Maroteaux-Lamy综合征的ARSB基因分析及新突变的致病性鉴定

【目的】对7家拟诊为Maroteaux_Lamy综合征(MPSⅥ)的患儿及其父母进行ARSB基因的突变检测和新突变的致病性鉴定,以揭示其分子发病机制,为将来的产前/植入前基因诊断等创造前提条件。【方法】在临床初诊及GAG尿检和MPS酶检的基础上,抽取患儿及其父母EDTA抗凝血,进行ARSB基因的PCR扩增和Sanger测序。对所发现的新突变,在经HGMD、1000G和ExAC等数据库核实排查后,首先用SWISS-MODEL软件分析、比对突变蛋白和正常蛋白的空间构象,然后用Clustal X软件分析跨物种氨基酸的保守性,用PROVEAN、SIFT、PolyPhen-2软件预测新突变的致病性,最后用ACMG标准对新突变的致病性进行综合分析鉴定。【结果】1)7个家系先证者的基因检测结果分别为:No1:c.574T> C,p.C192R纯合错义突变;No2:c.160G> A/p.D54N(来自其母)和c.1197C> G/p.F399L(来自其父)的复合杂合子;No3:仅检出c.1072G> A/p.V358M和IVS5 as(-27)A>C变异,但酶检和临床表型符合Ⅵ型;No4:为c.281C> T,p.S94L(新突变,来自其母)和IVS5 as(-27)A> C(来自其父)的复合杂合子;No5:为c.1197 C> G,p.F399L纯合错义突变;No6:为c.1197 C> G,p.F399L(来自其母)和c.1379 C> T,p.S460F(新突变,来自其父)的复合杂合子;No7:为c.499 G> A,p.G167R(来自其父)和c.1325C>T,p.T442M(来自其母)的复合杂合子。2)新突变鉴定结果:对正常ARSB酶蛋白和p.S94L突变酶蛋白的空间构象的预测比对结果显示,两者有明显区别;跨物种保守性分析结果显示,p.94突变点所在氨基酸(S)在物种进化过程中具有高度保守性;PROVEAN、SIFT和PolyPhen-2软件对p.S94L预测结果分别为:Deleterious、Damaging和Probably damaging。用上述方法对p.S460F的预测结果及ACMG的综合分析结果也显示该突变可能是致病性的。【结论】1)家系4的p.S94L和家系6的p.S460F新突变可能都是新的致病性突变,有可能都是引起患儿发病的内在原因之一。2)家系1,2,5,6,7可以确诊为MPS Ⅵ型,其基因型和表现型具有显著的相关性,家系3虽经酶检确诊,临床症状和尿检结果也都与MPS Ⅵ型符合,但却未能在DNA水平查到明确的突变类型,其表现型与基因型的相关性还有待进一步证实。

1例黏多糖Ⅵ型患者ARSB基因复合杂合突变位点分析

黏多糖Ⅵ型综合征(mucopolysaccharidosis type Ⅵ,MPS Ⅵ)又称Maroteaux-Lamy综合征,是一种罕见的常染色体隐性遗传性疾病(autosomal recessive,AR),常因芳基硫酸酯酶B(arylisulfatase B,ARSB)基因的致病性变异引起[1]。据估计,全球发病率约为1/320 000~1/248 000[2],居住在德国的土耳其移民中患病率最高,为0.023‰(1/43 261),在瑞典为1/150万,中国台湾地区患病率为1/83万,中国大陆目前无流行病学统计数据[3]。

1例ARSB基因纯合突变所致的黏多糖贮积症VI型病例报道

黏多糖贮积症Ⅵ型患儿可出现全身骨骼变化,早期易误诊为佝偻病。本文对云南省临沧市凤庆县人民医院儿科门诊接诊的1例ARSB基因纯合变异c.736C>T所致的黏多糖贮积症VI型患儿的临床资料及相关文献进行回顾性分析总结。患儿男性,6月龄起即出现鸡胸、肋骨外翻等表现,随着年龄增长,渐渐出现头颅、四肢畸形,步态异常,身材矮小明显,鼻梁塌陷、唇舌肥实,进行性加重,且自幼发育全面落后。头颅、胸椎、腰椎、双肘关节正侧位X线提示多骨先天性发育异常,骨龄发育稍迟缓,肋骨呈“飘带样”改变,腰椎椎体出现“鸟嘴样”改变,眼科检查提示双眼结膜散在青灰色色素沉着,角膜基质层灰白色混浊。二代测序证实:患者为ARSB基因c.736C>T(p.Gln246*)纯和突变。全身多发骨骼异常、面容特殊的患儿,当出现智力障碍和多器官功能障碍时,应及时考虑黏多糖贮积症,及时进行二代测序基因检查。

土壤中耐砷细菌的筛选和砷还原基因多样性分析

采用琼脂平板培养法从湖南富砷土壤中筛选出43株耐砷细菌。16S rRNA序列分析结果表明所筛选菌分属于四个门:Actinobacteria、Proteobacteria、Firmicutes、Bacteroidetes,其中71.1%为革兰氏阳性菌。通过PCR和克隆测序等方法检测耐砷菌的砷还原相关基因(arrA、arsC、arsB/ACR3)及其基因多样性。检测结果显示:43株菌中,6.9%含异化砷还原基因arrA,30.2%含细胞质砷还原基因arsC,27.9%含As(III)运载蛋白基因arsB/ACR3,这些基因在细菌中的出现频率较低。通过Mega软件构建系统发育树发现arrA基因的多样性可能受一定的地域差异影响,arsC基因在一些菌株中存在着基因水平转移现象,同时表明α变形菌可能更倾向于拥有Acr3型As(III)载体蛋白,而arsB则多出现在芽孢杆菌中。

黏多糖贮积症Ⅵ型表现型和基因型的相关性研究

目的对3家拟诊为黏多糖贮积症Ⅵ型(MPSⅥ)的患儿及其父母进行芳香基硫酸酯酶B(ARSB)基因的突变检测,以阐明其分子发病机制并揭示MPSⅥ表现型和基因型的相关性。方法尿糖胺聚糖(GAG)定性检测后对患儿及其父母的DNA进行ARSB基因的PCR扩增及Sanger测序。对所发现的新突变,用变性高效液相色谱(DHPLC)法进行快速筛检,用多种生物信息学方法对新突变的致病性进行系列鉴定。结果家系1先证者为c.943C>T和c.1197C>G的复合杂合子;家系2先证者为c.523T>G/p.Y175D(新突变,父源)和c.1197C>G/p.F399L(母源)的复合杂合子;家系3先证者的E2和E3无扩增产物,而其父母均有400 bp和459 bp特异带。DHPLC结果显示,正常对照组和患儿母亲为正常单峰,而患儿及其父为异常双峰。正常和突变的ARSB蛋白的高级结构存在明显差异;突变点所在氨基酸在物种进化过程中具有高度保守性;Poly Phen-2和SIFT软件预测结果:Probably damaging(很可能有害)和Damaging(有害的)。结论家系2的p.Y175D是一新的致病性突变,为患儿发病的内在原因之一。家系1和2可确诊为MPSⅥ型,其表现型和基因型有显著的相关性;家系3虽经酶检确诊,临床症状、尿检结果也均与MPSⅥ型符合,但DNA水平未查到明确突变类型,其表现型与基因型的相关性有待进一步证实。

构建一种检测水中As^(3+)的敏感型大肠杆菌

为构建一种敏感性强、特异性好的检测砷离子的大肠杆菌荧光报告菌株,本研究利用基因敲除技术,敲除了大肠杆菌中负责向胞外转运砷离子的ars B基因,构建对As^(3+)敏感的菌株;利用egfp基因作为报告基因,构建融合检测载体p ET28b-Pars-ars R-egfp。然后将检测载体p ET28b-Pars-ars R-egfp转化至ars B基因敲除菌中完成敏感型As^(3+)检测菌株的构建。接着对此微生物传感器进行了检测条件的优化,以及线性检测范围、最低检出限、特异性等性能的确定。研究结果表明,与利用野生大肠杆菌作为检测宿主相比,此敏感型砷检测菌株对检测As^(3+)的灵敏度有显著提高,最适检测As^(3+)浓度范围为0.013-42.71μmol/L,最低检出下限为5.13 nmol/L。因此,本研究利用基因敲除技术对大肠杆菌进行改造,成功地提高了砷检测微生物传感器的灵敏度,为重金属微生物传感器的优化研究工作提供了有用方案。