常染色体显性多囊肾基因突变研究进展

[基金项目]山东省自然科学基金资助项目(Y 2002C 12)。

?综述与讲座?

常染色体显性多囊肾基因突变研究进展

刘　征,丁克家

(山东省立医院,山东济南250021)

[关键词]　遗传性疾病;多囊肾疾病;基因突变

[中图分类号]　R 69211 [文献标识码]　A [文章编号]　10022266X (2006)2120090202

常染色体显性多囊肾病(AD PKD ),又称成人型多囊肾病。据国外文献报道,到60岁时大约有50%的患者出现终末期肾衰竭。该病为单基因遗传病,存在遗传异质性。目前已知的引起该病的突变基因可能有3个,分别为PKD 1基因、

PKD 2基因、PKD 3基因。其中85%患者由PKD 1基因突变引

起[1],约15%患者由PKD 2基因突变引起。PKD 3基因由于少见,研究不多,故至今尚未定位克隆。

1　PKD 1基因

PKD 1基因定位在第16号染色体短臂1区3带3亚带(16p 1313),总跨度约53kb ,由46个外显子组成,其转录的mRNA 长度1411kb ,编码的多囊蛋白产物称为PC 1。PKD 1

基因的近端区域(16p 1311)含有三个同源基因位点(H G 2A 、

H G 2B 和H G 2C ),与PKD 1基因同源性极高。PKD 1基因的35

～46外显子为单拷贝区,1～34外显子由于存在同源基因出现3次核苷酸重复,这给基因测序和突变检测带来了极大困难。为此,不同实验室采用了多种不同方法,包括蛋白截断实验(PT T )、变性梯度凝胶电泳(D GGE )、单链构象多态性分析

(SSCP )、高压液相色谱法(DH PL C )及直接测序法。每种方法

各有利弊,PT T 无法检测没有造成蛋白异常终止的错义突变;D GGE 由于需要在电泳前在产物两次加上一对GC “夹子”,增加了操作难度;SSCP 虽然简便,但存在5%～30%的漏检率;DH PL C 需要专门的仪器设备;直接测序虽然检出率较高,但花费较大。

目前为止,共发现突变288个,其中77个错义突变

(2617%)、68个无义突变(2316%)、86个缺失突变(2919%)、29个插入突变(1010%)、25个剪接突变(817%)、3个复合突

变(1%)。PKD 1基因没有明显的突变热点,单拷贝区89个,多拷贝区199个,虽然多拷贝区突变数是单拷贝区的2倍,但由于其长度是单拷贝区的4倍,因此其突变发生率仍较单拷贝区低,其原因可能是由于单拷贝区检测的研究开展较多的原因,有70%以上的文献单独或同时检测单拷贝区。在46个外显子中,第3、9、14、30、33外显子从未检测到突变,其原因不明。同时,在PKD 1基因上存在一定突变温区,其中外显子

15上检测到59个突变,占总突变数的2015%;外显子23发

现20个突变,占总突变数的619%;外显子44～46共发现39个突变,占突变总数1315%。大部分突变都只在单一家系内发现,但有31个突变在不同家系出现,其中Q 4041X

(12259C 2T )在7篇不同国家的文献中被发现,其原因可能是

该序列为GCCTA GGCCCA ,由于存在非完全匹配的重复序列GCCTA 和GCCCA ,易导致滑脱错配引起突变。而

Q 4010X (12239C 2T )被发现5次[1～5],Q 4124X (12508C 2T )出

现4次[2,4,6,7]。以上3个多次出现的突变均出现在外显子44～45。

2　PKD 2基因

PKD 2基因定位于第4号染色体长臂2区2带到2区3

带(4q 22223),长度68kb ,由15个外显子组成,转录的mRNA 长度514kb ,编码的多囊蛋白产物称为PC 2。虽然其外显子1的GC 含量很丰富,给扩增带来一定困难,但由于没有同源序列且长度较短,因此很多研究已经对其全长进行了检测,最常用的检测方法为单链构象多态性分析(SSCP )与异源双链分析。目前为止,已发现突变72个,其中3个错义突变(411%)、

24个无义突变(3313%)、24个缺失突变(3313%)、10个插入

突变(1319%)、9个剪接突变(1215%)、2个复合突变

(218%)。PKD 2基因也没有突变热点。所有研究中未发现外

显子3、9、15突变,而外显子4、5、6区域虽然只占全长的

2412%,却分布了4013%的突变(29 72),具体原因不明。同

样,大部分突变都只在单一家系内发现,只有R 417X 、R 464X 、

Y 762X 、R 845X 、1335in s 4、1443delT 、2152del A 、I V S 5+1G 2A ,

分别在不同文献或不同家系重复出现。

3　基因突变与表现型联系

研究发现,PKD 2基因突变所致疾病的严重程度较PKD 1轻,出现症状的年龄要比PKD 1型晚10～20a ,平均在65～

70岁发病。而且,有些PKD 2型患者终生不发病,因此部分研

究认为其发病率可能要高于现在的估计[8]。Ro ssetti 等[9]对

80个家族的324例多囊肾患者进行的研究,发现进入肾功能

衰竭期的年龄与性别无关,与突变位点有关而与突变类型无关,研究发现致病突变在5′端的患者症状要比在3′端重,进入终末期肾衰竭的平均年龄分别为53、56岁(P =01025),

9山东医药2006年第46卷第21期

在60岁时肾功能良好率分别是1819%、3917%。Pei等对PKD2基因的突变位点与患者进入肾功能衰竭期的年龄进行了研究,结果发现突变位点、类型均与疾病的临床表现无关,致病突变在5′端患者的症状与在3′端者差别无统计学意义。但H ateboer等[10]的研究得出了不同的结论,认为进入肾衰的年龄与突变位点没有明确的联系,但对于其他症状如高血压、血尿、肾结石及尿路感染存在一定影响。

多囊肾的另一个显著特点是遗传异质性。不同家族间,不同患者的临床表现均存在较大差异。H ateboer等[11]对10个南威尔士的PKD1大家系进行研究,发现不同家族在生存率、肾功能稳定时间及高血压的发病率上均有显著性差异。而PKD2型也表现出同样的遗传异质性,提示多囊蛋白1和多囊蛋白2均存在多个功能区域,并不是所有的基因突变均导致全部编码产物的失活,可能只是影响多囊蛋白的部分功能。

随着“二次打击”模型的提出,尽管还存在争议,但至少可部分解释家族间的遗传异质性。随着研究的深入,人们发现囊肿的形成除需要基因突变外,还需要体细胞突变甚至其他因素。此外,除了PKD基因,还存在其他基因影响着疾病的进程。由于其与肿瘤的形成较类似,也有人称其为伪装的瘤。

总之,随着对多囊肾病分子和细胞水平的研究,以及动物模型研究的进展,该病的病理生理和发病机制日益明朗。随着更多调节基因的发现,可能会找到新的方法阻止囊肿形成。

[参考文献]

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(收稿日期:2006203209)

?临床札记?

丁卡因尿道黏膜麻醉下行导尿术

死亡1例

荆友科1,荆　涛2,孙家良1

(1淄博市第八人民医院,山东淄博255026;

2青岛大学医学院附属医院)

患者男,70岁,因下腹胀痛、排尿困难半天,因前列腺增生并急性尿潴留、冠心病、胃癌术后,于2004年12月10日收入院。查体:T3816℃,体重50kg。心肺未及明显异常。耻骨上膀胱区膨隆,叩诊呈浊音,浊音区达脐下一横指,有明显压痛。直肠指诊:前列腺体积增大,中央沟消失,质地中等硬度,表面光滑,边缘清楚,指套无血染。B超示前列腺体积约515 c m×410c m×318c m。即予常规导尿,F14双腔气囊导尿管插入困难,注入石蜡油及用钢丝支架均不能导入,导管头部见少许血迹。经患者同意,即予尿道扩张器扩张,5号半扩张器通过顺利,6号不能通过,遂于尿道内注入1%丁卡因溶液10m l (100m g)行黏膜表面麻醉。2m in后患者突然全身抽搐,呼吸心跳骤停。即予心肺复苏术等抢救,40m in后死亡。

讨论:前列腺增生并急性尿潴留大多采用导尿术,确有困难时,可行膀胱穿刺造瘘术。丁卡因尿道黏膜表面麻醉一次限量为40～60m g。本例死亡可能因尿道黏膜损伤下注入丁卡因,使其快速、超量吸收入血而引起中枢神经系统及循环系统症状所致。此类死亡病例较少见。为了防止意外发生,建议用药期间监测呼吸和循环系统功能状态,严格掌握用量,对年老体弱、肝功不全患者减量使用,尤对皮肤或黏膜表面损伤、感染严重的部位慎用。

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山东医药2006年第46卷第21期