粘多糖贮积症i型分子生物学及产前诊断研究进展

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1、粘多糖贮积症I型分子生物学及产前诊断研究进展江南综述周裕林审校(厦门市妇幼保健院分子诊断实验室，厦门，361003)摘要：粘多糖贮积症为糖胺聚糖降解代谢障碍所引起的一组遗传代谢病。根据不同的陆缺陷，可分为8型，鉴于我国I型最常见，本文就MPS-I的临床特征、a-L-艾杜糖百酸臨基因结构、突变类型、特点及检测方法加以综述。关键词：粘多糖贮积症I型；a・L■艾杜糖廿酸酶；基因突变粘多糖是一类蛋白多糖，其屮包括透明质酸(HA)、硫酸软骨素(CS｝、硫酸皮肤素(DS)、硫酸乙酰肝素(HS)和硫酸角质素(KS)5种。其分解代谢首先由组织蛋白酣

2、使蛋白多糖复合物的肽链分离并水解，然后经葡•萄糖甘陆或半乳糖幵陆等逐步降解，最后释出多糖。降解过程的任一种臨发生遗传性缺陷，均町使代谢中断而致病。粘多糖贮积症I型(mucopolysaccharidosistypconc,MPS-I)是由a-L-艾杜糖昔酸酶(IDUA)基因突变引起的一种常染色体隐性遗传病。多种突变可导致a・L■艾杜糖廿酸酶的缺陷，它是HS和DS降解过程中所必需的酶。该酶的缺陷导致其天然底物在各组织溶酶体内堆积，最终引起临床症状。本病的临床表现具冇广泛的变异性，现分为三种亚型：重型Hurler综合征；中间型Hurle

3、r/Scheie综合征：轻型Scheie综合征。MPS-I临床表现的差界性给疾病严重程度的预测及遗传咨询带来了一定的困难，然而自从IDUA基因被克隆以来，突变分析为MPS-I的各种表型提供了分了水平的解样。目前已发现51种突变和3()种多态性⑴，使该病呈现了复杂的分了异质性。突变分析对于表型的预测、遗传咨询以及各种实验性治疗的选择和评估具有重要价值。1、临床特征在生化棊础未被认清Z前，粘多糖贮积症主要根据其临床表现分类。Hurler综合征是蝕早被人们认识的一种粘多糖病，又由于它最为常见，发病率为新生儿的1/15000-1/10000

4、12',.因而乂被认为是粘多糖贮积症的原型。后乂发现一临床表现较轻的MPS-Scheie综合征，后经证实Scheie与Hurler综合征具有相同的生化基础，均是由同-种腮a・L■艾杜糖背酸酶缺乏引起，因而又将他们划分为亚型MPS-IH和MPS-ISoHurler与Scheie综合征被认为是山IDUA基因座位上一对等位基因所决定的叫Hurler综合征是重型基因的纯合子，Scheie综合征为轻型基因的纯合了，并可认为临床表现介于此两型Z间的患者为二等位基因的双重杂合子，划分为MPS-I/H或Hurler/Scheie综合征。重型MPS-

5、I型患者通常在出生后一年内即发病，呈进行性发展，表现为川:脾肿人、肾骼畸形、角膜浑浊、严重智力低下,通常于10岁前因呼吸道阻塞或心肺合并症死亡。中间型患者，中枢神经系统累及很少，但多于7岁以前表现运动能力的明显下降。轻型患者神经系统很少或无受累，体形改变较轻,正常生命时限，但以关节僵直、肝脾轻度肿大、主动脉瓣疾病和角膜浑浊为特征。2、IDUA基因结构自90年代以来，许多学者一总在探索MPS-I的分子致病机制，并取得了很大进展。1991年，编码全部外显子的cDNA被分离和表达⑷，从其IDUA的cDNA序列可知，IDUA含冇1959bp

6、的开放阅读框，编码653个氨基酸。其中包括26个氨基酸组成的信号肽，在成熟前被切掉，因而成熟的酶蛋白含冇627个氨基酸，分子最为70029dak1992年，该基因被克隆，现知该基因定位于4pl6.3,全长约19kb,含14个外显子，外显子长度介于77217bp之间⑸6】。第］,2外显子被一个长566bp的内含子间隔；第2,3外显子间的内含子较大，约13kb,而最后12个外显子聚集在4.5kb的区域，其间的内含子长度在78478bpZ间。内含了含冇一个Alu垂复区和一个可变数冃串联垂复序列(VNTR),此VNTR是由一长为86bp的核

7、心单位串联重复而成，具冇高度的多态性，可利用此多态性进行家系分析以辅助诊断。Scott等曾在人群屮分析该多态性，发现3种长为800bp,715bp和630bp多态片段⑺。小山医科大学光炜等用同样方法检测了广东汉族人口该位点多态性，发现5种等位基因和9种基因型，其类型和频率与Scott报道的有显著差弄，提示IDUA基因的改变对能具有种族差异性⑻。另外，还发现除内含了11以外的所有内含了■外显了连接区均遵循GT/AG法则，而内含子11两端为GC/AG连接。IDUA基因具启看家基因的特点:启动子区没有典型的CAAT框，仅含有GC框和多个转

8、录起始点CA,其转录后的mRNA长仅为2.3kb。目前，犬和鼠的IDUA已被分离Hl,它们的IDUA基因均与人的IDUA基因结构相似。犬与人的IDUA基因和蛋白均有82%同源性，鼠与人的cDNA和蛋白同源性为78%和力％。正因为这种较