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新生儿耳聋易感基因筛查

时间: 2016-12-27 15:56 信息来源: 本站原创 点击次数:

一、耳聋概述

我国听力残疾人群约2780万,耳聋问题日益突出。我国耳聋基因人群携带率6%,携带者约7800万人,而新生儿耳聋发生率1-3‰,每年新增约3.5万先天性聋儿和4万迟发性聋儿。耳聋致病因素有遗传因素、环境因素等,而60%以上耳聋都是由遗传因素导致的,感染、噪声和耳毒性药物等环境因素约占20%。遗传因素导致的非综合征型耳聋是主要的表现,因此遗传因素导致的非综合征型耳聋是最重要的防控对象。在中国人群中,常见的四大非综合征型耳聋基因为GJB2SLC26A4(PDS)、线粒体DNAGJB3

二、耳聋致病基因及常见突变类型

1GJB2基因

1. 该基因有两个外显子,第二外显子含有编码蛋白的全部序列。GJB2基因其主要生物学功能为编码缝隙连接蛋白26,并与相邻的缝隙连接蛋白组成一个完整的通道,该通道对于细胞间物质的交换和信息的传递有着重要的作用。据文献报道,该基因在人类的耳蜗毛细胞中高表达,若GJB2基因编码区域发生突变,产生了没有生物活性的蛋白质,影响了缝隙连接蛋白所组成通道的正常功能,导致细胞间信息的传递受到阻碍,使细胞外钾离子回流受到影响,钾离子浓度发生改变,使得Corti氏器呈高钾状态,呈钾中毒,进而影响了耳蜗毛细胞的电生理活动,从而导致听力下降。

2. 基因突变类型及致聋机理:

(1)35 del G: GJB2编码区的第35位点碱基G的纯合性缺失,使遗传密码发生移码突变,最终产生无功能的缝隙连接蛋白,这种无功能的蛋白会降低缝隙连接的通透性,影响通道的正常开闭,使钾离子回流进入内淋巴液的循环受到影响,导致耳蜗Corti器的钾中毒,从而引起遗传性耳聋。

(2)176-191 del 16: GJB2 基因176~191del16突变为该基因176~191位点缺失16个碱基,导致密码子59~76的移码改变,使终止密码子提前,产生无功能的蛋白质,这种无功能的蛋白质同样改变了耳蜗内缝隙连接蛋白的通透性,最终导致遗传性耳聋的发生。

(3)235 del C: GJB2编码区的第235位点碱基C的纯合性缺失,使遗传密码发生移码突变,最终产生无功能的缝隙连接蛋白,这种无功能的蛋白会降低缝隙连接的通透性,影响通道的正常开闭,使钾离子回流进入内淋巴液的循环受到影响,导致耳蜗Corti器的钾中毒,从而引起遗传性耳聋。

(4)299-300 del AT: GJB2 基因299~300delAT突变为该基因299~300位点缺失A、T 2个碱基,该位点的纯合突变可导致终止密码子提前,使翻译的多肽比野生型的少了114个氨基酸,所产生的多肽无生物学活性,最终在生物学上导致了遗传性耳聋的发生。

(5)155-158 del TCTG: GJB2 基因155~158del16突变为该基因155~158位点缺失4个碱基,导致密码子移码改变,使终止密码子提前,产生无功能的蛋白质,这种无功能的蛋白质同样改变了耳蜗内缝隙连接蛋白的通透性,最终导致遗传性耳聋的发生。

2GJB3基因

1. GJB3GJB2属于同一家族,该基因在人类的耳蜗毛细胞中高表达,若GJB3基因编码区域发生突变,会影响缝隙连接蛋白所组成通道的正常功能,导致细胞间信息的传递受到阻碍,使细胞外钾离子回流受到影响,钾离子浓度发生改变,使得Corti氏器呈高钾状态,呈钾中毒,进而影响了耳蜗毛细胞的电生理活动,从而导致听力下降。

2. 基因突变类型及致聋机理:

(1)538 C>T: GJB3的538C>T,导致第180号氨基酸突变为终止密码子,致使其编码的蛋白质发生突变,该突变可以导致遗传性耳聋。

3SLC26A4基因

1. SLC26A4基因由21个外显子组成,编码一种穿膜蛋白Pendrin,后者主要在甲状腺、内耳和肾脏表达。该蛋白属于溶质转运蛋白家族成员,主要参与I-、CL-等阴离子的转运,参与维持内耳的离子浓度的稳定。SLC26A4基因突变可导致常染色体隐性耳聋DFNB4和Pendred综合征(该综合征可表现为前庭水管扩大或伴内耳畸形、神经性聋和甲状腺肿[28]),是仅次于GJB2突变引起的常染色体隐性遗传耳聋的病因。

2. 基因突变类型及致聋机理:

(1)2168 A>G: SLC26A4的2168A>G, 导致第723号组氨酸突变为精氨酸,对蛋白的亚细胞定位及功能造成的影响,导致遗传性耳聋的发生。

(2)IVS7-2 A>G: IVS7-2A>G 属于剪切位点突变,在内含子7的3'末端距外显子8起始处的2个碱基,突变后该位置的A被G置换,导致剪接位点消失,使前m RNA不能正常剪接,外显子8整个丢失,最终导致Pendrin的翻译发生异常,影响Pendrin的结构和功能。

(3)1229 C>T: SLC26A4的1229C>T,导致第410号苏氨酸突变为甲硫氨酸,影响了穿膜蛋白pendrin的功能,最终导致遗传性耳聋的发生。

4mtDNA基因

1.线粒体又是一个比较特殊的细胞器,它既有自己的遗传体系,同时也受到体内核DNA的调控。线粒体作为真核细胞的能量中心,在细胞生理活动中发挥着重要的作用,在耳蜗的外毛细胞、支持细胞中都含有大量的线粒体,这些线粒体为听觉系统的产生发挥了重要的功能。

2.基因突变类型及致聋机理:

11494 C>T: mtDNA C1494T突变位于12S rRNA高度保守的编码区域,当C1494T发生突变时,能够形成新的1494U-A1555配对,配对的核苷酸比不配对时占有的空间小,同时突变引入一对氢键,使 12S rRNAAmAn结合部位的空间增大,空间体积的变化能促进12S rRNAAmAn结合区域的结合。这种变化阻碍了线粒体核糖体蛋白质的合成,使氧化磷酸化过程受阻而影响ATP的合成,使Na+K+Ca2+离子泵失能进而导致听毛细胞逐渐死亡,结果引起永久性聋。总之,携带mtDNA C1494T突变的个体对氨基糖苷类药物具有超敏性,可引起临床上常见的一针致聋现象,是影响耳聋发生重要因素之一。

21555 A>G: 1555 A>G的突变不但可以导致突变细胞系线粒体蛋白质合成障碍及耳聋,并且当线粒体DNA1555位点A-G突变后,可与1494位点的C形成新的配对,形成新的二级结构,该二级结构易于与氨基糖甙类抗生素结合导致耳毒性,最终导致遗传性耳聋的发生。线粒体基因1555A>G点突变与人类氨基糖甙类抗生素所引起的非综合性聋有着密切的关系。

37445 A>G: m.7445A>G突变造成mtDNA H链编码的COI基因的终止密码子AGA变成AGG,使得COI多肽末端增加了 3个氨基酸,同时,该突变邻近L链上RNASer(UCN )3’端核酸内切酶的剪切位点,突变改变了RNASer(UCN)前体的加工,造成线粒体tRNASer(UCN)稳定性和ND6 mRNA表达量显著下降。

412201 T>C: 12201T>C突变改变了tRNAhis的结构和功能,tRNA代谢紊乱造成了线粒体翻译及呼吸缺陷,并降低了线粒体ATP产量和ΔΨmROS生成随之增加。由于内耳细胞对胞内的氧化还原平衡及自由基水平有着敏锐的感知能力,它们将最先出现功能异常并导致内耳功能障碍,表现为听力下降。

三、不同类型耳聋基因突变患者临床表现及预防办法

(1)当患者GJB2基因发生纯合突变(如GJB2.235delC纯合突变)、复合杂合突变时(如GJB2.235delC杂合突变复合GJB2.299delAT杂合突变),患者通常表现为先天性重度耳聋,即患者出生时就表现出耳聋症状。此时进行人工耳蜗移植效果良好。

(2)当患者为GJB2单杂合突变(如GJB2.235delC杂合突变)或与其他耳聋相关基因位点组成的复合杂合突变(如GJB2.235delC杂合突变复合SLC26A4 2168 A>G杂合突变)时,患者无明显耳聋表现或病情相对较轻。

临床表现及预防方法:

(3)当患者为GJB3 538C>T纯合突变时,临床表现多为后天高频感音神经性耳聋,即患者青少年时期听力正常,当发育至青壮年期间(20-30岁)时,听力逐渐下降直至发生重度耳聋。目前尚无有效的预防方法。

(4)当患者为GJB3 538 C>T杂合突变时,患者听力损失程度从正常到极重度都有可能,目前尚无有效的预防方法。

(5)当患者为SLC26A4纯合突变(如: IVS7-2A>G 纯合突变)或复合杂合型突变(如IVS7-2A>G 杂合突变复合2168 A>G 杂合突变)时,临床表现为后天迟发型耳聋。部分患者表现为Pendred综合征,即甲状腺肿大和感音神经性耳聋;另一部分患者表现为大前庭导水管综合征(EVAS),EVAS和耳蜗畸形有非常密切的关系,建议联合颞骨CT进行确诊。

(6)当患者为SLC26A4单杂合突变(如IVS7-2 A>G杂合突变),患者无明显耳聋表现或病情相对较轻。

(7)SLC26A4基因突变患者要避免发烧、头部撞击、情绪波动等引起的颅内压增高的现象。

(8)当患者mtDNA 1555或1494位点出现以下突变:均质突变(如:1555 A>G均质突变)、异质突变(如:1555 A>G异质突变)、复合杂合突变(如:1555 A>G异质突变复合1494 C>T异质突变)时,患者听力损失程度从正常到极重度都有可能,且大部分先证者都有明确的正常剂量氨基糖甙类抗生素应用史。耳聋可发生于任何年龄,患者使用氨基糖甙类药物会导致或加速重度耳聋的发生,表现为迟发性听力下降,程度不等。此类患者因避免使用氨基糖甙类药物,如链霉素、庆大霉素、卡那霉素等。由于线粒体基因属于母系遗传,患者的母亲及其子女终身禁用氨基糖苷类药物。用药指南如下:

(9)mtDNA 7445、mtDNA 12201与氨基糖甙类敏感性耳聋尚无明显相关性,当患者mtDNA 7445或mtDNA 12201位点出现以下突变:均质突变(如:7445 A>G均质突变)、异质突变(如:7445 A>G异质突变)、复合杂合突变(如:7445 A>G异质突变复合12201 T>C异质突变)时,患者听力损失程度从正常到极重度都有可能,耳聋可发生于任何年龄。此类患者相对较少且目前尚无有效的预防方法。

四、耳聋基因和听力联合筛查意义

三级防控-新生儿基因和听力联合筛查

1. 新生儿听力筛查存在较大的局限性,即并不是所有的听力损失均会在出生后立即表现出来,不能筛查迟发性和药物性耳聋

2. 听力和基因联合筛查,提高筛查阳性率,降低漏诊率

1.      发现先天性耳聋,及早安装助听器或人工耳蜗植入,避免由聋致哑

2.      及早发现迟发性耳聋,通过生活指导,避免或延缓耳聋发生

3.      发现药物性耳聋,终身禁用耳毒性药物,并预防家族成员发生药物性耳聋

4.      筛查耳聋基因携带者,通过耳聋遗传咨询和后期婚育指导,为减少聋儿出生提供可靠依据


2018年4月

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