中国孤立性先天性输精管缺如患者中CFTR与ADGRG2变异的谱系、分类及夫妇CFTR变异携带风险评估：一项大样本队列研究

先天性输精管缺如（congenital absence of the vas deferens, CAVD) 是梗阻性无精子症及男性不育的主要病因，其遗传病因主要与CFTR(常染色体隐性遗传)及ADGRG2 (X连锁遗传)基因突变相关。然而，孤立性先天性输精管缺如(isolated congenital absence of the vas deferens, iCAVD)中变异的遗传谱系与分类，以及受累夫妇中CFTR变异携带的风险，目前尚不完全清楚。在这项横断面研究中，研究人员于2012年至2024年间纳入了199例中国iCAVD患者及148例女性配偶。74.87%的iCAVD患者中检出CFTR和ADGRG2变异，其中CFTR为主要致病基因。值得关注的是，10.14%的夫妇双方携带有相同意义未明或可能致病的CFTR变异，凸显了潜在的生殖风险。最常见的致病性变异为CFTR c.1210-12T (5T)和c.4056G > C (p.Gln1352His)，而c.1666A > G (p.Ile556Val)被归类为可能良性。c.4056G > C变异表现出显著的区域性种族特征。此外，基因型-表型相关分析显示CBAVD患者不同变异亚组间在精液量、pH值及果糖水平方面存在显著差异。综上所述，这些发现为大规模iCAVD队列的基因型-表型景观提供了全面概述，强调了CFTR和ADGRG2相关变异分类及生殖风险的重要性。该研究为受累夫妇的遗传咨询和生殖规划提供了宝贵见解。

## 研究背景与问题

先天性输精管缺如(CAVD)是梗阻性无精子症的首要病因，约占男性不育病例的1%-2%。CAVD既可表现为不育男性的孤立性发现，即孤立性先天性输精管缺如(iCAVD)，也可作为囊性纤维化(CF)的临床特征之一出现。根据输精管缺失的范围，CAVD可分为先天性双侧输精管缺如(CBAVD)和先天性单侧输精管缺如(CUAVD)。CFTR基因(常染色体隐性遗传)和ADGRG2基因(X连锁遗传)是已知的主要遗传致病因素。然而，iCAVD的遗传谱系、变异分类以及受累夫妇的CFTR变异携带风险至今缺乏系统性研究，尤其对于不同种族背景下的变异分布特征认识不足。在高加索人群中，p.Phe508del、5T等是最常见的CFTR变异，但中国人群的变异谱系与之存在显著差异，c.1666A > G和c.4056G > C等变异的致病性分类在ClinVar等数据库中存在冲突，给遗传咨询带来挑战。此外，大多数iCAVD患者仅表现为不育而缺乏其他临床症状，夫妇双方是否携带相同CFTR变异的数据十分匮乏，后代罹患囊性纤维化的风险评估因此存在困难。

## 研究设计与主要发现

研究人员对中国iCAVD患者及其配偶进行了全面的遗传学分析，揭示了该疾病的遗传特征与临床关联。研究共纳入199例iCAVD患者及148例女性配偶，通过全外显子测序、小基因剪接分析等方法系统评估CFTR和ADGRG2基因的变异情况，并结合临床表型进行基因型-表型关联分析。

### 关键技术方法

样本来源于2012年至2024年间在中山大学孙逸仙纪念医院就诊的199例中国iCAVD患者及148例女性配偶，其中13对患者父母参与家系共分离分析。分子检测采用PCR扩增CFTR和ADGRG2全部编码区及相邻内含子区的Sanger测序；对4个潜在剪接变异进行基于pMini-CopGFP载体的小基因(minigene)剪接功能验证；利用AlphaFold进行蛋白质三维结构预测；生物信息学分析整合REVEL、CADD、PolyPhen-2、SpliceAI等工具，参照2015年ACMG标准进行变异致病性分类；统计学分析采用Kruskal-Wallis检验及DSCF事后检验比较多组间差异，数据可视化使用R软件及tidyverse等包完成。

### 研究结果

**iCAVD患者中CFTR和ADGRG2变异的特征分析**：在199例iCAVD患者中共鉴定出63种不同变异，其中59种位于CFTR基因，4种位于ADGRG2基因。40种被归类为致病性或可能致病性，19种为意义未明变异，4种为可能良性。变异类型以5T(36.70%)和错义变异(26.63%)最为常见。5T是最常见的变异，存在于34.42%的等位基因中；其次为c.4056G > C (7.04%)和c.1666A > G (4.02%)。与gnomAD东亚男性对照比较，5T、c.4056G > C、c.-34C > T和c.1766+5G > T在患者中的频率显著升高，而c.1666A > G与对照无显著差异。

**夫妇CFTR变异携带风险的评估**：在148对夫妇中，22.97%的夫妇双方均携带CFTR变异，其中10.14%的夫妇双方均携带致病性或可能致病性CFTR变异。51.35%的夫妇仅男性携带变异，6.08%仅女性携带变异，19.59%的夫妇均未携带变异。在13个家系中进行共分离分析显示，除c.1666A > G与致病性变异c.1680-1G > A呈顺式排列外，其余变异均与其他致病性变异呈反式排列，因此c.1666A > G被重新归类为可能良性。

**CFTR和ADGRG2新型变异的评估**：发现6种新型变异，包括CFTR基因的c.373dupA (p.Ile125Asnfs*34)、c.433C > G (p.Leu145Val)、c.1342delA (p.Ile448*)和c.2904A > C (p.Lys968Asn)，以及ADGRG2基因的c.959delCinsTT (p.Pro320Leufs*4)和c.1402C > T (p.Gln468*)。所有新型无义变异和移码变异均被分类为致病性，c.433C > G为可能致病性，c.2904A > C为意义未明变异。AlphaFold结构预测显示p.Leu145Val可能改变紧密堆积的疏水核心取向，p.Lys968Asn可能改变疏水相互作用并诱导跨膜结构域的构象变化。

**RNA剪接分析**：小基因分析显示CFTR基因的c.579+4T > C、c.1210-6T > A、c.3469-3C > A(患者)以及c.2908+4C > A(女性配偶)这4个变异均不引起异常剪接，据此将这4个变异重新分类为可能良性。

**199例iCAVD患者的表型与基因型关联**：CBAVD患者中76.73%携带至少一种CFTR或ADGRG2变异，CUAVD患者中该比例为67.50%。CBAVD患者携带的变异数量多于CUAVD患者(平均1.26个 vs 0.95个)。按基因型分组后，CBAVD患者中：精液pH值从I组到III组呈阶梯式下降(p<0.0001)；精液量在组间存在差异(p=0.008)，III组低于II组(0.90 mL vs 1.45 mL)；果糖水平在组间存在差异(p=0.012)，III组高于II组；抑制素B(INHB)在组间存在显著差异(p<0.001)，III组高于I组和II组。在CUAVD患者中，仅精液pH值在组间存在差异(p=0.024)，III组低于I组(6.20 vs 6.70)。

## 讨论与结论

研究讨论部分系统阐述了中国iCAVD人群的遗传特征及其临床意义。中国iCAVD的CFTR变异谱系与高加索人群存在显著差异：5T持续为中国最普遍的风险等位基因，而p.Gln1352His、p.Ile556Val等构成次级热点，这与高加索人群中以p.Phe508del、5T和p.Arg117His为主的模式形成鲜明对比。这种人群差异反映了祖先特异性变异分布和长期的人群富集效应，也与囊性纤维化相关疾病(CFTR-RD)中基因型-表型相关性的人群依赖性有关。经典CF通常由两个CF致病性变异导致，而iCAVD作为CFTR-RD更常涉及一个严重变异加一个轻度变异或两个轻度/外显率可变异异的组合，从而保留了足够的残余CFTR功能以避免出现严重的多器官CF表现。

在夫妇筛查方面，10.14%的夫妇双方共享致病性或可能致病性CFTR变异这一发现具有重要临床价值。鉴于CBAVD常需要睾丸精子提取术(TESE)联合卵胞浆内单精子注射(ICSI)，当配偶携带CF致病性变异且预测子代患经典CF风险较高时，植入前单基因遗传病检测(PGT-M)是最直接的选择；而对于部分非无精子症的CUAVD病例或外显率较低的CFTR-RD情况，自然受孕联合产前诊断可能是合理选择。从成本效益角度，建议采用分层策略：首先对患病男性进行适合中国变异谱的检测(包括5T和人群富集等位基因)，必要时进行配偶复查检测，并主要针对高风险基因型优先实施PGT-M。

**研究结论**：74.87%的中国iCAVD患者携带CFTR或ADGRG2变异，包括6种新型变异。c.4056G > C (p.Gln1352His)应被视为该人群中常见的致病性变异。基因型-表型相关分析提示精液pH可能作为携带两个或以上变异患者的预测指标，凸显其作为潜在生物学警示标志的作用。此外，CAVD夫妇中的CFTR筛查揭示了10.14%的共同变异携带风险，强调了遗传咨询以指导临床管理和产前产后护理的必要性。