背景：高甘油三酯血症（HTG）的发生可归因于单基因或多基因病因基础，而对这种分子基础的理解尚不完整。APOA5在甘油三酯（TG）代谢中起关键作用，APOA5缺乏是HTG的一个公认病因。然而，仅在孤立病例中观察到的罕见APOA5变异体的效应通常难以确定。本研究旨在寻找一个中国中度HTG家系的遗传病因，并进行初步的计算机模拟验证。
方法：8名家系成员接受了生化检测和基于全外显子组测序（WES）的基因检测。记录了基本信息，包括身体质量指数（BMI）、病史、TG管理处方以及吸烟和饮酒习惯。进行了全面的残基保守性分析和蛋白质结构稳定性的计算模拟，以评估假设的致病变异体的影响。
结果：鉴定出一个罕见的杂合APOA5变异体（p.R223C）。具体而言，携带该变异体的6名家系成员的空腹血浆TG水平显著高于公认阈值（1.7 mmol/L），最高达4.96 mmol/L，而该家系中一名非携带者的TG正常。p.R223C变异体在ClinVar和gnomAD数据库中不存在。此外，计算机模拟预测结果支持该变异体的潜在有害性。
结论：本研究提出了一个与罕见APOA5变异体相关的家族性中度HTG病例，根据ACMG/AMP指南，该变异体被分类为很可能致病（LP）。该变异体的真实效应需要通过生化或细胞研究进一步验证。
高甘油三酯血症（hypertriglyceridemia, HTG）以血液中甘油三酯（triglyceride, TG）水平升高（>1.7 mmol/L）为特征，影响全球约10%成人，并与动脉粥样硬化性心血管疾病、胰腺炎及代谢紊乱相关。HTG的发病涉及单基因或多基因病因，但目前对该分子基础的理解尚不完整。APOA5（载脂蛋白A5）是一种主要由肝脏合成的小分子载脂蛋白，通过增强脂蛋白脂肪酶（lipoprotein lipase, LPL）活性促进富含TG的脂蛋白（如乳糜微粒和极低密度脂蛋白）中TG的水解，因此是血浆TG水平的关键调节因子。APOA5缺乏是HTG的已知原因，但仅在孤立病例中观察到的罕见APOA5变异体（如p.R223C）的致病性往往难以确定。本研究报道了一个中国8人HTG家系，其中7人携带罕见杂合APOA5变异体（p.R223C），6人（排除长期服药者）均表现为中度HTG。研究人员通过全外显子组测序（whole-exome sequencing, WES）和Sanger测序鉴定该变异体，结合生物信息学预测（残基保守性分析及蛋白质结构稳定性模拟）评估其潜在危害性，并依据ACMG/AMP指南将其分类为很可能致病（likely pathogenic, LP）。该研究为罕见APOA5变异体在家族性HTG中的作用提供了家系证据，对HTG的分子诊断和机制研究具有参考意义。论文发表在《Frontiers in Genetics》。
研究人员采用了以下关键技术方法：研究对象为来自吉首大学第一附属医院的8名HTG家系成员（含先证者及其亲属）。主要方法包括：生化检测（测定血脂、肝肾功能等指标）、全外显子组测序（WES）及Sanger测序验证；对APOA5蛋白序列（来自50个物种，含30种哺乳动物）进行多重序列比对（ClustalW/MEGA12）以评估第223位精氨酸的保守性；利用Dynamut2计算吉布斯自由能变化（ΔΔG）预测p.R223C变异对蛋白质结构稳定性的影响，并通过AlphaFold 3预测突变体结构进行比对。
研究结果如下：
**HTG家系概述**：先证者（P2）于2001年（56岁）首次检出TG升高，其后其妹（P1）及子女（P3、P4）先后诊断，2024年孙子（P8）体检发现TG异常（最高4.96 mmol/L）。所有家系成员否认糖尿病、冠心病、胰腺炎等病史；P2、P6有高血压，P3、P4有轻度脂肪肝，部分成员超重、有吸烟饮酒史。P1和P3服用阿托伐他汀，P2长期服用非诺贝特。
**生化和基因检测结果**：生化检测显示，除长期服药后TG正常的P2（但eGFR降低）和未携带变异体的P6外，其余6名携带p.R223C变异体的成员空腹血浆TG均>1.7 mmol/L（最高4.96 mmol/L），并伴有不同程度的TC、HDL-C、LDL-C及载脂蛋白E（APOE）异常。WES及Sanger测序鉴定出罕见杂合APOA5变异体（c.667C>T, p.R223C），该变异体位于APOA5最后一个外显子（第4外显子），在ClinVar和gnomAD中不存在，但在两项独立研究（Jin et al., 2018; Liu et al., 2024）中曾报道可能与HTG相关。多种计算机预测工具（SIFT、PolyPhen-2、MutationTaster）支持其有害性，REVEL评分为0.702。依据ACMG/AMP指南（PP1_Moderate + PM2 + PS4_Supporting + PP3），该变异体被分类为LP。在15个TG相关基因面板中未发现其他致病性的罕见变异，但受影响的6个个体均携带1~2个中国人群中已知的HTG风险变异（如GCKR c.1337T>C, APOA5 c.-3A>G, rs2075291）。
**APOA5第223位残基保守性分析**：对30种哺乳动物、10种鸟、5种爬行动物及5种两栖动物的APOA5蛋白序列进行多重序列比对，发现第223位精氨酸（R）在全部30种哺乳动物中严格保守，构成高度保守的七肽基序（RLSRCVQ），提示该残基对蛋白质结构和功能至关重要。
**p.R223C对APOA5结构稳定性的影响**：通过Dynamut2计算，p.R223C突变导致与邻近残基（Q313、D346、D350）的氢键和范德华力丢失，同时消除带正电的精氨酸与D346/D350之间的离子键（盐桥），并破坏部分极性接触网络。预测ΔΔG = −0.61 kcal/mol（<0），支持该变异体降低APOA5结构稳定性。
**ClinVar中短胚系APOA5变异体的汇总**：截至撰稿时，ClinVar共收录15个短胚系APOA5变异体（<50 bp），包括本研究提交的p.R223C。除两个条件未提供外，其余均与心血管表型（HTG、高脂蛋白血症等）相关，且均为致病或很可能致病。p.R223C是其中唯一的错义变异，其余为移码或无义变异（导致提前终止）。
讨论部分总结：APOA5通过结合血管生成素样蛋白3/8复合物（ANGPTL3/8）抑制其抑制LPL的能力，从而降低TG；p.R223C位于羧基端，可能影响APOA5-ANGPTL3/8结合，但目前缺乏复合物结构数据；预测结构可靠性需谨慎对待。研究局限性包括：P2和P6未行WES（但Sanger测序足以支持结论）；P8的极高TG可能由p.R223C、两个共存的HTG风险变异（rs2075291和rs1260326）及生活方式（吸烟、饮酒）共同导致；p.R223C单独致HTG的程度需体外/体内功能研究确认。此外，文献发现多个APOA5风险变异（如rs662799、rs651821、rs2266788、rs2075291）具有人群特异性；p.R223C在中国汉族人群中等位基因频率极低（PGG.Han数据库0.007%），但目前报道尚不足以确定其人群特异性。临床方面，P2长期服用非诺贝特但eGFR提示慢性肾病人群风险，需调整用药；其他成员未接受降脂治疗，目前均接受饮食治疗。
结论翻译：仅基于孤立病例推断新的HTG相关变异体对临床可靠性构成挑战。在本研究中，7名HTG患者以杂合方式携带罕见APOA5变异体p.R223C，而该家系中另一名非携带者的血浆TG正常。这种基因型与表型在家系内的关联提供了有价值的证据，支持p.R223C变异体在中度HTG中的潜在有害性，为APOA5缺乏所致HTG的分子诊断和机制研究提供了见解。
