文摘
背景。大约有70%的先天性耳聋是由于遗传的原因。先天性耳聋发病率高是与血缘婚姻家庭。在这项研究中,我们调查了三个近亲的基因导致巴基斯坦家庭隔离与prelingual severe-to-profound耳聋。结果。414年通过有针对性的下一代测序与耳聋相关基因已知,纯合子的变体c。536年Leu180Serfs德尔(p20)TECTAc。3719 G>A (p. Arg1240Gln) inMYO7A和c。482+1986_1988del inHGF被认定为注册的致病原因的家庭。有趣的是,在一个大的血缘家庭,一个额外的c。706 g > A (Glu236Lys页)和x染色体相关的变体POU3F4基因还确定了多个影响家庭成员造成耳聋。Genotype-phenotype cosegregation被Sanger测序证实在所有参与家庭成员。结论。我们的研究结果表明,耳聋的遗传原因是高度异构。即使在一个家庭,影响成员显然无法区分临床表型可能有不同的致病性变异。
1。背景
先天性听力损失影响全球新生儿的1‰~ 2‰。其中,大约有70%的耳聋是由于遗传原因(1]。听力损失是极其异类的遗传学,据报道,到目前为止,超过120个基因导致nonsyndromic听力损失(遗传性听力损失主页;https://hereditaryhearingloss.org)。同样,许多基因是导致症候群的听力损失(2- - - - - -10]。近年来,新一代测序(上天)日益实现异构疾病的基因诊断包括听力损失,提供高吞吐量,有效的方法针对数以百计的致病基因,甚至整个鉴定致病性变异(外显子组11,12]。由于极高的异质性的遗传听力损失,然而,确定候选人的致病性变异在许多情况下,可能是一个挑战。例如,罕见的良性变异难以分辨真正的致病性变异后通用指南测序数据解释(13,14]。报告的罕见变异表型cosegregation大家庭,因此,将耳聋的基因诊断提供有价值的参考在孤立的情况下(14]。
deafness-associated基因扮演不同角色的发展、功能、和维护的内耳。这些基因变异在相应导致发病,变量听觉表型严重,进展,听力图概要和陪同症候群的特性1]。在某些情况下,不同的相同基因的变异,如MYO7A在nonsyndromic耳聋,可能导致不同的表型DFNA11和DFNB2(15,16]或综合征耳聋USH1B(17]。genotype-phenotype相关的文档和分析覆盖广泛的小说或以前少变异特征是有必要的,它能促进听力损失的基因诊断。
大约有80%的遗传耳聋是一个常染色体隐性遗传方式(18]。在许多情况下,他们是血缘婚姻密切相关,这是常见的中东地区,南亚,南美和非洲19,20.]。伊朗和巴勒斯坦人口的研究,例如,显示,分别有65%和58%的聋孩子出生父母有血缘婚姻(21,22]。许多deafness-associated基因连锁分析基于纯合性映射发现大量近亲聋人家庭(23,24]。
在这项研究中,我们进行了有针对性的门店在三个巴基斯坦血缘家庭和识别小说变异TECTA和POU3F4和之前报道的变体MYO7A和HGF随着prelingual致病原因,severe-to-profound耳聋。有趣的是,在一个大型的、多基因血缘的家人,我们确定了两个分开的变体HGF和POU3F4的复杂的遗传异质性,说明耳聋。
2。材料和方法
2.1。主题和临床评估
三个近亲结婚家庭(PK-DD-KA-01(图1),PK-DD-RP-01(图2),和PK-DB-OKA-01(图3)为三个区(分别为拉詹普尔Muzafargarh,豆渣)在旁遮普(巴基斯坦)与多个个人患有耳聋。书面通知同意从所有参与者获得和/或他们的父母在他们登记在本研究中。家庭成员的影响与耳聋检查耳朵,鼻子,喉咙(ENT)病房各自的地区总部医院的医学专家。临床评估包括完整的病史的采访中,全面的体格检查、纯音听力测定(PTA)。耳镜检查的检查执行排除听力损失是由于感染、创伤或其他环境因素。前庭功能被病史调查评价和行为测试。本研究的研究伦理委员会批准北京大学深圳医院。
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2.2。基因分析
从外周血基因组DNA提取样本的招收对象通过使用QIAamp DNA血液迷你包(试剂盒,上海)。有针对性的门店进行渊源者从每个家庭(箭头人物1(一),2(一个),3(一个))+个人从家庭PK-DB-OKA-01 IV-5。定制的捕获面板(MyGenostics,北京)的目标其实地区414种已知deafness-associated基因;除了其实地区外,委员会还包括所有intronic,基因间的和非编码区域包含变异报道HGMD(751 147个基因变异)(补充表S1)。候选致病变种被定义为产生(包括胡说八道,错义、剪切位点和indels)变异与小等位基因频率(加)小于0.005在公共数据库包括1000基因组,dbSNP, GnomAD。潜在的致病效应的变种被评估候选人在网上工具MutationTaster PROVEAN、筛选和PolyPhen-2。Cosegregation耳聋表型和致病性变异被确认参与家庭成员通过PCR扩增和桑格测序;在每一个谱系图所示的结果。致病性变异的分类准则后ACMG 201513]。
3所示。结果
3.1。临床特征
至少有七个科目在家庭PK-DD-KA-01(图1(一)在PK-DD-RP-01(图),22(一个)),在PK-DB-OKA-01(图223(一个)),受到双边、prelingual severe-to-profound感音神经性听力损失(数字1 (c),2 (c),3 (c))。所有受影响的对象在家庭PK-DD-KA-01和PK-DD-RP-01半(11/22)受影响的对象在家庭PK-DB-OKA-01出生与血缘婚姻父母。没有耳畸形,前庭功能障碍、发育异常或综合征症状中确定入学科目。
3.2。渊源者的致病性变异的识别
针对门店的414种已知耳聋基因进行渊源者的三个家庭。纯合子的变体c。536年Leu180Serfs德尔(p20)TECTA(NM_005422.4), c。3719 G>A (p. Arg1240Gln) inMYO7A(NM_001127180.2)和c。482 + 1986 _1988delHGF(NM_000601.6)被确定为候选致病变种渊源者IV-4家庭PK-DD-KA-01(图1(一)),家庭PK-DD-RP-01 IV-4(图2(一个)),和家庭PK-DB-OKA-01 IV-24(图3(一个)),分别。所有候选变体有轻微的等位基因频率低于0.0001在公共数据库gnomAD和分为基于ACMG指南(表可能致病1)。
3.3。第二个家庭PK-DB-OKA-01致病性变异的识别
桑格测序证实,纯合子变体c。536年Leu180Serfs德尔(p20)TECTA和c。3719 G>A (p. Arg1240Gln) inMYO7A耳聋的隔离所有参与成员在家庭PK-DD-KA-01(图1 (b))和PK-DD-RP-01(图2 (b)),分别。然而,在家庭PK-DB-OKA-01五个聋子成员(IV-4、IV-5 IV-6, III-10, III-17,(图中蓝色标记3(一个))都是杂合的或野生型c的变体。482 + 1986 _1988delHGF(图3 (b))。第二轮目标门店在这个家庭确定了主题IV-5半合c。706 g > A (p . Glu236Lys) x染色体基因变体POU3F4(NM_000307.5), x连锁nonsyndromic耳聋的致病基因DFNX2。c。706 g > A (p . Glu236Lys)变体隔离与耳聋的五提到的男性家庭成员,但没有发现任何其他家庭成员(数据3(一个)和3 (b))。这部小说变体中未见gnomAD数据库和以前没有报道与听力损失。它替代一个进化保存,酸性渣谷氨酸的碱性渣赖氨酸在236(图位置3 (e))和预测是有害的或可能损害在网上工具MutationTaster PROVEAN、筛选和PolyPhen-2(表1)。
4所示。讨论
听力损失是全世界的一个主要障碍,这通常是由感觉毛细胞丢失(25- - - - - -29日)和螺旋神经节神经元(30.- - - - - -34在内耳耳蜗。听力损失可能是由遗传因素引起的,老化,耳蜗慢性感染、传染病、耳毒性的药物,和噪声暴露35- - - - - -42),和遗传因素占70%的听力损失。在目前的研究中,我们报告的遗传原因prelingual, severe-to-profound耳聋在三个近亲巴基斯坦家庭通过有针对性的门店的方法。变体c。536del (p. Leu180Serfs20)TECTA和c。706 g > A (Glu236Lys页)POU3F4是小说,而c。3719 G>A (p. Arg1240Gln) inMYO7A和c。482+1986_1988del inHGF以前只有非常有限的情况下与耳聋相关报道(43,44]。支持他们的致病性,所有四个变量与多个影响隔离和影响家庭成员符合常染色体隐性或x连锁遗传模式。考虑到纯合性的罕见变异是非常罕见的在普通人群中,生成的数据在当前研究将提供有价值的遗传证据对于耳聋的遗传基础。
的表型研究中的三个家庭都划归prelingual severe-to-profound感音神经性听力损失。一致,类似类型的听力损失也与许多变异有关TECTA,MYO7A,HGF,POU3F4在以前的报告。TECTA编码α-tectorin,的一个主要组件包括耳蜗的盖膜(45]。与占主导地位的TECTA变体,与温和的听力损失DFNA8/12 (MIM 601543),隐性TECTA变异往往导致prelingual, severe-to-profound听力损失(DFNB21 MIM 603629) [46- - - - - -50]。像其他一些隐性的,删除变量TECTA,c。536del (p. Leu180Serfs20)变体中确定这项研究引起移码;这将导致在一次流产的外显子4中蛋白截短或没有蛋白质由于nonsense-mediated mRNA衰变(51)和可能导致的损失函数(图4(一))。MYO7A广泛表达在头发细胞和维持静纤毛中扮演一个重要的角色分化和形态52,53]。c。3719 G>A (p. Arg1240Gln) variant inMYO7A位于高度保守的第一MyTH4域(图4 (b))。这之前已经报道过与亚瑟综合征1 b (MIM 276900),表现为先天性,severe-to-profound听力损失,和晚发性青春期之前或之后色素性视网膜炎44,54]。自从与c两个受影响的孩子。3719 G>A (p. Arg1240Gln) homozygous variant in our study were 7 and 9 years old without apparent visual abnormality, the potential visual dysfunction remains to be determined at older age.HGF编码和肝细胞生长因子表达的条痕vascularis老鼠内耳。c。482+1986_1988del variant identified in this study has been previously reported to cause prelingual, profound deafness (DFNB39, MIM 608265) [43]。一个Hgf10 bp在小鼠突变纯合子缺失,这充分包含了3 bp在人类,删除也显示深刻的听力损失在年龄(图4周3 (d))[55];Hgf10个基点删除纯合子小鼠造成的低表达Hgf在耳蜗,导致发育缺陷的条痕vascularis和减少endocochlear潜力耳蜗(55]。3 bp删除intronic地区可能有类似的机制导致听力丧失。POU3F4编码POU域转录因子表达螺旋韧带和螺旋异色边缘56]。304400年大多数DFNX2 (MIM)患者POU3F4变异产生深远的听力损失有或没有发育异常的导电部件(57,58]。虽然颞骨异常不能确认在这个家庭,PTA的结果影响男性在家庭中只感音神经性听力损失,比混合不太常见的听力损失患者POU3F4变体。这部小说c。706 g > A (p . Glu236Lys)变体中确定本研究位于高度保守的POU-specific域(图4 (c)),这是类似于之前报道c.707A > C;p。(Glu236Ala)变体在土耳其的家庭59]。总的来说,我们的研究结果是一致的与已知genotype-phenotype关联相应的基因。
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正如上面总结的,在这项研究中,罕见的致病性变异被发现在四个独立deafness-associated基因,TECTA,MYO7A,HGF,POU3F4,不同的表达谱,在内耳功能。然而,几乎所有四个变异导致了穿制服的类型的prelingual, severe-to-profound耳聋,代表另一个极高的遗传杂合性听力损失的例子。有趣的是,在大血统的家庭PK-DB-OKA-01多个近亲结婚,五个影响的十五个人半合,x染色体变异作为一个单独的听力损失的原因与血缘婚姻模式(图无关3(一个))。因为大多数小说deafness-causative基因最初是通过遗传分析确定这样的大谱系基于假设所有受影响的家庭成员共享一个致病变种,我们的研究结果表明,谨慎应该保持这样的复杂遗传模式涉及两个或多个基因的原因。
5。结论
总之,我们的研究的三个血缘家庭与prelingual severe-to-profound耳聋的变异谱显示,而相应的巴基斯坦聋人社区。下一代测序技术在解决这种复杂情况下说明了其优点。
数据可用性
原始数据是可用的要求通过联系相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
作者的贡献
XM, YZ,默罕默德阿姆,泰,FI, HH促成了概念化。XM, YZ,王寅,RZ,穆罕默德•阿西夫和HMJH促成了方法论。HH, YZ,泰导致资金收购。XM和YZ写了初稿。HH,泰,FI促成了审查和编辑。所有作者阅读和批准最终的手稿。Xueshuang梅,周雅琦和默罕默德阿姆的贡献同样这项工作。
确认
这项研究得到了深圳三明项目(SZSM201612076 HH)、中国博士后科学基金会(2020 m672757 YZ)和上海市临床医学教育Commission-Gaofeng格兰特泰(20152519)。
补充材料
表S1: 414年与耳聋相关的基因测序的目标门店。(补充材料)