学和基因组学学院与分子病理学协会（ACMG）指南判断致病性及等级。依据先证者相关变异结果对孕妇行产前诊断。结果：纳入研究的3 个家系均检测到Stickler综合征I型致病基因变异。家系1 患者携带COL2A1基c.1693C>T（p.R565C）杂合变异,家系2 患者携带COL2A1基因c.2862C>T（p.G954=）杂合变异,家系3 患者携带COL2A1基因c.2355+1G>A（splicing）杂合变异。这3 个基因变异经保守性分析、功能预测并依据ACMG指南逐一打分判断为致病性变异。结论：全外显子组测序等分子遗传检测技术对非典型Stickler综合征I型的病因学诊断具有重要意义,本研究中3 个家系患者均找到遗传学病因,在基因水平确诊非典型Stickler综合征I型。     

两个Waardenburg综合征家系致病基因突变和临床特征分析

目的 分析两个Waardenburg综合征家系中先证者和2例患病家系成员的临床表现和致病基因突变特征。设计 回顾性病例系列。研究对象 2018年北京同仁医院两个Waardenburg综合征家系4例患者。方法 记录两个家系中先证者和患病成员以及可疑患病成员的病史以及毛发和皮肤色素异常的情况，并对先证者和2例患病成员进行详细眼科检查和耳科听力检测。采集先证者、其父母及患病成员的外周血样。对先证者进行Waardenburg综合征的6个已知的致病基因Sanger测序检测，应用多种在线生物信息学分析软件对检出的突变进行致病性预测，并对致病性突变进行家系共分离验证，最后根据美国医学遗传学与基因组学学会致病性分级指南对突变进行分级。主要指标 致病基因突变、眼部及全身色素异常情况、眼底情况、听力。结果 在两个Waardenburg综合征家系中分别检出EDNRB 基因p.G186E和PAX基因p.C70R 两个杂合错义突变，分别导致Waardenburg综合征IV型和Waardenburg综合征I型。两个家系的先证者均有虹膜色素异常、听力差、头发变白和鼻根部宽的表现，但程度和部位有所不同。两个家系内所有确诊或可疑患病的成员均有头发变白或额前白发，而无皮肤色素异常表现。结论 本研究确定了两个Waardenburg综合征家系的致病基因，扩大了PAX3和EDNRB基因突变谱，基因检测是可疑Waardenburg综合征患者鉴别诊断及分型的重要手段。     

共同性外斜视家系和散发患者突变基因分析

目的：报道一个共同性外斜视家系的新发PAX3基因突变。方法：实验研究。选取一个3代6人的共同性外斜视家系,另选择散发患者180例,正常对照组150例。提取家系成员外周血基因组DNA,使用 Illumina Hiseq 4000高通量全外显子组测序平台测序,对测序所得数据进行生物信息分析,筛选出可能的致病候选基因。针对筛选到的候选基因设计引物,在家系成员及散发患者中进行Sanger测序验证突变。结果：全外显子组测序发现PAX3基因的c.G434T突变（p.R145L）可能是共同性外斜视的致病突变。Sanger测序发现家系中2例患者均携带PAX3基因的c.434G>T杂合突变,且突变在家系中与疾病共分离,180例散发患者中有27例检测到此突变,150例正常对照者中均未发现PAX3基因G434T 突变。结论：PAX3基因的c.G434T（p.R145L）突变可能为共同性外斜视的致病突变。     

RPGRIP1基因新突变致Leber先天性黑矇一家系

目的确定1个汉族Leber先天性黑矇(LCA)家系的致病基因突变。方法回顾性研究。2018年10月在河南省立眼科医院就诊的LCA一家系1例患者和3名家系成员纳入研究。详细询问患者病史并行物体注视性质、追随试验、裂隙灯显微镜、散瞳验光、眼底照相及全视野ERG检查;家系成员行BCVA、裂隙灯显微镜联合前置镜、验光、眼底照相及全视野ERG检查。采集先证者及其兄长、父母的外周静脉血5 ml,提取全基因组DNA。应用包含441个致病基因的遗传眼病捕获芯片进行靶向捕获富集高通量测序以获得致病基因及突变。对可疑致病突变位点通过Sanger进行验证,并行生物信息学分析确定基因突变位点的致病性。结果患者表现为自幼不追物但有明显畏光和眼球震颤;双眼眼前节及眼底无异常;全视野ERG检查可见双眼视锥、视杆系统功能严重下降。基因检测结果显示,患者RPGRIP1基因存在c.1635dupA和c.3565C>T两个突变。其中,RPGRIP1 c.1635dupA为新发突变。RPGRIP1基因c.1635dupA和c.3565C>T构成复合杂合突变。生物信息学分析结果显示,c.3565C>T为致病突变,c.1635dupA为可能致病突变。结论RPGRIP1基因新发突变c.1635dupA与c.3565C>T构成复合杂合突变可能是本家系的致病原因。     

OAT mutations and clinical features in two Japanese brothers with gyrate atrophy of the choroid and retina

Background

Gyrate atrophy (GA) of the choroid and retina is an extremely rare inherited chorioretinal dystrophy. Ornithine aminotransferase (OAT) gene mutations are identified in patients with GA. The purpose of this study was to report a novel deletion mutation of the OAT gene and describe clinical features of two brothers with GA in a Japanese family.

Methods

We performed ophthalmic examinations, including best-corrected visual acuity, slit-lamp biomicroscopy, dilated funduscopy, fundus autofluorescence imaging, optical coherence tomography, visual field testing, and full-field electroretinography (ERG). Serum ornithine concentrations and OAT activities were analyzed. Mutation screening of the OAT gene was performed using Sanger sequencing.

Results

Both brothers had compound heterozygous mutations (p.K169DfsX10 and p.R426X), one of which was novel. Their unaffected parents carried one of the mutations heterozygously. An arginine-restricted diet was started in the younger brother at the age of 2 years, while the diet was not initiated in the older brother until the age of 6 years. After more than 15 years of follow-up, the dietary treatment seemed to slow the progression of the chorioretinal lesions in the younger brother. However, when compared at the same age, the younger brother had more reduced ERG amplitudes and constricted visual fields than his older brother.

Conclusions

We identified a novel frameshift mutation (p.K169DfsX10) in the OAT gene. While an early arginine-restricted dietary treatment suppressed the fundus changes of GA to some degree in the younger brother, the efficacy of suppressing the progression of visual function loss could not be clearly determined.     

早发性严重视网膜营养不良一家系TULP1和CNGB1基因突变

目的确定早发性严重视网膜营养不良(EOSRD)一家系的致病基因突变。方法回顾性临床研究。2018年8月于河南省立眼科医院检查确诊的一个汉族EOSRD家系中1例患者及3名家系成员纳入研究。详细采集患者病史后,对受试者行最佳矫正视力(BCVA )、裂隙灯显微镜联合前置镜、眼底彩色照相、频域光相干断层扫描(SD-OCT)及全视野视网膜电图(ff-ERG)检查。采集受试者外周静脉血5 ml,提取全基因组DNA。应用包含441个致病基因的遗传眼病捕获芯片进行靶向捕获富集高通量测序,对明确的致病突变位点进行Sanger测序验证;应用分析软件对突变位点进行生物信息学分析。结果先证者女,6岁,于1岁以后出现双眼夜间视力差。双眼BCVA均为0.1。视盘颜色稍淡;视网膜血管管径稍变细,血管弓外视网膜可见广泛色素改变。SD-OCT检查可见双眼黄斑中心凹处外界膜、椭圆体带及嵌合体带结构欠清、断续;中心凹外可视区神经上皮外丛状层、外核层、外界膜、椭圆体带及嵌合体带逐渐消失,色素上皮层厚度欠均匀。ff-ERG检查,双眼视锥、视杆系统功能严重下降。基因检测结果显示,先证者Tubby样蛋白1 (TULP1)基因存在c.921C>A纯合突变,环核苷酸门控通道β1 (CNGB1)基因存在c.3121C>T、c.3488G>A复合杂合突变。氨基酸保守性分析结果显示,上述3个突变位点在多个物种中均高度保守。生物信息学分析结果显示,TULP1基因c.921C>A (p.Cys307*)在蛋白质保守区出现翻译终止,CNGB1基因c.3121C>T (p.Arg1041Trp)、c.3488G>A (p.Gly1163Glu)在蛋白质保守区出现氨基酸极性变化,导致蛋白质空间结构产生较大改变。结论 TULP1基因c.921C>A纯合突变、CNGB1基因c.3121C>T和c.3488G>A复合杂合突变为该EOSRD家系的突变位点。     

一个X连锁显性遗传Nance-Horan综合征家系致病突变的遗传学研究

目的对中国东北辽宁地区一个三代后极性先天性白内障合并小眼球小角膜家系进行致病变异筛查,为临床明确诊断及遗传咨询提供必要的遗传学依据。 方法2017年4月采集该家系中2例患者和1例正常对照者的外周静脉血,提取基因组脱氧核糖核酸,对先证者进行眼部检查。通过MiSeq测序平台对4813个临床疾病相关基因进行高通量测序,寻找致病变异位点。 结果该家系表现为后极性先天性白内障伴有小眼球小角膜,呈X连锁显性遗传。对家系中3个成员基因组脱氧核糖核酸进行测序,发现家系内患者携带X染色体NHS基因无义突变(NHS c．742C>T,p.R248^*),该突变在家系中与疾病表型共分离。通过查询人类基因突变数据库,该突变为Nance-Horan综合征致病突变,患者临床表现与该综合征相符。 结论该家系诊断为Nance-Horan综合征,NHS基因c.742C>T(p.R248^*)突变是该家系的致病变异。     

应用新一代目标区域捕获测序揭示视网膜色素变性患者的EYS基因突变

目的应用新一代测序技术研究一例散发视网膜色素变性（RP）患者的致病基因突变位点及其临床表型。方法实验研究。 收集一散发的RP家系,共3名家庭成员参与研究。其中1名患者,2名正常家属。采集3 ml外周静脉血,提取基因组DNA,运用目标区域捕获测序技术来筛查目前已报道的201个遗传性视网膜疾病的致病基因,测序结果运用生物信息学分析得到候选基因,最后用Sanger测序验证。结果临床检查结果显示患者呈现典型的RP临床症状。遗传学筛查结果证实患者在EYS基因上存在2个复合杂合突变：1个杂合的错义突变（c.6416G>A,p.C2139Y）,1个杂合的无义突变（c.8012T>A,p.L2671X）。Sanger测序结果证实为阳性并且分别遗传自父亲母亲,为常染色体隐性遗传。EYS基因被报道为RP的主要致病基因之一。结论本例患者的EYS基因存在2个杂合突变,是导致RP的致病原因。     

Multimodal characterization of a novel mutation causing vitamin B6-responsive gyrate atrophy

Purpose: Gyrate atrophy (GA) is a rare chorioretinal degeneration that results in the deterioration of night and peripheral vision, eventually leading to blindness. The disorder is caused by mutations in the gene encoding ornithine aminotransferase (OAT), causing increased levels of plasma ornithine. Treatment revolves around lowering plasma ornithine levels, with vitamin B6 supplementation being the preferred treatment. Nevertheless, most patients do not respond to this therapy. Here, we report a rare case of vitamin B6-responsive GA caused by a novel mutation in OAT and characterize the presentation with multimodal imaging.

Methods: This is a single-patient case report with a clinical diagnosis based on history, multimodal retinal imaging, laboratory findings, and DNA sequencing analysis. We include a 3D structure prediction of the novel mutant protein.

Results: DNA sequencing analysis demonstrated that there is a homozygous, novel variant c.473A>C: p.Y158S in OAT. Upon undergoing two weeks of vitamin B6 supplementation, the patient exhibited a 28.5% reduction in plasma ornithine levels. In a follow-up visit two years later, plasma ornithine levels were reduced by 24.1% from the levels at initial presentation and disease progression was retarded based on clinical findings.

Conclusion: One novel homozygous missense mutation in OAT was identified and considered to be pathogenic in a patient with GA. The response for the vitamin B6 supplementation was positive, which is rare in all the GA cases reported in the literature. Our data suggests that further studies regarding the relationship between genotype and responsiveness to vitamin B6 should be conducted.     

中国北方一先天性白内障家系GJA8基因新突变

目的　对一个中国先天性白内障家系进行分子遗传学研究，并分析其基因型与表型相关性。方法　对该家系采集详细的病历资料，并进行全面的眼科检查，采集外周血并提取DNA。用二代测序方法对可能致病基因进行测序，对发现的变异通过Sanger测序法进行DNA序列分析。结果　在先证者的GJA8基因第二外显子中发现了一个杂合错义突变［c.199G>T］(p.Asp67Tyr)，这一突变也存在于该家系的其他白内障成员中，在正常亲属中未发现相同改变。该家系先证者IV2表现为双眼晶状体全白色混浊，其母III3表现为双眼点状晶状体混浊。结论　在一个中国先天性白内障家系中，发现GJA8基因新致病突变（c.199G>T），拓宽了GJA8基因的突变谱，有助于加深对先天性白内障发病机制的认识。