Netherton綜合征一例SPINK5基因突變研究

許桂文 尹菁華 汪慧君 周云 張潔 陳官芝 林志淼 楊勇 湯占利

·論著·

Netherton綜合征一例SPINK5基因突變研究

許桂文 尹菁華 汪慧君 周云 張潔 陳官芝 林志淼 楊勇 湯占利

目的 檢測Netherton綜合征患者SPINK5基因的突變情況。方法 收集患者臨床資料，提取患者及其相關(guān)親屬外周血DNA，用PCR擴(kuò)增SPINK5基因編碼區(qū)的全部外顯子及其側(cè)翼序列并測序。結(jié)果直接測序發(fā)現(xiàn)患者SPINK5基因的第13號(hào)外顯子中的第1111位堿基發(fā)生C→T雜合突變（c.1111C＞T），導(dǎo)致其編碼第371位氨基酸變?yōu)榻K止密碼子（p.R371X）；第32號(hào)外顯子中的第3121位堿基發(fā)生C→T雜合突變（c.3121C＞T），導(dǎo)致其編碼第1041位氨基酸發(fā)生錯(cuò)義突變（p.R1041C），其健康父母為相應(yīng)突變的雜合攜帶者，200例健康對(duì)照未見該突變。結(jié)論 SPINK5基因的p.R371X及p.R1041C復(fù)合雜合突變可能是引起該患者臨床表現(xiàn)的病因之一。

Netherton綜合征；基因，SPINK5；突變

Netherton綜合征（Netherton syndrome,NS,OMIM 256500）由Netherton于1958年首先命名，是一種嚴(yán)重的常染色體隱性遺傳性皮膚病，發(fā)病無性別及種族差異［1］。NS的臨床特征包括，迂回狀魚鱗病、套疊性脆發(fā)征（竹節(jié)狀發(fā)）及特應(yīng)性體質(zhì)［2］。NS的致病基因?yàn)榫幋aKazal型絲氨酸蛋白酶抑制因子（LEKTI）的SPINK5基因，該基因編碼的蛋白LEKTI作為一系列生物學(xué)通路的調(diào)節(jié)因子參與皮膚表皮分化、皮膚滲透屏障功能、炎癥及變態(tài)反應(yīng)［3］。我們在臨床上收集到1例Netherton綜合征患者，檢測其SPINK5基因的突變情況。

資料與方法

一、病歷資料

患者男，24歲。出生40余天，頸、胸、腹部皮膚出現(xiàn)彌漫性紅斑、水皰，伴有瘙癢、少汗。水皰干燥后邊緣出現(xiàn)白色鱗屑。每年夏季加重，冬季好轉(zhuǎn)。隨年齡增長水皰減輕，但全身紅斑脫屑逐漸加重，伴反復(fù)的皮膚潮紅、劇烈瘙癢及少汗，且10個(gè)趾甲有逐漸增厚傾向，指甲無受累。患者自幼頭發(fā)和眉毛粗糙、干枯、易斷。曾在當(dāng)?shù)蒯t(yī)院就診數(shù)次，涂抹外用藥（名稱不詳）后癥狀無明顯改善。患者對(duì)海蝦和螃蟹過敏，否認(rèn)哮喘或者過敏性鼻炎病史。否認(rèn)父母近親結(jié)婚，家族中無類似疾病史（圖1）。體檢：頸、胸、腹、四肢、手足部位皮膚可見彌漫性、不規(guī)則形紅斑，周邊覆有白色圈領(lǐng)狀脫屑；10個(gè)趾甲不規(guī)則增厚；頭發(fā)略稀少，眉毛外側(cè)明顯稀疏，伴毛發(fā)粗糙、干燥（圖2～5）。

二、方法

1.DNA的提取：取患者、患者父母和姐姐以及200例健康人（受試者來源于北京大學(xué)第一醫(yī)院皮膚科遺傳組DNA標(biāo)本數(shù)據(jù)庫，所有標(biāo)本均來自于健康人群，并且已簽署知情同意書）。外周血5 ml，2%乙二胺四乙酸抗凝，以低滲溶血以及酚－氯仿抽提法提取DNA。

2.PCR引物設(shè)計(jì)：根據(jù)SPINK5基因序列（來源于網(wǎng)站www.ensembl.org/index.html），利用Primer 3在線版（http://bioinfo.ut.ee/primer3-0.4.0）設(shè)計(jì)32對(duì)特異性引物擴(kuò)增患者SPINK5基因編碼區(qū)33個(gè)外顯子及其側(cè)翼序列，引物由北京天一輝遠(yuǎn)生物科技有限公司合成。

3.PCR反應(yīng)體系及條件：PCR反應(yīng)體系25μl，含基因組 DNA50ng，dNTP0.4mmol/L，MgCl22.0mmol/L，上下游引物各10 μmol/L，Taq DNA聚合酶2.5 U。反應(yīng)條件：95℃預(yù)變性5 min后進(jìn)行以下10個(gè)循環(huán)：94℃變性30 s，62℃退火30 s（每個(gè)循環(huán)后退火溫度降低0.5℃），72℃延伸45 s；接著進(jìn)行35個(gè)循環(huán)：94℃變性 30 s，57℃退火 30 s，72℃延伸 45 s，共45個(gè)循環(huán)，最后72℃延伸9 min，DNA擴(kuò)增在Eppendorf Mastercycler Gradient PCR擴(kuò)增儀（德國艾本德股份公司）上進(jìn)行。1%瓊脂糖凝膠電泳檢測擴(kuò)增產(chǎn)物。所有PCR產(chǎn)物純化后送至北京天一輝遠(yuǎn)生物科技有限公司測序。

結(jié) 果

以患者的基因組DNA為模板，所有32對(duì)引物在各自的條件下分別擴(kuò)增出各自的產(chǎn)物，包括所有外顯子的編碼序列以及兩端至少60bp的側(cè)翼序列。所有擴(kuò)增產(chǎn)物純化后測序結(jié)果與Ensembl網(wǎng)站所公布的序列進(jìn)行對(duì)照，發(fā)現(xiàn)患者SPINK5基因13號(hào)外顯子中的第1111位核苷酸（從cDNA編碼起始位點(diǎn)ATG算起）發(fā)生C→T雜合突變（c.1111C＞T），導(dǎo)致其編碼第371位氨基酸發(fā)生無義突變（p.R371X），突變來自于父親。第32號(hào)外顯子中的第3121位核苷酸發(fā)生C→T雜合突變（c.3121C＞T），導(dǎo)致其編碼第1041位氨基酸發(fā)生錯(cuò)義突變（p.R1041C），突變來自于母親，姐姐為c.3121C＞T突變攜帶者（圖6，7）所有突變均由反向測序得到驗(yàn)證。200例健康人中未發(fā)現(xiàn)這兩種突變。光鏡下毛發(fā)呈“竹節(jié)樣”改變，在竹節(jié)處有套疊（圖5）。真菌鏡檢趾甲示真菌陽性。

圖1 患者家系圖

圖2 患者頭發(fā)粗糙，不易梳理，眉毛稀疏，部分脫落

圖3 小腿內(nèi)側(cè)皮膚呈現(xiàn)典型的雙邊狀脫屑

圖4 手指背側(cè)皮膚出現(xiàn)大小不同、形狀不規(guī)則的紅斑，周邊覆有白色圈狀脫屑

圖5 光鏡下頭發(fā)呈“竹節(jié)樣”改變

圖6 Netherton綜合征患者SPINK5基因測序結(jié)果 患者第13號(hào)外顯子發(fā)生c.1111C＞T雜合突變（突變來自于父親）

圖7 第32號(hào)第32號(hào)外顯子發(fā)生c.3121C＞T雜合突變（突變來自于母親）

討 論

NS出生時(shí)一般表現(xiàn)為典型的先天性紅皮病，較重病例可表現(xiàn)為典型的迂回狀魚鱗病。患者頭發(fā)稀少、生長緩慢、細(xì)而尖且易斷，常于1歲后光鏡下表現(xiàn)為特征性的套疊性脆發(fā)征或竹節(jié)狀頭發(fā)。成年后病變范圍可局限化，但波動(dòng)較大，可出現(xiàn)濕疹樣皮損，伴瘙癢，腘窩、肘窩出現(xiàn)苔蘚樣變。

NS的致病基因SPINK5基因包含33個(gè)外顯子，編碼的LEKTI蛋白分布于所有的復(fù)層上皮和Hassal胸腺小體內(nèi)［4-6］。LEKTI含有 15 個(gè) Kazal型絲氨酸蛋白酶抑制結(jié)構(gòu)域（D1-D15）［4］，可以抑制Kazal型絲氨酸蛋白酶，或參與體內(nèi)蛋白水解級(jí)聯(lián)反應(yīng)，被水解為小片段后行使其抑制功能。NS患者表皮內(nèi)顆粒層和毛囊內(nèi)根鞘的LEKTI表達(dá)水平下降，表皮內(nèi)LEKTI的減少可導(dǎo)致緩激肽釋放酶5（KLK5）活性增強(qiáng)［7］。KLK5 可以通過 PAR-2 依賴性和PAR-2非依賴性途徑引發(fā)皮膚炎癥和過敏反應(yīng)。KLK5活性增強(qiáng)在PAR-2依賴性途徑中可通過激活NF-κB信號(hào)通路，導(dǎo)致IgE增加，引發(fā)過敏反應(yīng)，也可直接導(dǎo)致腫瘤壞死因子α、IL-8、I-CAM1等產(chǎn)生，可促進(jìn)皮膚炎癥并加劇皮膚損傷。在PAR-2非依賴性途徑中，KLK5活性增強(qiáng)可促進(jìn) KLK7、KLK14及表皮蛋白酶ELA2的活性，這些蛋白酶在角質(zhì)層脫落、表皮分化、中間絲相關(guān)蛋白加工及脂質(zhì)代謝過程中起著作用［8］，其異常活動(dòng)影響皮膚內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，導(dǎo)致皮膚屏障功能受損，引發(fā)臨床表現(xiàn)。

迄今為止，文獻(xiàn)已報(bào)道70余種SPINK5基因的不同突變，大部分為小片段替換、插入或缺失而導(dǎo)致的無義突變或移碼突變［7］。NS患者中大部分的無義突變導(dǎo)致終止密碼子的提前出現(xiàn)，介導(dǎo)其mRNA降解，使LEKTI蛋白完全無法表達(dá)。此外，也有學(xué)者報(bào)道一些剪切位點(diǎn)發(fā)生突變，而仍有部分LEKTI可以表達(dá)，則出現(xiàn)較輕的臨床表型［9-11］。本例患者SPINK5基因的突變?yōu)榈?3號(hào)外顯子中的第1111位堿基發(fā)生C→T雜合突變（c.1111C＞T），使其編碼第371位氨基酸發(fā)生無義突變（p.R371X），故可導(dǎo)致其編碼的LEKTI蛋白不能表達(dá)。第32號(hào)外顯子中的第3121位堿基發(fā)生C→T雜合突變（c.3121C＞T），使其編碼第1041位氨基酸發(fā)生錯(cuò)義突變（p.R1041C），可導(dǎo)致LEKTI蛋白功能減低。該患者SPINK5基因的復(fù)合雜合突變可導(dǎo)致其編碼的LEKTI蛋白不能表達(dá)或功能減低，引起KLK5活性增強(qiáng)，從而引發(fā)皮炎和過敏反應(yīng)，出現(xiàn)一系列臨床表現(xiàn)。p.R371X的突變位點(diǎn)已被國外文獻(xiàn)報(bào)道［12］，而p.R1041C屬新發(fā)突變。目前，對(duì)于NS尚缺乏治療方法，治療手段主要以營養(yǎng)支持治療和對(duì)癥治療為主，以預(yù)防脫水、生長遲緩及嚴(yán)重并發(fā)癥的出現(xiàn)。有文獻(xiàn)報(bào)道，少數(shù)嚴(yán)重NS患者注射免疫球蛋白和抗腫瘤壞死因子α單克隆抗體治療取得了明顯的療效［13-14］，但療效尚待進(jìn)一步評(píng)價(jià)。

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Mutation analysis of the SPINK5 gene in a patient with Netherton syndrome

Xu Guiwen*,Yin Jinghua,Wang Huijun,Zhou Yun,Zhang Jie,Chen Guanzhi,Lin Zhimiao,Yang Yong,Tang Zhanli.*Department of Dermatology,Peking University First Hospital,Beijing 100034,China

ObjectiveTo detect mutations in the SPINK5 gene in a patient with Netherton syndrome.MethodsClinical data were collected from a male patient with Netherton syndrome.Peripheral blood samples were obtained from the patient,his relatives and 200 healthy human controls.DNA was extracted from these samples,and PCR was performed to amplify all the exons and their flanking sequences in the coding region of the SPINK5 gene followed by DNA sequencing.ResultsDirect sequencing revealed a heterozygous nonsense mutation（c.1111C ＞ T）in exon 13 of the SPINK5 gene,which leads to the formation of a premature termination codon at amino acid position 371（p.R371X）,as well as a heterozygous mutation （c.3121C ＞ T）in exon 32 of the SPINK5 gene,which leads to a missense mutation at amino acid position 1041 （p.R1041C）,in the patient.His healthy parents were heterozygous carriers of the two mutations,whereas neither of the two mutations was found in the unrelated healthy controls.ConclusionThe composite heterozygous mutations p.R371X and p.R1041C in the SPINK5 gene may be partially responsible for the clinical manifestation of Netherton syndrome in this patient.

Netherton syndrome;Genes SPINK5;Mutation

Tang Zhanli,Email:tzldyx2012@163.com

10.3760/cma.j.issn.0412-4030.2015.02.008

山東省自然科學(xué)基金（ZR2013HM015）；青島市科技發(fā)展計(jì)劃（13-1-4-146-jch）

100034北京大學(xué)第一醫(yī)院皮膚科（許桂文、尹菁華、汪慧君、林志淼、楊勇）；山東大學(xué)齊魯醫(yī)院皮膚科（張潔、湯占利）；南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院皮膚科（周云）；青島大學(xué)附屬醫(yī)院皮膚科（陳官芝）

湯占利，Email:tzldyx2012@163.com

2014-05-21）

（本文編輯：吳曉初）