引用本文: 虎學君, 李貞, 牛偉, 楊尚英, 芮雪, 盛迅倫, 容維寧. CDHR1和C2orf71基因新變異相關的視錐視桿細胞營養不良. 中華眼底病雜志, 2022, 38(8): 656-662. doi: 10.3760/cma.j.cn511434-20211213-00695 復制
視錐視桿細胞營養不良(CORD)為臨床中較常見的遺傳性視網膜疾病,通常以視錐、視桿細胞先后受累為主要特征[1]。其主要臨床特征為青少年時期開始出現的視力進行性下降伴畏光和不同程度辨色力異常,部分患者可伴有眼球震顫,黃斑區呈現不同程度萎縮和色素沉積,視網膜血管正常或輕微萎縮。其遺傳方式包括常染色體顯性遺傳(AD)、常染色體隱性遺傳(AR)和X連鎖遺傳(XL)。既往對于CORD診斷主要基于臨床病史詢問、多模式影像評估和電生理檢測。由于CORD具有高度遺傳和臨床異質性,在疾病不同時期可呈現出不同的臨床表現和體征,并且與其他類型的遺傳性視網膜疾病存在表型重疊現象。因此,僅依靠臨床表現難以做出準確診斷。目前已發現與CORD相關的致病基因37個(RetNet:https://sph.uth.edu/Retnet/sum-dis.htm),其中最常見的致病基因是ABCA4、CRX、GUCY2D和RPGR[2]。基因檢測結合臨床表型分析有助于提高CORD患者臨床診斷效率和準確性。本研究應用全基因組外顯子測序技術對2個CORD家系進行了基因篩查,并結合基因型和臨床表型進行分析。現將結果報道如下。
1 對象和方法
家系調查研究。本研究經寧夏回族自治區人民醫院倫理委員會審核(批準號:20190909);嚴格遵循《赫爾辛基宣言》原則;所有受檢者均獲知情并簽署書面知情同意書。
2021年2月于寧夏回族自治區人民醫院寧夏眼科醫院就診的2個CORD家系中的2例患者及其家系成員6名納入本研究。患者分別來自2個無血緣關系家系(圖1)。參照文獻[3]的標準確立CORD診斷:(1)首發癥狀為視力下降,常伴色覺異常和畏光,夜盲出現較晚,也可伴有眼球震顫;(2)視野首先出現中心暗點,其后周邊視野逐漸出現部分缺失;(3)眼底早期正常或輕微黃斑損害及視盤顏色淡,隨病情進展黃斑區可出現靶心樣色素上皮細胞脫失,視盤呈蠟黃色,視網膜血管變細,不同程度視網膜萎縮改變;(4)視網膜電圖(ERG)表現為視錐細胞反應降低,隨著疾病進展視桿細胞反應下降,但視錐細胞反應異常程度較視桿細胞反應更明顯,即呈錐-桿型ERG反應。

詳細詢問納入家系的病史和家族史,并行最佳矯正視力(BCVA)、色覺、裂隙燈顯微鏡、間接檢眼鏡、眼底彩色照相、光相干斷層掃描(OCT)、自身熒光(AF)、熒光素眼底血管造影(FFA)、ERG檢查。ERG檢測和分析參照國際臨床視覺電生理協會的標準進行。
采集先證者及其父母、部分家系成員的外周靜脈血5 ml,乙二胺四乙酸抗凝。采用德國QIAGEN公司Qiamp Blood試劑盒按照操作規程提取全基因組DNA。采用Agilent SureSelect外顯子捕獲試劑盒進行全基因組外顯子捕獲,高通量測序儀 (美國Illumina公司)進行測序,深度100×。原始測序數據經Illumina Basecalling Software 1.7分析軟件處理后,與美國國立生物技術信息中心(NCBI)人類基因組DNA參照序列(NCBI build 37.1)進行比對。單核苷酸變異和插入和缺失變異分別通過SOAP軟件(http://soap. genomics.org.cn)、BWA軟件(http:// bio-bwa. sourceforge.net/)進行分析,得到樣本中DNA序列所發生的全部變異。濾過數據庫(db135)中最小等位基因頻率(MAF)>1%的高頻變異位點。濾過對蛋白質的結構和功能不產生影響的變異。經過逐步過濾,篩選出家系內所有患者共享的變異數,再過濾家系無患病親屬存在的變異,獲得候選致病基因變異。對候選致病基因變異采用Sanger驗證排除假陽性,進一步在正常家系成員中進行基因型和表型的共分離驗證。根據AD、AR、XL的遺傳規律,分析家族史,確立其遺傳類型。
依據美國醫學遺傳學與基因組學學會(ACMG)2015年發布的《序列變異解讀標準和指南》對新發變異進行基因變異致病性評估。參考千人基因組計劃數據庫 (http://browser.1000genomes.org)及外顯子組集合聯合數據庫(http://exac.broadinstitute.org/)東亞人種等位基因頻率,MAF<0.005作為排除良性變異的標準。通過Polyphen2(http://genetics.bwh.harvard. edu/pph2)、SIFT(http://sift.jcvi.org)、PROVEAN(http://provean.jcvi.org/index.php)、Mutation Taster(http://www.mutationtaster.org)等不同預測軟件進行致病性預測。4個預測至少有1個結果為良性時或致病性證據不足時將變異歸類為臨床意義不明。當所有預測結果均為致病性時,結合其他證據將變異歸類為可能致病性變異。移碼變異、無義變異和有導致蛋白功能喪失實驗證據的變異歸類為致病性變異。采用在線分析工具Multalin(http://sacs.ucsf. edu/cgi- bin/multalin.py)對變異位點進行保守性分析。
2 結果
家系1先證者(Ⅱ6),女,49歲。以雙眼視力下降伴畏光9年,夜盲4年就診。否認家族遺傳病史,父母非近親結婚。雙眼紅綠色弱;眼前節均未見明顯異常。右眼BCVA -7.00 DS/-1.25 DC×30°→0.03,左眼BCVA -5.25 DS/-1.00 DC×180°→0.06。雙眼視盤顏色淡紅,黃斑區萎縮,中心凹反光消失,周邊視網膜點狀色素沉著(圖2A,2B)。OCT檢查,雙眼黃斑中心凹厚度明顯變薄(圖2C,2D)。FFA檢查,雙眼黃斑中心凹萎縮區透見熒光(圖2E,2F)。眼底AF檢查,雙眼黃斑區弱熒光,病灶邊緣環狀強熒光(圖2G,2H)。ERG檢查,雙眼暗適應0.01 b波振幅重度降低,暗適應3.0和明適應3.0 a、b波振幅均重度降低(表1),提示雙眼視桿細胞和視椎細胞功能重度不良。該家系其他受檢者眼部檢查除輕度屈光不正外無其他異常表型。


家系2先證者(Ⅱ4),男,30歲。以雙眼視力下降4年就診。否認夜盲及家族遺傳病史,父母非近親結婚。雙眼紅綠色弱;眼前節均未見明顯異常。右眼BCVA -1.50 DS/-1.50 DC×30°→0.3,左眼BCVA -2.75 DS/-0.75 DC×180°→0.2。雙眼視盤顏色淡紅,黃斑區萎縮,中心凹反光消失,周邊視網膜未見明顯色素沉著(圖3A,3B);雙眼OCT、眼底AF、FFA表現(圖3C~3H)同家系1先證者。ERG檢查,雙眼暗適應0.01 b波和暗適應3.0 a、b波振幅輕度降低,明適應3.0 a、b波振幅重度降低(表1),提示雙眼視錐細胞功能重度不良伴輕度視桿細胞功能不良。該家系其他受檢者眼部檢查除輕度屈光不正外無其他異常表型。

基因檢測結果顯示,家系1先證者(Ⅱ6)攜帶CDHR1基因c.439-2A>G(M1)、c.676delT(p.F226fs)(M2)復合雜合突變;其父親(Ⅰ1)、兄長(Ⅱ2)攜帶M2雜合突變,母親(Ⅰ2)攜帶M1雜合突變(圖4)。M2移碼突變導致第226位苯丙氨酸轉變為絲氨酸,并在第266位出現終止密碼子,導致截短蛋白的產生。M1、M2突變位點未在正常人群數據庫和已知位點數據庫中檢索發現,系新發現突變位點。PROVEAN、Mutation Taster軟件預測M2雜合突異為致病突變(表2)。根據ACMG指南,M1剪接突變、M2移碼突變均評為PVS1,數據庫中均未發現該變異評為PM2,符合家系共分離評為PP1,總致病性評分均為PVS1+PM2+PP1,均為致病性突變。蛋白序列同源性分析結果顯示,M2突變位點在多個物種中均高度保守。


家系2先證者(Ⅱ4)攜帶C2orf71基因c.2665dupC(p.L889fs)(M3)、c.878T>C(p.L293P)(M4)復合雜合突變;其父親(Ⅰ1)、姐姐(Ⅱ1)攜帶M4雜合突變,母親(Ⅰ2)、兄長(Ⅱ2)攜帶M3雜合突變(圖5)。M3移碼突變導致第889位亮氨酸轉變為脯氨酸,并在1 306位出現終止密碼子,導致截短蛋白的產生。M3、M4突變位點未在正常人群數據庫和已知位點數據庫中檢索發現,系新發現突變位點。M4雜合突變SIFT、Polyphen2、PROVEAN、Mutation Taster軟件均預測為致病性突變;M3雜合突變PROVEAN、Mutation Taster軟件預測為為致病性突變(表2)。根據ACMG指南,M3移碼突變評為PVS1,數據庫中未發現該變異評為PM2,符合家系共分離評為PP1,該變異總致病性評分均為PVS1+PM2+PP1,為致病性突變;M4錯義突變評為PS2,數據庫中未發現該變異評為PM2,符合家系共分離評為PP1,該變異總致病性評分均為PS2+PM2+PP1,為致病性突變。蛋白序列同源性分析結果顯示,M3、M4突變位點在多個物種中均高度保守。

3 討論
CDHR1基因由17個外顯子組成,編碼859個氨基酸,包括6個EC結構域,一個跨膜結構域和一個獨特的胞內結構域。CDHR1蛋白僅在一小部分神經元組織中表達,包括嗅球和視網膜,但在視網膜中表達最為豐富[4-5]。在視網膜內,CDHR1蛋白主要定位于光感受器內外節連接處,被認為在光感受器外節膜盤組裝中具有重要作用[6-7]。2010年,來自法羅群島、中東和南亞的近親家族中首次發現由CDHR1基因變異引起的常染色體隱性視網膜營養不良[8-9]。其后近10年關于CDHR1基因變異的相關文獻僅限于個案報道,且在中國人群中該基因的相關研究罕見[10]。目前已知研究顯示,CDHR1基因變異與視錐細胞營養不良(COD)、CORD和視網膜色素變性(RP)發病相關[11]。截止2021年,通過搜索人類基因變異數據庫(http://www.hgmd.cf.ac.uk/ac/gene.php?gene),CDHR1基因只有36種致病突變被報道。眾所周知,導致大片段蛋白缺失(LLP)的變異主要有無義變異、移碼變異、剪接變異和大片段缺失。而與CORD發病相關的CDHR1基因變異研究中,近85%的家系攜帶有LLP/LLP變異,15%左右的家系攜帶有LLP/錯義變異,無家系患者攜帶復合雜合的錯義變異或純合錯義變異[12],說明只有當CDHR1基因變異導致LLP時才可致病。從臨床表型來看,CDHR1基因變異相關的CORD患者發病年齡多在20歲以前,而從BCVA、辨色力、視野改變、眼底病變程度看,攜帶LLP/LLP變異的患者較攜帶LLP/錯義變異的患者臨床表型更嚴重,但ERG和AF的改變與變異類型并不相關[12]。本研究中家系1先證者所攜帶的CDHR1基因c.439-2A>G、c.676delT(p.F226fs)復合雜合突變為新發現突變位點且均為LLP變異,患者臨床表現為病情進展快,視力下降明顯,雙眼視錐、視桿細胞反應重度降低,符合LLP/LLP變異患者臨床表型重的特點。但本例患者發病年齡為40歲,較文獻報道的發病年齡晚[12],推測其原因可能與遺傳異質性有關。
C2orf71基因包含2個外顯子并編碼由1 288個氨基酸組成的纖毛蛋白,該蛋白幾乎只在視網膜上表達。C2orf71蛋白主要定位于視網膜光感受器外節[13]。研究表明,C2orf71蛋白在將肌動蛋白相關成分傳遞到光感受器外節的過程中發揮重要作用,從而參與調節光感受器外節盤膜的初始發育[14]。2010年C2orf71基因最先發現與AR的RP發病相關[15]。本研究家系2先證者攜帶C2orf71基因c.2665dupC(p.L889fs)、c.878T>C(p.L293P)復合雜合突變,其主訴雙眼中心視力下降;經反復詢問均否認夜盲;ERG檢查提示雙眼視錐細胞功能重度不良,但視桿細胞功能輕度異常;眼底主要改變為黃斑區萎縮。根據患者主訴、臨床表現和ERG檢查,診斷為CORD。Serra等[16]曾報道1例攜帶C2orf71基因變異的25歲男性CORD患者,其表現為中心視力下降、雙眼黃斑區環狀視網膜、脈絡膜萎縮病灶,首診時診斷為CORD;隨訪20年后,患者出現夜盲體征,基因檢測結果證實攜帶C2orf71基因復合雜合突變。盡管目前多數C2orf71基因突變相關報道與RP發病有關,但仍有研究發現C2orf71基因變異可導致CORD發生[13,15]。本研究結果再次證實C2orf71基因變異可導致CORD的發生,進一步拓寬了C2orf71基因的變異譜。
本研究2個家系先證者雖然均診斷為CORD,但2例患者ERG檢查結果差異較大,可能是由CORD的疾病特點所致。CORD在疾病初期需要與COD鑒別。疾病早期COD、CORD均會出現視錐細胞功能障礙,隨疾病進展,兩者均會出現視桿細胞功能異常,通常COD患者視桿細胞功能障礙程度較輕或出現較晚,而CORD患者晚期視桿細胞功能往往呈現顯著性降低。當CORD出現明顯視桿細胞功能異常伴夜盲癥狀時,需與RP進行鑒別。夜盲是RP典型首發癥狀,該癥狀可以獨立存在多年而保持中心視力正常。與RP相反,CORD患者早期外圍視野保持良好,無夜盲或癥狀不明顯。隨病情惡化,外圍視野逐漸丟失,開始出現夜盲,視力進一步降低并最終失明。由于CORD患者視錐細胞退化往往早于視桿細胞,所以早期表現為視力下降,晚期伴夜盲癥狀。但臨床上如果未行ERG及其他檢查,未詳細詢問病史,查對臨床表型,CORD早期容易誤診為COD,而晚期則難以與RP鑒別。因此,ERG檢查在CORD診斷和鑒別診斷中具有重要價值。家系1先證者以視力下降和夜盲為主訴就診,ERG檢查提示患者雙眼視錐、視桿細胞功能重度下降,說明病程已進入晚期;而家系2先證者以視力下降為主訴就診,否認夜盲,ERG檢查提示雙眼視錐細胞功能重度下降而視桿細胞功能輕度下降,說明患者病程尚處于早期。
本研究報道了與CDHR1、C2orf71基因變異相關AR的CORD 2個家系,發現了4個新的致病性突變位點,擴大了CDHR1基因的致病突變譜和C2orf71基因的臨床表型譜。
視錐視桿細胞營養不良(CORD)為臨床中較常見的遺傳性視網膜疾病,通常以視錐、視桿細胞先后受累為主要特征[1]。其主要臨床特征為青少年時期開始出現的視力進行性下降伴畏光和不同程度辨色力異常,部分患者可伴有眼球震顫,黃斑區呈現不同程度萎縮和色素沉積,視網膜血管正常或輕微萎縮。其遺傳方式包括常染色體顯性遺傳(AD)、常染色體隱性遺傳(AR)和X連鎖遺傳(XL)。既往對于CORD診斷主要基于臨床病史詢問、多模式影像評估和電生理檢測。由于CORD具有高度遺傳和臨床異質性,在疾病不同時期可呈現出不同的臨床表現和體征,并且與其他類型的遺傳性視網膜疾病存在表型重疊現象。因此,僅依靠臨床表現難以做出準確診斷。目前已發現與CORD相關的致病基因37個(RetNet:https://sph.uth.edu/Retnet/sum-dis.htm),其中最常見的致病基因是ABCA4、CRX、GUCY2D和RPGR[2]。基因檢測結合臨床表型分析有助于提高CORD患者臨床診斷效率和準確性。本研究應用全基因組外顯子測序技術對2個CORD家系進行了基因篩查,并結合基因型和臨床表型進行分析。現將結果報道如下。
1 對象和方法
家系調查研究。本研究經寧夏回族自治區人民醫院倫理委員會審核(批準號:20190909);嚴格遵循《赫爾辛基宣言》原則;所有受檢者均獲知情并簽署書面知情同意書。
2021年2月于寧夏回族自治區人民醫院寧夏眼科醫院就診的2個CORD家系中的2例患者及其家系成員6名納入本研究。患者分別來自2個無血緣關系家系(圖1)。參照文獻[3]的標準確立CORD診斷:(1)首發癥狀為視力下降,常伴色覺異常和畏光,夜盲出現較晚,也可伴有眼球震顫;(2)視野首先出現中心暗點,其后周邊視野逐漸出現部分缺失;(3)眼底早期正常或輕微黃斑損害及視盤顏色淡,隨病情進展黃斑區可出現靶心樣色素上皮細胞脫失,視盤呈蠟黃色,視網膜血管變細,不同程度視網膜萎縮改變;(4)視網膜電圖(ERG)表現為視錐細胞反應降低,隨著疾病進展視桿細胞反應下降,但視錐細胞反應異常程度較視桿細胞反應更明顯,即呈錐-桿型ERG反應。

詳細詢問納入家系的病史和家族史,并行最佳矯正視力(BCVA)、色覺、裂隙燈顯微鏡、間接檢眼鏡、眼底彩色照相、光相干斷層掃描(OCT)、自身熒光(AF)、熒光素眼底血管造影(FFA)、ERG檢查。ERG檢測和分析參照國際臨床視覺電生理協會的標準進行。
采集先證者及其父母、部分家系成員的外周靜脈血5 ml,乙二胺四乙酸抗凝。采用德國QIAGEN公司Qiamp Blood試劑盒按照操作規程提取全基因組DNA。采用Agilent SureSelect外顯子捕獲試劑盒進行全基因組外顯子捕獲,高通量測序儀 (美國Illumina公司)進行測序,深度100×。原始測序數據經Illumina Basecalling Software 1.7分析軟件處理后,與美國國立生物技術信息中心(NCBI)人類基因組DNA參照序列(NCBI build 37.1)進行比對。單核苷酸變異和插入和缺失變異分別通過SOAP軟件(http://soap. genomics.org.cn)、BWA軟件(http:// bio-bwa. sourceforge.net/)進行分析,得到樣本中DNA序列所發生的全部變異。濾過數據庫(db135)中最小等位基因頻率(MAF)>1%的高頻變異位點。濾過對蛋白質的結構和功能不產生影響的變異。經過逐步過濾,篩選出家系內所有患者共享的變異數,再過濾家系無患病親屬存在的變異,獲得候選致病基因變異。對候選致病基因變異采用Sanger驗證排除假陽性,進一步在正常家系成員中進行基因型和表型的共分離驗證。根據AD、AR、XL的遺傳規律,分析家族史,確立其遺傳類型。
依據美國醫學遺傳學與基因組學學會(ACMG)2015年發布的《序列變異解讀標準和指南》對新發變異進行基因變異致病性評估。參考千人基因組計劃數據庫 (http://browser.1000genomes.org)及外顯子組集合聯合數據庫(http://exac.broadinstitute.org/)東亞人種等位基因頻率,MAF<0.005作為排除良性變異的標準。通過Polyphen2(http://genetics.bwh.harvard. edu/pph2)、SIFT(http://sift.jcvi.org)、PROVEAN(http://provean.jcvi.org/index.php)、Mutation Taster(http://www.mutationtaster.org)等不同預測軟件進行致病性預測。4個預測至少有1個結果為良性時或致病性證據不足時將變異歸類為臨床意義不明。當所有預測結果均為致病性時,結合其他證據將變異歸類為可能致病性變異。移碼變異、無義變異和有導致蛋白功能喪失實驗證據的變異歸類為致病性變異。采用在線分析工具Multalin(http://sacs.ucsf. edu/cgi- bin/multalin.py)對變異位點進行保守性分析。
2 結果
家系1先證者(Ⅱ6),女,49歲。以雙眼視力下降伴畏光9年,夜盲4年就診。否認家族遺傳病史,父母非近親結婚。雙眼紅綠色弱;眼前節均未見明顯異常。右眼BCVA -7.00 DS/-1.25 DC×30°→0.03,左眼BCVA -5.25 DS/-1.00 DC×180°→0.06。雙眼視盤顏色淡紅,黃斑區萎縮,中心凹反光消失,周邊視網膜點狀色素沉著(圖2A,2B)。OCT檢查,雙眼黃斑中心凹厚度明顯變薄(圖2C,2D)。FFA檢查,雙眼黃斑中心凹萎縮區透見熒光(圖2E,2F)。眼底AF檢查,雙眼黃斑區弱熒光,病灶邊緣環狀強熒光(圖2G,2H)。ERG檢查,雙眼暗適應0.01 b波振幅重度降低,暗適應3.0和明適應3.0 a、b波振幅均重度降低(表1),提示雙眼視桿細胞和視椎細胞功能重度不良。該家系其他受檢者眼部檢查除輕度屈光不正外無其他異常表型。


家系2先證者(Ⅱ4),男,30歲。以雙眼視力下降4年就診。否認夜盲及家族遺傳病史,父母非近親結婚。雙眼紅綠色弱;眼前節均未見明顯異常。右眼BCVA -1.50 DS/-1.50 DC×30°→0.3,左眼BCVA -2.75 DS/-0.75 DC×180°→0.2。雙眼視盤顏色淡紅,黃斑區萎縮,中心凹反光消失,周邊視網膜未見明顯色素沉著(圖3A,3B);雙眼OCT、眼底AF、FFA表現(圖3C~3H)同家系1先證者。ERG檢查,雙眼暗適應0.01 b波和暗適應3.0 a、b波振幅輕度降低,明適應3.0 a、b波振幅重度降低(表1),提示雙眼視錐細胞功能重度不良伴輕度視桿細胞功能不良。該家系其他受檢者眼部檢查除輕度屈光不正外無其他異常表型。

基因檢測結果顯示,家系1先證者(Ⅱ6)攜帶CDHR1基因c.439-2A>G(M1)、c.676delT(p.F226fs)(M2)復合雜合突變;其父親(Ⅰ1)、兄長(Ⅱ2)攜帶M2雜合突變,母親(Ⅰ2)攜帶M1雜合突變(圖4)。M2移碼突變導致第226位苯丙氨酸轉變為絲氨酸,并在第266位出現終止密碼子,導致截短蛋白的產生。M1、M2突變位點未在正常人群數據庫和已知位點數據庫中檢索發現,系新發現突變位點。PROVEAN、Mutation Taster軟件預測M2雜合突異為致病突變(表2)。根據ACMG指南,M1剪接突變、M2移碼突變均評為PVS1,數據庫中均未發現該變異評為PM2,符合家系共分離評為PP1,總致病性評分均為PVS1+PM2+PP1,均為致病性突變。蛋白序列同源性分析結果顯示,M2突變位點在多個物種中均高度保守。


家系2先證者(Ⅱ4)攜帶C2orf71基因c.2665dupC(p.L889fs)(M3)、c.878T>C(p.L293P)(M4)復合雜合突變;其父親(Ⅰ1)、姐姐(Ⅱ1)攜帶M4雜合突變,母親(Ⅰ2)、兄長(Ⅱ2)攜帶M3雜合突變(圖5)。M3移碼突變導致第889位亮氨酸轉變為脯氨酸,并在1 306位出現終止密碼子,導致截短蛋白的產生。M3、M4突變位點未在正常人群數據庫和已知位點數據庫中檢索發現,系新發現突變位點。M4雜合突變SIFT、Polyphen2、PROVEAN、Mutation Taster軟件均預測為致病性突變;M3雜合突變PROVEAN、Mutation Taster軟件預測為為致病性突變(表2)。根據ACMG指南,M3移碼突變評為PVS1,數據庫中未發現該變異評為PM2,符合家系共分離評為PP1,該變異總致病性評分均為PVS1+PM2+PP1,為致病性突變;M4錯義突變評為PS2,數據庫中未發現該變異評為PM2,符合家系共分離評為PP1,該變異總致病性評分均為PS2+PM2+PP1,為致病性突變。蛋白序列同源性分析結果顯示,M3、M4突變位點在多個物種中均高度保守。

3 討論
CDHR1基因由17個外顯子組成,編碼859個氨基酸,包括6個EC結構域,一個跨膜結構域和一個獨特的胞內結構域。CDHR1蛋白僅在一小部分神經元組織中表達,包括嗅球和視網膜,但在視網膜中表達最為豐富[4-5]。在視網膜內,CDHR1蛋白主要定位于光感受器內外節連接處,被認為在光感受器外節膜盤組裝中具有重要作用[6-7]。2010年,來自法羅群島、中東和南亞的近親家族中首次發現由CDHR1基因變異引起的常染色體隱性視網膜營養不良[8-9]。其后近10年關于CDHR1基因變異的相關文獻僅限于個案報道,且在中國人群中該基因的相關研究罕見[10]。目前已知研究顯示,CDHR1基因變異與視錐細胞營養不良(COD)、CORD和視網膜色素變性(RP)發病相關[11]。截止2021年,通過搜索人類基因變異數據庫(http://www.hgmd.cf.ac.uk/ac/gene.php?gene),CDHR1基因只有36種致病突變被報道。眾所周知,導致大片段蛋白缺失(LLP)的變異主要有無義變異、移碼變異、剪接變異和大片段缺失。而與CORD發病相關的CDHR1基因變異研究中,近85%的家系攜帶有LLP/LLP變異,15%左右的家系攜帶有LLP/錯義變異,無家系患者攜帶復合雜合的錯義變異或純合錯義變異[12],說明只有當CDHR1基因變異導致LLP時才可致病。從臨床表型來看,CDHR1基因變異相關的CORD患者發病年齡多在20歲以前,而從BCVA、辨色力、視野改變、眼底病變程度看,攜帶LLP/LLP變異的患者較攜帶LLP/錯義變異的患者臨床表型更嚴重,但ERG和AF的改變與變異類型并不相關[12]。本研究中家系1先證者所攜帶的CDHR1基因c.439-2A>G、c.676delT(p.F226fs)復合雜合突變為新發現突變位點且均為LLP變異,患者臨床表現為病情進展快,視力下降明顯,雙眼視錐、視桿細胞反應重度降低,符合LLP/LLP變異患者臨床表型重的特點。但本例患者發病年齡為40歲,較文獻報道的發病年齡晚[12],推測其原因可能與遺傳異質性有關。
C2orf71基因包含2個外顯子并編碼由1 288個氨基酸組成的纖毛蛋白,該蛋白幾乎只在視網膜上表達。C2orf71蛋白主要定位于視網膜光感受器外節[13]。研究表明,C2orf71蛋白在將肌動蛋白相關成分傳遞到光感受器外節的過程中發揮重要作用,從而參與調節光感受器外節盤膜的初始發育[14]。2010年C2orf71基因最先發現與AR的RP發病相關[15]。本研究家系2先證者攜帶C2orf71基因c.2665dupC(p.L889fs)、c.878T>C(p.L293P)復合雜合突變,其主訴雙眼中心視力下降;經反復詢問均否認夜盲;ERG檢查提示雙眼視錐細胞功能重度不良,但視桿細胞功能輕度異常;眼底主要改變為黃斑區萎縮。根據患者主訴、臨床表現和ERG檢查,診斷為CORD。Serra等[16]曾報道1例攜帶C2orf71基因變異的25歲男性CORD患者,其表現為中心視力下降、雙眼黃斑區環狀視網膜、脈絡膜萎縮病灶,首診時診斷為CORD;隨訪20年后,患者出現夜盲體征,基因檢測結果證實攜帶C2orf71基因復合雜合突變。盡管目前多數C2orf71基因突變相關報道與RP發病有關,但仍有研究發現C2orf71基因變異可導致CORD發生[13,15]。本研究結果再次證實C2orf71基因變異可導致CORD的發生,進一步拓寬了C2orf71基因的變異譜。
本研究2個家系先證者雖然均診斷為CORD,但2例患者ERG檢查結果差異較大,可能是由CORD的疾病特點所致。CORD在疾病初期需要與COD鑒別。疾病早期COD、CORD均會出現視錐細胞功能障礙,隨疾病進展,兩者均會出現視桿細胞功能異常,通常COD患者視桿細胞功能障礙程度較輕或出現較晚,而CORD患者晚期視桿細胞功能往往呈現顯著性降低。當CORD出現明顯視桿細胞功能異常伴夜盲癥狀時,需與RP進行鑒別。夜盲是RP典型首發癥狀,該癥狀可以獨立存在多年而保持中心視力正常。與RP相反,CORD患者早期外圍視野保持良好,無夜盲或癥狀不明顯。隨病情惡化,外圍視野逐漸丟失,開始出現夜盲,視力進一步降低并最終失明。由于CORD患者視錐細胞退化往往早于視桿細胞,所以早期表現為視力下降,晚期伴夜盲癥狀。但臨床上如果未行ERG及其他檢查,未詳細詢問病史,查對臨床表型,CORD早期容易誤診為COD,而晚期則難以與RP鑒別。因此,ERG檢查在CORD診斷和鑒別診斷中具有重要價值。家系1先證者以視力下降和夜盲為主訴就診,ERG檢查提示患者雙眼視錐、視桿細胞功能重度下降,說明病程已進入晚期;而家系2先證者以視力下降為主訴就診,否認夜盲,ERG檢查提示雙眼視錐細胞功能重度下降而視桿細胞功能輕度下降,說明患者病程尚處于早期。
本研究報道了與CDHR1、C2orf71基因變異相關AR的CORD 2個家系,發現了4個新的致病性突變位點,擴大了CDHR1基因的致病突變譜和C2orf71基因的臨床表型譜。