遗传性视网膜疾病(Inherited retinal diseases,IRDs)是一组罕见的孟德尔遗传病,就像隐藏在眼睛里的 “视力小偷”,悄无声息地破坏视网膜组织,导致光感受器(眼睛中负责感知光线的神经元)功能障碍或退化,最终让患者走向失明。全球每 1000 人中就约有 1 人受其困扰,而且它临床症状多样,发病年龄、进展速度、严重程度都因人而异。
目前,IRDs 的诊断面临诸多挑战。虽然它大多遵循孟德尔遗传规律,但遗传和等位基因异质性极高,已发现近 300 个致病基因。即便有新一代测序技术(Next-generation sequencing,NGS)助力,仍有 24 - 47% 的典型病例因技术局限、未知致病基因等因素无法明确病因。尤其是南亚人群,相关研究少之又少,这就像在黑暗中摸索,难以找到精准诊断和治疗的方向。
为了揭开 IRDs 在巴基斯坦人群中的神秘面纱,来自瑞士巴塞尔大学眼科研究所、巴基斯坦哈扎拉大学等多个机构的研究人员,对巴基斯坦的 IRD 患者展开了深入研究。
研究人员收集了来自巴基斯坦三个地区的 213 个不相关家庭的 722 名 IRD 患者的样本。这些患者大多来自偏远地区,由于当地缺乏专业眼科检查设备,很多患者只能通过医疗问卷进行初步诊断。
研究人员运用了全外显子测序(Whole exome sequencing,WES)技术,这就像是给患者的基因做了一次 “深度扫描”。他们还进行了连锁分析、单倍型分析、Sanger 测序验证以及构建迷你基因进行体外剪接实验等。
通过研究,他们有了一系列重要发现:
- 临床和人口统计学数据:在 213 名先证者中,女性占 54%,男性占 46%。大多数患者(73.3%)来自开伯尔 - 普赫图赫瓦省。
- 分子发现和突变谱:研究人员在 171 个家系(80.3%)中实现了分子诊断,共鉴定出 60 个 IRD 相关基因的 129 种独特的致病等位基因,其中 54 种(41.8%)是新发现的。错义变异(34.1%)最为常见,其次是无义变异(23.2%)和小的插入 / 缺失(indels)导致的移码突变(23.2%) 。突变频率较高的基因有 ABCA4、CRB1 等,而 USH2A 和 EYS 等基因的突变在该队列中很少见。
- 反复出现的纯合突变和整体基因组纯合度:研究发现了三个高频反复出现的致病等位基因,分别在 CRB1、ABCA4 和 MYO7A 基因上。单倍型分析证实这些可能是奠基者突变,从共同的远祖遗传而来。此外,巴基斯坦患者的基因组纯合度(autozygosity)中位数为 285Mb,显著高于其他国家的 IRD 患者。
- 拷贝数变异:在五个不相关家庭中检测到致病性大片段缺失,涉及 EYS、CRB1 等基因,其中 RP1 基因的大片段缺失还通过 PCR 扩增和 Sanger 测序进行了验证。
- 影响 RNA 剪接的变异:通过体外实验证实,PDE6C 基因的一个同义变异和 NYX 基因的一个内含子突变会导致异常剪接,分别影响了至少 10 例和 6 例患者。
在讨论部分,研究人员指出,本次研究的诊断率高达 80.3%,且 95.9% 确诊家系为常染色体隐性遗传,这可能与巴基斯坦人群的近亲结婚、族内通婚和地理隔离有关。这些因素减少了突变检测的干扰,提高了遗传分析效率,但也增加了其他疾病的风险。与以往研究相比,该队列中 ABCA4 和 CRB1 是最常突变的基因,这与之前巴基斯坦人群研究结果不同,可能是检测方法和研究人群地理来源差异导致的。此外,该队列中 CNV 的突变负担约为 3%,低于欧洲人群研究结果,可能与某些疾病基因在队列中的代表性不足有关。
总的来说,这项研究首次全面描绘了巴基斯坦 IRD 患者的遗传景观,发现了多个反复出现的奠基者突变,揭示了其独特的遗传结构。这不仅有助于当地开展更精准的遗传分析和咨询,为基因治疗临床试验招募患者提供基线参考,还为全球 IRD 研究贡献了宝贵数据,推动了对这一罕见病的理解和诊疗发展。研究成果发表在《npj Genomic Medicine》上,为该领域的进一步探索点亮了一盏明灯。