MEFV基因的新發突變導致周期性發熱

袁 超,喻 昕

(肇慶醫學高等?？茖W校 科研實驗中心,廣東 肇慶 526020)

周期性發熱-阿弗他口炎-咽炎-淋巴結炎(PFAPA)綜合征是兒童期最常見的自身炎癥性疾病之一,典型的臨床癥狀為高燒(>38 ℃),且無上呼吸道感染的情況,發熱時至少伴有口腔炎、咽炎、淋巴結炎3種癥狀中的一種。發熱通常持續2～8 d,每3～8周發作一次,周期性發熱至少持續6個月以上?；颊咴趦纱伟l病間期無癥狀,且生長發育正常,其它可能出現的癥狀包括腹痛、關節痛等。該疾病常見于5歲以下的兒童,但也有成年人患病的報道。

PFAPA綜合征以散發為主,主要呈常染色體顯性遺傳。雖然PFAPA綜合征具體的發病機制尚未明確,但其它以發熱為主要表型的自身炎癥性疾病,包括家族性地中海熱、甲羥戊酸激酶缺乏癥、腫瘤壞死因子受體相關周期性綜合征、Cryopyrin相關周期性綜合征,均表現出單基因突變致病。因此,遺傳因素也參與PFAPA綜合征的發病,與該疾病相關的致病基因可能包括MEFV、NLPR3、TNFRSF1A、NOD2、MVK。

本研究收集了1例診斷為PFAPA綜合征的患者,遺傳分析發現了MEFV基因的一個新的突變(c.334G>A,p.E112Q);患者攜帶該位點的雜合突變,而患者父母均不攜帶該突變,該突變為一個新發突變。本研究擴展了PFAPA綜合征的突變譜。

1 材料和方法

1.1 血液基因組提取

獲取知情同意書后,使用EDTA抗凝管采集患者及家屬外周血。提取基因組DNA時,將血液轉移至離心管并加入紅細胞裂解液(Solarbio,中國),充分裂解紅細胞后離心收集白細胞,并加入白細胞裂解液(百奧萊博,中國),60 ℃水浴2 h,以3∶1體積比加入乙酸鉀溶液(Solarbio,中國)并顛倒混勻。離心收集上清液,使用異丙醇(國藥集團,中國)沉淀DNA,并使用75%乙醇清洗DNA 3次。室溫放置10 min,DNA充分干燥后,加入Buffer TE(Cwbio,中國),并于50 ℃干浴1 h,振蕩混勻后于-80 ℃條件下保存備用。

1.2 全外顯子組測序

患者的基因組DNA使用SureSelect試劑盒(Agilent Technologies,美國)進行文庫制備以及外顯子捕獲;使用HiSeq2000測序儀(Illumina,美國)進行全外顯子組測序。測序結果經過濾去除接頭讀長、低質量讀長、同義突變以及SNP后,使用NCBI CCDS、RefSeq、Ensembl和Encode數據庫對剩余突變進行注釋。

1.3 Sanger測序

使用Sanger測序對全外顯子組測序測得的突變進行驗證。PCR反應在含有20 ng人類基因組DNA的標準PCR緩沖液(50 μL)中進行。使用正向引物(5'-CGCGCCCGGCCCGTTGTTTT-3')和反向引物(5'-CGCCCCCCGCCAGCCCCT-3')對MEFV基因的突變位點進行擴增。PCR的擴增產物使用Cwbio凝膠提取試劑盒(Cwbio,中國)進行純化,使用BigDye Terminator Cycle Sequencing試劑盒(Applied Biosystems,美國)進行單鏈擴增,使用ABI 3500遺傳分析儀(Applied Biosystems,美國)進行Sanger測序。

2 結果

2.1 病例描述

患者為23月齡的男孩,在11月齡后開始出現周期性發熱,每次發熱持續4～5 d,每次間隔3～5周。每次發熱時,紅細胞沉降率(ESR)、C反應蛋白(CRP)指標升高,并伴有咽炎、扁桃體腫大化膿、淋巴結腫大,無其它臨床癥狀,發熱間期恢復正常?；颊吒改笩o異常,否認有家族史?；颊弑辉\斷為周期性發熱-阿弗他口炎-咽炎-淋巴結炎(PFAPA)綜合征。

2.2 遺傳分析

患者遺傳家系圖譜如圖1所示。對患者的全外顯子組測序結果進行分析,發現PFAPA綜合征可能的致病基因中僅MEFV基因發生了突變(c.334G>A, p.E112Q)。該突變位于MEFV基因的2號外顯子,且尚未見報道,是MEFV基因的一個新的突變。Sanger測序結果(如圖2所示)表明,患者攜帶該位點的雜合突變,而患者父母均不攜帶該突變,說明c.334G>A是一個新發突變。使用HomoloGene數據庫(www.ncbi.nlm.nih.gov/homologene/)對突變的保守性進行分析,不同物種MEFV蛋白的氨基酸序列如圖3所示。由圖3可知,p.E112位點在不同物種中高度保守,提示該位點可能對MEFV編碼的蛋白功能具有重要影響。

圖1 患者遺傳家系圖譜

圖2 Sanger測序結果

圖3 不同物種MEFV蛋白的氨基酸序列

3 討論

自身炎癥性疾病(Autoinflammatory Diseases,AIDs)是由于固有免疫系統缺陷或失調引起的炎癥反應疾病。根據最新的免疫出生錯誤分類,AIDs可分為I型干擾素病、炎癥小體病、非炎癥小體相關疾病3大類。AIDs種類多,臨床診斷需要參照對應的診斷標準。然而,由于目前對疾病的認識尚不夠充分,導致了同一疾病在不同的標準中的診斷指標不盡相同,因此,對于高度懷疑的病例,需要通過基因檢測進一步進行確診。家族性地中海熱(Familial Mediterranean Fever,FMF)和PFAPA綜合征均是以發熱為主要表型的炎癥小體病。MEFV基因突變既可能導致FMF,也可能導致PFAPA綜合征。然而,FMF的主要表型是反復發熱以及漿膜炎,發熱持續1～3 d,通常伴有腹痛。本研究發現的病例發熱持續時間為4～5 d,不伴有漿膜炎,但每次發熱伴有咽炎、扁桃體腫大化膿、淋巴結腫大,符合PFAPA綜合征的臨床特征,而不符合FMF的臨床特征,因此被診斷為PFAPA綜合征。

MEFV基因編碼Pyrin蛋白。Pyrin蛋白是一種炎癥小體蛋白,是先天免疫的感受器,主要定位在粒細胞、單核細胞和樹突狀細胞,感知各種細菌毒素對宿主細胞Rho GTPases的修飾和失活,在抗細菌天然免疫中發揮重要作用。病原體可以通過調節Rho GTPase的活性來抑制宿主的免疫反應。Pyrin蛋白特異性地感知RhoA小G蛋白的活性變化。在正常的生理狀態下,RhoA與絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶PKN1和PKN2結合,激活的RhoA會通過PKN介導的磷酸化來抑制Pyrin蛋白的活性。病原體感染會下調RhoA活性,并導致Pyrin蛋白活性升高;而MEFV基因的致病突變在沒有病原體感染的情況下,會導致Pyrin蛋白活性升高,介導促炎性細胞因子釋放,并導致自身炎癥性疾病。

MEFV基因突變多見于FMF患者,然而,越來越多的報道表明,PFAPA綜合征的患者也攜帶MEFV基因的突變。Cazeneuve等[1]對6名猶太血統的PFAPA綜合征患者進行測序,發現1名患者攜帶M694V突變;Padeh等[2]對28名阿拉伯和猶太血統的PFAPA綜合征患者進行測序,發現6名患者攜帶M694V雜合突變。然而,這些突變在對應遺傳背景中的正常人中的突變頻率也較高。因此,這些報道的研究者認為這些突變可能和PFAPA綜合征無關。但是,也有研究表明,PFAPA患者攜帶的這些MEFV基因突變的頻率遠高于正常人群中的基因突變頻率。在健康的土耳其人中,M694V、E148Q、V726A、M680I、M694I的突變頻率分別為3%、12%、2%、5%、0%。Gül?in等[3]對157名土耳其PFAPA患者的MEFV基因的這5個位點進行測序,在46名患者中發現了雜合突變,19名攜帶M694V突變,16名攜帶E148Q突變,7名攜帶V726A突變,3名攜帶M680I突變,1名攜帶K695R突變;沒有患者攜帶純合突變。Efrat等[4]對57名以色列PFAPA患者的MEFV基因的這5個位點也進行了測序,發現16名患者攜帶雜合突變,包括9名攜帶M694V突變,5名攜帶V726A突變,2名攜帶E148Q突變。Seyed等[5]對44名伊朗PFAPA綜合征患者進行遺傳分析,發現16名患者攜帶MEFV基因突變,包括13名患者攜帶E148Q的雜合突變,2名患者攜帶P369S/R480Q的復合雜合突變,1名患者攜帶R761H雜合突變。這些結果表明,MEFV基因的突變不僅僅和遺傳背景有關,很可能也參與了PFAPA綜合征的發病。

其他人種中的MEFV基因的突變也可以導致PFAPA綜合征。Taniuchi等[6]對20名日本PFAPA綜合征患者進行分析,13名患者攜帶MEFV基因雜合突變,包括11名患者攜帶E148Q的雜合突變或包含該位點的復合雜合突變,1名患者攜帶R202Q的雜合突變,1名患者攜帶P115R的突變;E148Q的突變頻率(44%)顯著高于健康人(13%)。1例成年發作的PFAPA綜合征患者也攜帶MEFV基因的E148Q雜合突變[7]。余婷婷等[8]對9名中國的PFAPA綜合征患者進行遺傳分析,發現4名患者均攜帶MEFV基因的E148Q雜合突變。和不攜帶MEFV基因突變的患者相比,攜帶MEFV基因突變的患者發熱持續時間更短,口腔潰瘍的頻率也更低[6]。本研究發現的PFAPA綜合征患者攜帶MEFV基因E112Q雜合突變。該突變在不同人群中的突變頻率均小于0.01,并且該位點在進化中高度保守。因此,患者的表型可能是由于該位點發生了突變,影響了Pyrin蛋白功能所導致。

總之,本研究發現了MEFV基因的一個新發突變(c.334G>A,p.E112Q),擴展了PFAPA綜合征的突變譜,進一步明確了MEFV基因的突變會導致PFAPA綜合征,增強了對PFAPA綜合征的認識,有助于該疾病在臨床上的確診。