遺傳性耳聾相關基因研究進展

孫亮

（海南省人民醫院耳鼻喉科，海南海口570311）

遺傳性耳聾相關基因研究進展

孫亮

（海南省人民醫院耳鼻喉科，海南海口570311）

遺傳性耳聾是臨床上常見的遺傳性疾病之一，可導致患者長期的聽力下降，嚴重影響著人類的健康。遺傳性耳聾是由于基因和染色體異常所致的耳聾，臨床上檢測遺傳性耳聾的基因對于遺傳咨詢、生育聾兒風險率評估、產前診斷以及開展人工耳蝸植入手術治療等均可提供重要的指導作用。目前，引起遺傳性耳聾的基因多種多樣，其又具有人種及地區的特異性，本文將幾種在我國常見的耳聾基因及突變熱點在遺傳性耳聾發病中的作用分別進行綜述。

遺傳性耳聾；基因；進展

據統計，新生兒中耳聾的發病率為1‰[1]，其中大約一半的耳聾與遺傳因素相關[2-3]。而在遺傳性耳聾中，大約70%的患者為非綜合征型耳聾（Nonsyndromic hearing impairment，NSHI）[2]，即不伴有其他系統疾病；30%為綜合征型耳聾（Syndromic hearing impairment，SHI），即該類型的患者除了聽力下降的表現外，常常還伴有其他系統疾病的表現。非綜合性耳聾又可根據其遺傳方式，分為常染色體隱性遺傳（臨床上多為語前性耳聾）和常染色體顯性遺傳（臨床上多為語后性耳聾），所占比例分別為75%～85%、15%～24%，其余的則為X連鎖遺傳[2]。

在臨床工作中，進行相關遺傳性耳聾基因的檢測對于遺傳性耳聾的產前診斷與基因檢測至關重要。在我國，常見的耳聾相關基因及突變熱點包括GIB2、(35delG、176del16bP、235delC及299-300delAT)，GJB3 (538C＞T及547G＞A)、SLC26A4(IVS7-2A＞G、2168A＞G）和線粒體DNA12SrRNA(A1555G），本文將分別綜述幾種遺傳性耳聾基因在新生兒耳聾發病中的作用。

1 GJB2

GJB2基因（編碼縫隙連接蛋白26的基因）定位于13q11-q12上，于1993年首次被克隆，該DNA全長4 804 bp，編碼區為678 bp，有兩個外顯子，第二外顯子含有編碼蛋白的全部序列[4]。GJB2基因其主要生物學功能為編碼縫隙連接蛋白26，并與相鄰的縫隙連接蛋白組成一個完整的通道，該通道對于細胞間物質的交換和信息的傳遞有著重要的作用[5]。據文獻報道，該基因在人類的耳蝸毛細胞中高表達，若GJB2基因編碼區域發生突變，產生了沒有生物活性的蛋白質，影響了縫隙連接蛋白所組成通道的正常功能，導致細胞間信息的傳遞受到阻礙，使細胞外鉀離子回流受到影響，鉀離子濃度發生改變，使得Corti氏器呈高鉀狀態，呈鉀中毒，進而影響了耳蝸毛細胞的電生理活動，從而導致聽力下降[6]。此外，還有學者提出[7]，GJB2基因除了影響縫隙連接蛋白的功能，導致聽力下降外，還可能影響影響了細胞間鈣離子和三磷酸肌醇(IP3)的信息傳遞，而這些信息傳遞對于聽覺系統正常生理功能的維持是十分重要的。

現有的研究表明，GJB2基因突變具有人種差異，各種族之間GJB2基因的突變具有不同的特異性[8]。土耳其、北歐、高加索和美國等區域其遺傳性非綜合征耳聾患者中，GJB2基因突變主要為30～35delG突變；而在猶太人群中，GJB2最常見的突變為167delT突變，占該區域遺傳性非綜合性耳聾患者的53%；在日本[9]，多數由235delC突變引起，其突變率可達73%；而在我國，目前的數據表明[10-11]，12.2%～33%的先天性感音神經性聾主要由GJB2基因導致，突變的主要方式為235delC，GJB2基因突變是導致兒童遺傳性聾的主要原因。GJB2基因的突變分為致病性突變（即該位點發生突變，將導致遺傳性耳聾的發生）與多態性改變（即該位點發生突變，并不直接導致遺傳性耳聾的發生，但可與其他位點的突變或是其他致聾因素一并導致遺傳性耳聾的發生）。

1.1 GJB2基因的致病性突變

1.1.1 GJB2基因235delC突變在我國，常見的GJB2基因突變的位點為235delC突變[10]，其發病機制為GJB2編碼區的第235位點堿基C的純合性缺失，使遺傳密碼發生移碼突變，最終產生無功能的縫隙連接蛋白，這種無功能的蛋白會降低縫隙連接的通透性，影響通道的正常開閉，使鉀離子回流進入內淋巴液的循環受到影響，導致耳蝸Corti器的鉀中毒，從而引起遺傳性耳聾。正是由于GJB2基因235delC在我國遺傳性耳聾的致聾病因中所占比例較大，而其編碼區片段又較短小(678 bp)，故適宜進行基因篩查和基因診斷，為臨床上遺傳性耳聾的患者提供準確的基因診斷。

1.1.2 GJB2基因176～191del16突變GJB2基因176～191del16突變為該基因176～191位點缺失16個堿基，導致密碼子59～76的移碼改變，使終止密碼子提前，產生無功能的蛋白質，這種無功能的蛋白質同樣改變了耳蝸內縫隙連接蛋白的通透性，最終導致遺傳性耳聾的發生。

1.1.3 GJB2基因299～300delAT突變GJB2基因299～300delAT突變為該基因299～300位點缺失A、T 2個堿基，該位點的純合突變可導致終止密碼子提前，使翻譯的多肽比野生型的少了114個氨基酸，所產生的多肽無生物學活性，最終在生物學上導致了遺傳性耳聾的發生。

1.2 GJB2基因多態性分析

1.2.1 109G＞AGJB2基因109G＞A突變為該基因的109位點上的堿基由G突變為A，這種點突變將導致其編碼氨基酸發生變化（纈氨酸變為異亮氨酸），目前，國內外學者們對于GJB2基因的109位點堿基G突變為堿基A是否可直接導致遺傳性耳聾的發生，尚存在不同的看法。Kelley等[12]在1998年進行了一項實驗，在正常人群中檢測到了109G＞A突變，故認為這種突變為多態性改變，并不會直接導致遺傳性耳聾的發生；而日本學者Abe等[13]的研究結果中表明，109G＞A雜合突變可導致遺傳性耳聾的發生，故而認為109G＞A突變是一種致病突變；Bruzzone等[14]的研究結果與其相似，也認為109G＞A突變是一種致病突變，故目前學術界對該位點突變在遺傳性耳聾的發生中是否為直接原因，尚無明確結論。

1.2.2 79G＞A、341A＞G79G＞A（GJB2基因79位點的堿基G突變為A）、341A＞G（GJB2基因341位點的堿基A突變為G），是目前已確定的常見GJB2基因多態性改變，在遺傳性耳聾的發生中，可能與其他突變位點或是其他致聾因素聯合作用，導致遺傳性耳聾的發生，但也有學者認為它們是致病突變。

2 線粒體基因（mtDNA基因）

在我國，常見的致聾基因除了GJB2基因外，還有線粒體基因等。線粒體是真核細胞內的能量中心，參與脂肪酸與蛋白質的合成及代謝。同時，線粒體又是一個比較特殊的細胞器，它既有自己的遺傳體系，同時也受到體內核DNA的調控。Anderson等[15]在1981年首次破譯了人類線粒體DNA的完整序列。現在已知線粒體DNA由16 569個堿基組成，每個線粒體DNA為雙鏈閉合結構，序列主要由兩個不同的區域構成：(1)D-LOOP(與復制起始有關)由1 100個堿基構成，為非編碼區；（2）功能區：其上排列著37個基因，主要編碼13個蛋白質、2個rRNA基因(12 sRNA、16 sRNA)和22個轉運tRNA。線粒體作為真核細胞的能量中心，在細胞生理活動中發揮著重要的作用，在耳蝸的外毛細胞、支持細胞中都含有大量的線粒體，這些線粒體為聽覺系統的產生發揮了重要的功能。

2.1 1555A＞GHutchin等[16]在1993年分析了3例氨基糖甙類抗生素導致的耳聾患者的mtDNA序列，發現在這些患者的線粒體DNA中，均有1 555位點堿基A突變為堿基G，而對照組并無此改變。Preant等[17]在1993年發表的論文中，發現了線粒體基因1555A＞G點突變與人類氨基糖甙類抗生素所引起的非綜合性聾有著密切的關系，論文中報道了一個因使用氨基糖甙類抗生素而導致耳聾的家系，其遺傳方式為線粒體性遺傳方式。目前，不同國家、不同種族、不同人群中都證實了該位點的突變與氨基糖甙類抗生素引起的耳聾相關[18]。有研究表明，1 555 A＞G的突變不但可以導致突變細胞系線粒體蛋白質合成障礙及耳聾[19]，并且當線粒體DNA1 555位點A-G突變后，可與1494位點的C形成新的配對，形成新的二級結構，該二級結構易于與氨基糖甙類抗生素結合導致耳毒性，最終導致遺傳性耳聾的發生。目前研究表明，mtDNA基因中1 555 A＞G是最常見的致病突變，但存在明顯的種族和地域差別。在高加索人的非綜合征性耳聾中，可以檢測到1 555 A＞G突變的比率為0.6%～2.5%，而印度尼西亞的比率高達5.5%[20]，而在我國針對中國非綜合征耳聾患者的調查結果也各不相同，如何勇等[21]報告武漢地區的檢出率為2.27%，而在南京地區的檢出率約為1.5%[22]，這可能與地域差異及抽樣誤差等原因有關。

2.2 1005T＞C1 005位點位于線粒體基因12SrRNA的保守區域，雖然在一部分耳聾的患者中檢測出1 005T＞C突變(1 005位點上的堿基T突變為C)，但目前研究尚不能確定該位點突變可以獨立導致耳聾。Bae等[23]最近報道，在一組韓國非綜合性聾患者中，其1 005T＞C檢出率與正常聽力1 005T＞C檢出率基本一致。由此推測，1 005T＞C突變需與其他相關的調控機制共同作用，才能致聾。

2.3 827A＞G目前國內外有文獻報道線粒體基因12SrRNA中827A＞G突變(827位點上的堿基A突變為G)可導致散發的非綜合性耳聾。Chaig等[24]的報道中，進一步提示了827A＞G或許是一個新的線粒體DNA的致聾突變位點。因該位點A到G的突變，可能改變了線粒體基因12SrRNA高級結構，導致線粒體的功能障礙，進一步導致了聽力下降。

2.4 735A＞G在靈長類和其他的一些物種中，735A＞G(735位點上的堿基A突變為G)可以影響線粒體DNA 12SrRNA基因的保守序列，進而推斷出其在與線粒體DNA12SrRNA致聾的作用中有一定的相關性[25]。

2.5 961位點線粒體基因12SrRNA中的961位點可以發生961delT＋C（n）、961insC及T961C等多種形式的突變，從而導致耳聾[26]。961位點位于12SrRNA基因的loop21和loop22之間，并非保守序列，該位點的突變可能導致了rRNA高級結構的改變，并間接影響其與氨基糖甙類藥物的結合性，最終導致了耳聾的發生[27]。

3 大前庭水管相關SLC26A4基因

在導致遺傳性耳聾的基因中，除GJB2基因和線粒體基因外，大前庭水管相關SLC26A4基因在遺傳性耳聾的發病中，占有一定比例。

SLC26A4基因屬于離子轉運體26A家族(Solute carrier family26A，SLC26A)，編碼離子轉運相關蛋白，在機體離子成分平衡的維持中發揮重要作用。SLC26A4基因突變可導致常染色體隱性耳聾DFNB4和Pendred綜合征(該綜合征可表現為前庭水管擴大或伴內耳畸形、神經性聾和甲狀腺腫[28])，因SLC26A4基因突變是僅次于GJB2突變引起的常染色體隱性遺傳耳聾的病因，所以對遺傳性耳聾患者進行相關的檢測，是十分有必要的。

在遺傳性耳聾的患者中，前庭導水管擴大綜合征（EVA)是可以通過影像學檢查以明確診斷的，近年來，隨著對該疾病的研究，SLC26A4基因作為可能與前庭導水管擴大綜合征的相關基因逐漸成為學者關注的熱點。不同地區和國家的EVA患者，其SLC26A4基因突變類型不盡相同。

IVS7-2 A＞G突變是SLC26A4基因常見的突變位點，在東亞人種中占有較高的發生率，韓國EVA人群的中，改位點的突變率為92%，日本則為78%，我國為98%該位點突變，將導致Pendrin的功能和結構發生改變[29]。

4 GJB3基因突變

1998年中國科學家夏家輝克隆了我國第一個“本土基因”GJB3[30]，這是縫隙連接蛋白家族中的一種，報道了在一個湖南懷化家系中發現了一個無義突變，即GJB3的538C＞T，這導致第180號氨基酸突變為終止密碼子,致使其編碼的蛋白質發生突變，該突變可以導致遺傳性耳聾。但GJB3基因的突變率較之其他常見的遺傳性聾致病基因低，目前有關GJB3在中國非綜合征耳聾人群中的發病情況的研究還不完善，但總體發病率較低。

綜上所述，對遺傳性耳聾相關致病基因的研究，豐富了對遺傳性耳聾疾病的認識，為攻克遺傳性耳聾提供了重要線索和廣闊的前景，對于遺傳咨詢、生育聾兒風險率評估、產前診斷及開展人工耳蝸植入手術治療等項目，提供了重要的指導作用。此外，耳聾基因篩查和產前診斷可以產生巨大的經濟效益和社會效益，從而真正達到提高人口質量、優生優育的目的。

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R764.43

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10.3969/j.issn.1003-6350.2013.09.0563

2012-11-20）

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