WAS基因c.1339-12T>A 新發變異及表達分析

何 蕊,高變變,裴利國,3,黃 蕾,許曉雪,趙君利,劉春蓮,3

濕疹血小板減少伴免疫缺陷綜合征(WAS)是一種罕見的X連鎖隱性遺傳病,女性攜帶基因,男性發病[1]。以濕疹、血小板減少和免疫缺陷為臨床表現[2],易患自身免疫病和惡性腫瘤,人群中發病率約為1/10萬至1/100萬,多于六個月以內的嬰兒期起病,目前研究認為,該疾病是由在造血細胞中表達的WAS基因變異引起的[3]。WAS位于Xp11.22-p11.23,編碼一種WAS蛋白(WASp),WASp表達變化將影響淋巴細胞、血小板內信號轉導和細胞骨架組合,從而影響血小板生成、聚集和淋巴細胞遷移等功能[4]。本研究篩選并驗證該WAS家系的致病基因位點,為疾病臨床診斷、遺傳咨詢及PGT治療提供依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2021年2月就診于寧夏醫科大學總醫院生殖醫學中心遺傳門診的一例WAS家系,見圖1(封二)。咨詢者(Ⅱ2)曾生育2個男孩,均在1歲左右不幸夭折,以反復面色蒼白、皮膚黏膜出血為主要臨床表現,多次血常規提示貧血、血小板減少,額部可見散在濕疹,臨床確診WAS綜合征,無近親結婚。咨詢者哥哥(Ⅱ4)在四歲因流鼻血去世,其弟弟、妹妹均正常,咨詢者父母表型均正常。

1.2 方法

1.2.1 外周血RNA提取及cDNA擴增 采集外周靜脈血3～5mL,2%乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)抗凝,采用血液/組織/細胞總RNA提取試劑盒,提取咨詢者及其父母三人樣本RNA,進行反轉錄得到cDNA。

1.2.2 全外顯子測序 采用靶向捕獲技術+高通量測序技術檢測人類基因組中約2萬個基因的外顯子區域以及上下游20bp信息(本檢測由貝康醫學檢驗實驗室完成)。

1.2.3 引物設計及RT-PCR 根據全外顯子測序 結果發現一個變異位點,位于該轉錄本內含子10號上,屬于非經典剪切變異,可能造成11號外顯子跳躍性剪接異常,或形成內含子10號插入的異常轉錄本,見圖2(封二)。通過RT-PCR、電泳和Sanger測序驗證該剪切位點變異是否導致轉錄本剪接異常。上下游引物分別位于10號外顯子和12號外顯子,擴增產物長度568bp。

1.2.3.1 Exon10F GCCATCTCGAGGAGGGAACC。

1.2.3.2 Exon12R TAACTCAGCCACTCAGTCATCC。

1.2.3.3 對RT-PCR產物進行瓊脂糖凝膠電泳 觀察電泳條帶,理論上變異樣本RT-PCR產物產生2條電泳條帶,分別為568bp及453bp。用正常樣本作為對照,得到1條電泳條帶,為568bp。

1.2.4 家系變異位點的Sanger測序 對RT-PCR產物切膠回收,利用ABI 3730一代測序儀對產物分別進行Sanger測序,并分析測序結果。

2 結果

2.1 全外顯子測序結果 WAS在轉錄本NM_000377.2中包含12個外顯子,編碼502個氨基酸,檢測出WAS c.1339-12T>A雜合變異,位于X染色體的內含子10,該變異在ClinVar數據和HGMD數據庫中暫無記錄,見表1。

表1 WAS c.1339-12T>A變異基本情況一覽表

2.2 瓊脂糖凝膠電泳圖 對RT-PCR產物進行瓊脂糖凝膠電泳,驗證樣本和對照樣本均只有1條電泳條帶,見圖3(目次后)。

2.3 基因測序結果 家系中咨詢者和其母親均檢測出WAS基因c.1339-12T>A雜合變異,經分析發現,Ⅱ2母親樣本(Ⅰ2)c.133912T>A的變異導致了內含子10號的10個堿基(CCTGCTGCAG)的保留。Ⅱ2的一條鏈也出現了10個堿基(CCTGCTGCAG)的保留,推測其遺傳自母親,見圖4(目次后)。

2.4 NGS測序驗證異常轉錄本情況 正常轉錄本和異常轉錄本reads,見表2。NM_000377.2:c.133912T>A的變異會導致10bp的內含子,產生異常轉錄本,轉錄水平NGS結果和Sanger測序結果一致。

表2 正常轉錄本和異常轉錄本reads統計

2.5 WAS基因表達水平分析 熒光定量檢測結果顯示,與正常女性對照相比,待測樣本的WAS基因表達水平差異無統計學意義,相對表達量均值分別為0.87、0.65及0.93。咨詢者與其母親的WAS基因整體表達水平正常,該結果提示異常轉錄本低水平可能不是樣本mRNA降解所致。

3 討論

WAS基因位于Xp11.22-p11.23,其編碼一種含502個氨基酸的WAS蛋白(WASp)。WASp是細胞骨架肌動蛋白的關鍵調節因子,主要表達在造血細胞中,可調節T細胞、B細胞、NK細胞、樹突狀細胞及血小板等的功能[4]。WAS基因變異導致WASp表達減低甚至缺失是WAS的主要發病機制,且臨床表現隨年齡的增加而加重。本研究中2例患兒均于1歲左右發病,Jiang等人通過對中國5個散發WAS家系分析,患兒發病年齡在1天至17個月,這與其他文獻報道發病年齡多在6個月內相一致[5]。

WAS基因變異類型不同會導致WASp結構域發生不同的構象改變[6],造成不同的臨床表現,因此WAS基因變異類型與WASp表達情況與臨床表現關系密切[7]。目前,國內外已報道400多種WAS基因變異,其中位于168C >T(T45M)、290C >N/291G >N(R86C/H/L)、IVS6+5G >A者,WASp表達減低,臨床癥狀相對輕微,多表現為X-連鎖血小板減少癥;當變異位于665C >T(R211X)、IVS8+1G >N及IVS8+1-+6del GTGA時,臨床癥狀較重,表現為典型WAS[8-9],出現血小板減少三聯征、反復感染和濕疹,常伴有免疫疾病和惡性腫瘤的風險增加[5]。有研究顯示,WAS基因變異最常見的是錯義突變,其次是剪接突變、缺失和無義突變。錯義突變主要位于外顯子1-4,其余變異位于外顯子7-11[10]。本研究中受檢者和其母親此次檢測出WAS基因c.1339-12T>A雜合變異,位于內含子10,該變異屬于非經典剪切變異,可能造成11號外顯子跳躍性剪接異常,或形成內含子10插入的異常轉錄本,造成移碼變異,且編碼的蛋白形成多3個氨基酸的產物,導致蛋白結構出現異常,正常WASp表達減低,目前尚無該變異的相關報道。

由于WAS基因c.1339-12T>A經評估為臨床意義未明變異,患兒的母親及外婆均為WAS c.1339-12T>A攜帶者,并且都沒有臨床表現,由于X染色體非隨機失活,攜帶者的WASp表達一般不受影響。Jiang等人發現4例患者的母親是攜帶者,其中一位為部分WASp表達[5]。結合2例幼兒相似的發病情況和臨床表現,本研究進行定量PCR檢測WAS的表達水平,Ⅱ2的異常轉錄本變異占比約10.64%,其母親為4.56%,經過轉錄水平相對定量排除了樣本降解導致的轉錄水平低的可能性。轉錄水平檢測到的異常轉錄本其比例較低,可能是女性X染色體存在失活現象,如果發生非隨機性失活,可能導致變異所在的染色體失活。目前有多個研究中報道攜帶WAS基因變異的家系中,有部分女性攜帶者因為變異所在X染色體失活產生WAS表型,而同一個家系中女性表現出不同比例的X染色體失活[11-12]。本研究中Ⅱ2及其母親的異常轉錄本變異占比較低,這可能是她們沒有出現臨床癥狀的原因,結合其曾生育2男孩均臨床確診WAS綜合征,提升證據該變異位點為有害變異?？紤]到咨詢者目前尚無健康后代,建議其行PGT技術進行輔助生育助孕。