【佳学基因检测】希特林蛋白缺乏症怎么导致的

希特林蛋白缺乏症怎么导致的

自从SLC25A13被克隆为CD致病基因以来，该基因的遗传分析已被公认为是CD患者明确诊断的可靠工具。 通过直接DNA测序，佳学基因采用致病基因鉴定基因解码在一次大队列分析中鉴定出15个新的SLC25A13变异，并且所有这些变异均经实验室和生物信息学证据证明是CD相关的致病性突变。 这些新突变扩大了SLC25A13突变谱，并为中国患者的明确诊断提供了确凿的遗传证据，以及筛查分析中揭示的突变。 然而，PCR-RFLP和测序等常规DNA分析方法无法识别所有SLC25A13突变，本文中的患者C0054就是这样的病例，其父系遗传基因 .1399C>T突变是通过筛查和直接测序揭示的，而母源突变在此类常规DNA分析工具上一度仍然模糊不清。

佳学基因采用基因解码技术最近对人类 PBL 中的 SLC25A13 ASV 进行希特林蛋白缺乏症（CD)NA 克隆分析，发现了显着的转录本多样性以及转录本 r.213_328del 的丰富存在，这预测了 citrin 蛋白的建设性新型亚型的存在。 对于突变的 SLC25A13 等位基因，可以检测到类似的 ASV，但它们都携带相应突变的信息。 基因解码通过SLC25A13希特林蛋白缺乏症（CD)NA分析证实了基因解码之前的发现，特别是患者C0054母源ASV中外显子5跳跃的独特特征为定位提供了可靠的证据。 SLC25A13 基因片段内从内含子 4 到内含子 5 的大插入或缺失，直接导致最终鉴定出 IVS4ins6kb 的新型转座插入。 这些发现再次支持了这样的观点：使用人PBL对SLC25A13基因进行cDNA克隆分析可以作为citrin缺乏症分子诊断的可行工具，克服传统DNA分析的技术限制。

基因解码基因检测分析中的大IVS4ins6kb突变是继2008年报道的转座插入之后的第二次转座插入。 这个大插入序列与染色体 16p11.2 上 6057bp 的 DNA 片段相同，两侧有两个 15bp 重复序列作为该 DNA 转座子的靶位点重复。 基因解码还开启了直接证据来阐明这种转座插入的致病机制。 然而，由于IVS4ins6kb非常靠近内含子4内的分支点位点，合理的解释可能是大插入中断了套索结构的形成，从而破坏了剪接反应期间内含子4的切除。 然而，这种转座插入并不影响内含子 5 内的分支点位点，因此内含子 4 的游离 5' 端必须交替连接到该位点，形成套索并导致 SLC25A13 转录物中的外显子 5 跳跃，如使用患者 C0054 中的 PBL 进行希特林蛋白缺乏症（CD)NA 克隆分析揭示了这一点。 外显子 5 的跳跃预计会导致密码子 110 处发生移码，添加 17 个氨基酸，然后在位置 127 处引入终止密码子，从而产生截短的CITRIN(希特林蛋白） p.E110fs127X。

佳学基因对已报道的SLC25A13变异进行全面的更新，该表中的异基因变异构成了CD患者明确诊断的可靠分子证据。 然而，应该认识到，该清单本身还会通过基因解码及病例进一步步完善。 一个问题是特定突变的机制尚不明确。 例如，c.1311C>T已被报道为同义突变p.C437C[32]，但这种C>T替换可能会导致前体mRNA的剪接异常，因为它涉及SLC25A13基因中外显子13的最后一个碱基。 另一个问题在于希特林蛋白分析的经验有限。 尽管在 NICCD 患者中发现了异常转录本 r.16_212dup，但由于技术限制，其对 citrin 蛋白的生化和结构影响仍然不清楚。 一些错义突变的致病性是另一个问题。 实际上，AGC2 功能分析已证明 c.1505C>T、c.1814G>A 和 c.1895C>T 都是中性突变，但不是错义突变。 上述问题再次需要对希特林蛋白缺乏症（CD) 进行深入的分子分析，不仅需要遗传，还需要转录、翻译甚至功能工具。

尽管中国的希特林蛋白缺乏症患者数量相对较少，但作为一个人口超过13亿的国家，中国可能是最大的希特林蛋白缺乏症受害者，佳学基因估计中国约有85 700名希特林蛋白缺乏症患者。 在本病例研究中收录了 60 名新的 NICCD 患者，从而建立了 116 例希特林蛋白缺乏症（CD) 病例的儿科队列，为深入研究中国该疾病实体提供了基础。 在SLC25A13突变谱中，851_854del4、1638_1660dup、IVS6+5G>A和IVS16ins3kb可以被认为是中国的高频突变，而其余22个突变大多是散发的。 这一发现为中国人群中SLC25A13靶向突变的筛查提供了重要证据。CD患者的籍贯分析发现，大多数患者来自中国南方，部分原因是该地区SLC25A13突变的携带率高于北方。 

SLC25A13突变在中国不同地区的患者中分布不同，这4种高频突变在中国南方比北方更常见。 这种分布差异可能归因于创始人效应和遗传漂变。 这4种高频突变在人类漫长的进化史中较早地出现在中国南方地区，随后随着人口迁徙而扩散到中国北方地区。 事实上，单倍型分析已经证明，突变851_854 del 出现在南方蒙古人种人群中，其起源于中国西南部的广西和云南地区。 另一方面，有人提出，当代中国北方人和南方人分别在黄河流域和长江流域有明显的起源地，最有可能的边界划定在北纬30°， 人类学证据表明，中更新世早期，江南早期人类已扩散至秦岭和黄河以南地区。

总之，佳学基因的希特林蛋白缺乏症研究发现的16个新的致病突变丰富了SLC25A13基因的变异谱，SLC25A13突变的全面更新为CD患者的明确诊断提供了可靠的分子证据。 并且，中国儿科大型队列的建立，该队列中的SLC25A13突变及其在中国不同地区患者中的分布差异，为深入了解中国CD患者的基因型特征做出了重大贡献 。

希特林蛋白缺乏症基因检测为什么有先择致病基因鉴定基因解码？

希特林蛋白缺乏症的致病机制希特林蛋白缺乏症（CD)是由于编码希特林蛋白(Citrin)的SLC25A13基因（定位在7q21.3，含18个外显子，长约200kb）突变所致。Citrin蛋白是一种运输蛋白，含675个氨基酸，在肝脏、肾脏及心脏中均有表达，定位于线粒体内膜。Citrin的N端有4个EF手型结构域，可结合钙离子，C端作为线粒体载体活性部位有6个跨膜结构。

Citrin蛋白作为肝内主要的天冬氨酸/谷氨酸载体蛋白，在尿素循环和其他代谢过程中发挥着重要的作用。其功能主要有3方面：

1）将线粒体中天冬氨酸转运至胞浆中，参与尿素、蛋白和核酸的合成；

2）将天冬氨酸转运至胞浆。Citrin作为苹果酸/天冬氨酸穿梭的一个环节，将胞浆中糖酵解生成的NADH还原运至线粒体内，参与能量、氨基酸、糖和脂代谢；

3）在NADH形成及利用的同时促进乳糖糖异生。

SLC25A13基因突变可影响Citrin蛋白的活性，Citrin蛋白缺乏一方面可使尿素循环受阻，导致瓜氨酸积聚及高氨血症。另一方面天冬氨酸减少将使草酰乙酸生成减少，造成NADH/NAD+升高，引发各种代谢紊乱，抑制了糖酵解、糖异生、UDP半乳糖差向异构酶，扰乱了蛋白质及核酸合成，同时抑制脂肪酸氧化，促进脂肪合成。

CD以常染色体隐性方式遗传，需双等位基因存在致病性突变而致病。

•当父母双方为SLC25A13致病变异的携带者时，患者的每个同胞在受孕时有25%的几率为患者，50%的几率为无症状携带者，25%的几率不携带；

•当父母一方是携带者，另一方为患者(携带两个SLC25A13致病变异)时，患者的每个同胞在受孕时有50%的几率为患者，有50%的几率为无症状携带者。罹病几率无性别之分。 如何检测希特林蛋白缺乏症？

可根据患者临床症状、生理生化指标检测结果，结合基因检测结果进行确诊：

★常规生化：血清总胆红素和直接胆红素升高；转氨酶水平轻度升高，血清总胆汁酸显著升高；血清总蛋白和白蛋白水平降低、甲胎蛋白水平显著升高；低血糖、高脂血症、半乳糖血症、凝血功能轻度异常等。

★血串联质谱分析：瓜氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、酪氨酸和精氨酸水平增高，部分患者仅有瓜氨酸增高，可伴有多种酰基肉碱增高。

★尿气相质谱分析：半乳糖、半乳糖醇和半乳糖酸和4-羟基苯乳酸、4-羟基苯丙酮酸增高。

★肝脏组织病理：显著改变为肝脂肪变性，可见弥散肝细胞微泡或大泡状脂肪变性，毛细胆管内有胆汁淤积甚至小胆栓形成，轻到中度纤维化，个别患者可见肝门处淋巴细胞浸润及肝巨细胞转化。

★基因检测：检测到两个SLC25A13等位基因均有致病性变异即可确诊本病。

★肝组织中Citrin蛋白表达水平：患者的肝组织中Citrin蛋白表达水平降低。

CD患者使用SLC25A13基因相关的检测项目可明确遗传学病因。《人体基因序列变化与人体疾病表征》数据库中收录检出病因患者的SLC25A13基因突变情况如下表：致病性突变主要为位点变异，约占患者总数的85%-90%，目前已发现的高频突变有c.852_855del（又被报道为c.851del4）、c.1638ins23、IVS6+5G>A；还有一定比例的片段性突变，约为10%-15%，高频突变包括IVS16ins3kb。因此在进行基因检测时需注意选择合适的基因检测技术，确保检出率。