視網膜色素變性（RP）是一組視網膜光感受器異常導致的遺傳性致盲眼底疾病。RP在遺傳和臨床表型上具有高度異質性，可分為單純型RP和綜合征型RP。主要遺傳方式為常染色體顯性、常染色隱性及伴X連鎖遺傳。隨著基因測序技術的普及和臨床應用，越來越多的致病基因被發現，這些基因主要在光感受器細胞及視網膜色素上皮細胞表達。深入正確認識RP致病基因，不僅為RP診斷和遺傳咨詢提供理論基礎，還可為RP基因治療提供指導。
引用本文： 高鳳娟, 張圣海, 胡方圓, 徐萍, 吳繼紅, 徐格致. 視網膜色素變性的致病基因研究進展. 中華眼底病雜志, 2018, 34(6): 605-608. doi: 10.3760/cma.j.issn.1005-1015.2018.06.019 復制
視網膜色素變性（RP）是一組以視網膜光感受器細胞和視網膜色素上皮受損為特征的進行性可致盲遺傳性眼底疾病[1]。其主要臨床特征為進行性視野缺損、夜盲、視網膜骨細胞樣色素沉著和視網膜電圖異常等。其發病、進展和嚴重程度多數情況下由基因和遺傳方式決定，同時還受外界環境的影響。由于RP具有高度異質性，包括遺傳異質性（又分為等位基因異質性及基因座異質性）及臨床異質性（又稱為表型異質性），使得RP表現多樣，有著復雜的臨床亞型。目前臨床尚無有效治療方法。RP按有無合并全身其他癥狀分為單純型RP和綜合征型RP。單純型RP約占所有病例的65%。絕大多數RP為單基因遺傳，少數為線粒體遺傳或雙基因遺傳。本文就RP的致病基因研究進展作一綜述。
1 單純型RP
RP遺傳方式包括常染色體顯性（AD）、常染色體隱性（AR）、伴X連鎖（XL）遺傳。少數與伴Y性染色體（YL）遺傳、線粒體遺傳和雙基因遺傳等有關。目前為止發現111個與RP相關基因[數據來源：在線人類孟德爾遺傳數據庫（OMIM，https://www.omim.org）和GeneCards數據庫]，其中比較明確的有87個（OMIM和www.retnet.org-last updated January 18，2018）；22個基因OMIM中未收錄與RP相關（表1）。然而這些基因僅能解釋60%的RP病例，且幾乎不存在熱點突變；仍有相當部分RP致病基因尚未被發現。
表1
單純型RP相關基因
1.1 AR
AR約占單純型RP患者的50%～60%，一般10歲前發病；其父母表型正常，為致病基因攜帶者。患者同胞中約25%發病，25%正常，50%為致病基因攜帶者；與性別無關，近親結婚子代易發病。患者往往為純合突變或復合雜合突變。目前已發現67個AR致病基因（表1）。其中BEST1、NR2E3、PRPH2、RDH12、RGR、RHO、RLBP1、RP1、SEMA4A等9個基因同時可導致ADRP。CYP4V2在中國人群最為常見，約占25%[2]。人類基因突變數據庫（HGMD）（http://www.hgmd.cf.ac.uk/ac/gene.php?gene=CYP4V2）統計CYP4V已有87個突變位點。其次發生突變率較高的為RHO、USH2A、CRB1[2]。然而在日本RP患者中，EYS基因突變最為常見，約占20.0%～30.0%；其次為PRPH2，突變率約占4.6%。CYP4V2在日本RP患者中突變率僅為2.0%左右[3-4]。提示不同種族背景之間致病基因不同。
1.2 AD
AD約占單純型RP患者30%～40%，一般在50歲以后發病。遺傳方式常表現為連續3代以上發病，患者子女50%發病，男女發病機率均等。目前已發現與ADRP相關的基因有33個，其中經OMIM確認的有26個（表1）。RHO基因是最早被發現且是導致ADRP最常見的突變基因，約占20.0%～30.0%。HGMD統計已有204個突變位點，90.0%以上為點突變。其次為PRPH2（5.0%～9.5%）、PRPF31（8.0%）及RP1基因（3.5%）。其中RP1和PRPF31突變所導致的RP常出現不完全外顯現象，其臨床表現及癥狀往往在ADRP中是最輕的。
1.3 XL
XL約占單純型RP患者5%～15%。與其他類型RP比較，臨床表現最嚴重，發病年齡早。XL呈垂直性連續傳代，與性別無關，交叉遺傳，女性發病多于男性，但女性病情較男性輕。目前已鑒定8個XLRP基因，RP2、OFD1、RPGR、RP6、RP24、RP34等6個基因經OMIM確認（表1）。其中，RPGR基因突變約占XLRP的70%～90%，HGMD統計發現有195個突變位點。約30%～60%的XLRP患者突變位點位于該基因的開放讀碼框15區，因此該區為突變熱點區[5]。RP2基因于1998年被定位克隆，10%～20%的XLRP患者由該基因突變所致。該基因突變可以發生于基因序列的任何部位[6]。這兩個基因的突變與大約90%的XLRP相關。因此，這兩個基因可以作為XLRP基因治療研究的靶點。
1.4 YL、雙基因遺傳、線粒體遺傳等其他遺傳方式
Zhao等[7]在1個4代RP家系中發現僅男性患病，女性不發病，因此推測是由YL導致。線粒體突變導致的RP常伴有全身綜合癥，目前所發現與線粒體突變有關的基因只有MTTS2基因12258C-A[8]，該基因基因突變導致的RP（RP8型與RP 21型）與Usher綜合征3型表型相似。此外，Dryja等[9]首次報道PRPH2和ROM1雙基因突變可導致RP（RP 7型）發生。其后有學者在215例ADRP患者中，發現其中1個家系具有雙基因突變[10]。
2 綜合征型RP
綜合征型RP除具有單純型RP表現外，還可伴隨聽力喪失、前庭功能障礙、軀干性肥胖、多趾畸形、認知功能障礙等表現，以Usher綜合征和Bardet-Biedl綜合征（BBS）較為常見。
2.1 Usher綜合征
Usher綜合征占ARRP患者的10%～30%；基本為AR，極少數為雙基因遺傳。按照臨床表現可分為3型。其中，Usher綜合征1型最嚴重，表現為先天性雙側重度到極重度感音神經性耳聾，前庭反應消失，青春期前即出現RP，視力逐漸喪失。目前發現8個致病基因（表2），其中MYO7A發生概率最高，可達53%～63%[11-12]。HGMD統計已發現421個突變位點，突變類型多樣，包括錯義、無義，剪接、基因重排、插入和缺失導致移碼等突變。其次突變率較高的基因為CDH23，突變率約為7%～20%，含有69個外顯子，無義、框移、剪接、錯義等突變或與PCDH15雙基因突變均可引起USH1D癥狀。HGMD統計發現303個突變位點。Usher綜合征2型表現為先天性中度至重度非漸進性耳聾，聽力曲線為緩降型，以高頻聽力損傷為主，前庭功能正常；通常20～30歲才出現RP癥狀。可分為3個亞型：USH2A、USH2C、USH2D，分別由USH2A、ADGRV1、WHRN基因突變導致（表2）。其中最常見的為USH2A，約占57%～79%，2299delG（最早成為2314delG）位點突變最常見，約占15%～44%[13-15]。其次最常見的突變基因為ADGRV1，又稱為GRP98，此基因相關的USH 2C型遺傳方式為AR或雙基因遺傳（與PDZD7基因）。Usher綜合征3型發病率低，僅占Usher綜合征患者約2%，以聽力損傷進行性加重為特點，前庭反應及RP出現時間均不確定[16-17]。目前已發現2個明確的致病基因：CLRN1和HARS，HGMD統計分別有33個和10個突變位點（表2）。
表2
Usher綜合征相關基因及發生率
2.2 BBS
BBS是一種罕見的累及全身各系統的AR疾病，約占RP總數的5%～6%[18-19]。常見主要臨床表現為RP、肥胖、智力低下、多指（趾）、性腺發育不全和腎功能不全[20-21]。迄今國內外報道僅500多例，其中國內報道僅80多例。BBS患病率有較明顯地域差異，北歐人患病率約為l∶160 000，科威特貝都因人患病率約為1∶13 500，紐芬蘭人約為1∶175 000[19]；國內患病率目前尚不明。BBS具有顯著遺傳異質性，至目前為止，已發現23個BBS相關基因，包括BBS1、BBS2、BBS3 （ARL6）、BBS4、BBS5、BBS6（MKKS）、BBS7、BBS8 （TTC8）、BBS9 （PTHB1）、BBS10、BBS11 （TRIM32）、BBS12、BBS13 （MKS1）、BBS14（CEP290）、BBS15 （C2ORF86）、BBS16 （SDCCAG8）、BBS17 （LZTFL1）、BBS18 （BBIP1）、BBS19 （IFT27）、BBS20 （IFT74）、BBS21 （C8orf37）、CCDC28B、TMEM67。其中，BBS1、ARL6和CCDC28B相關的BBS為AR或雙基因遺傳，其他基因均為AR。BBS1與BBS10是最常見的兩種突變基因型，分別占23.3%和20.0%。其次為BBS2、PTHB1和MKKS。ARL6、BBIP1、BBS5、CEP290、IFT27、LZTFL1、SDCCAG8、TRIM32和C2ORF86突變所占的比率較低，常小于1.0%。但是仍有部分BBS患者未在已知基因中發現突變，提示未知基因有待發現。
3 存在的問題與展望
盡管對RP致病基因的研究已經取得了顯著進步，但目前仍有近60%的RP患者遺傳學原因不明。造成這一現象的主要原因可能有以下3種：（1）仍存在未知的RP相關基因位點，這可以解釋一些己與所有已知RP位點排除連鎖的RP家系的存在；（2）存在一些不能被常規突變篩查技術所發現的突變，也就是說在某些RP家系中實際上存在已知RP相關基因的突變，但采用常規突變篩查方法不能檢測出該突變，如大片段的缺失/插入突變、拷貝數的改變、位于內含子區可能影響基因表達或剪切的突變及基因大片段重排干擾了引物結合位點等等；（3）對于不完全外顯率的RP需要考慮修飾基因的共同作用，如CNOT3是PRPF31的修飾基因[22]。因此，在完成常規檢測的基礎上，需要運用多種分子遺傳學技術如多重連接依賴探針擴增、基于全基因組掃描的連鎖分析技術及外顯子組測序技術、全基因組測序等對相關致病基因進行不斷的深入研究。相信隨著高通量測序技術的進展及測序成本的進一步降低，未來將有更多的未知基因或突變被發現。這不僅為RP診斷和遺傳咨詢提供理論基礎，還對RP基因治療提供指導跟基礎。
視網膜色素變性（RP）是一組以視網膜光感受器細胞和視網膜色素上皮受損為特征的進行性可致盲遺傳性眼底疾病[1]。其主要臨床特征為進行性視野缺損、夜盲、視網膜骨細胞樣色素沉著和視網膜電圖異常等。其發病、進展和嚴重程度多數情況下由基因和遺傳方式決定，同時還受外界環境的影響。由于RP具有高度異質性，包括遺傳異質性（又分為等位基因異質性及基因座異質性）及臨床異質性（又稱為表型異質性），使得RP表現多樣，有著復雜的臨床亞型。目前臨床尚無有效治療方法。RP按有無合并全身其他癥狀分為單純型RP和綜合征型RP。單純型RP約占所有病例的65%。絕大多數RP為單基因遺傳，少數為線粒體遺傳或雙基因遺傳。本文就RP的致病基因研究進展作一綜述。
1 單純型RP
RP遺傳方式包括常染色體顯性（AD）、常染色體隱性（AR）、伴X連鎖（XL）遺傳。少數與伴Y性染色體（YL）遺傳、線粒體遺傳和雙基因遺傳等有關。目前為止發現111個與RP相關基因[數據來源：在線人類孟德爾遺傳數據庫（OMIM，https://www.omim.org）和GeneCards數據庫]，其中比較明確的有87個（OMIM和www.retnet.org-last updated January 18，2018）；22個基因OMIM中未收錄與RP相關（表1）。然而這些基因僅能解釋60%的RP病例，且幾乎不存在熱點突變；仍有相當部分RP致病基因尚未被發現。
表1
單純型RP相關基因
1.1 AR
AR約占單純型RP患者的50%～60%，一般10歲前發病；其父母表型正常，為致病基因攜帶者。患者同胞中約25%發病，25%正常，50%為致病基因攜帶者；與性別無關，近親結婚子代易發病。患者往往為純合突變或復合雜合突變。目前已發現67個AR致病基因（表1）。其中BEST1、NR2E3、PRPH2、RDH12、RGR、RHO、RLBP1、RP1、SEMA4A等9個基因同時可導致ADRP。CYP4V2在中國人群最為常見，約占25%[2]。人類基因突變數據庫（HGMD）（http://www.hgmd.cf.ac.uk/ac/gene.php?gene=CYP4V2）統計CYP4V已有87個突變位點。其次發生突變率較高的為RHO、USH2A、CRB1[2]。然而在日本RP患者中，EYS基因突變最為常見，約占20.0%～30.0%；其次為PRPH2，突變率約占4.6%。CYP4V2在日本RP患者中突變率僅為2.0%左右[3-4]。提示不同種族背景之間致病基因不同。
1.2 AD
AD約占單純型RP患者30%～40%，一般在50歲以后發病。遺傳方式常表現為連續3代以上發病，患者子女50%發病，男女發病機率均等。目前已發現與ADRP相關的基因有33個，其中經OMIM確認的有26個（表1）。RHO基因是最早被發現且是導致ADRP最常見的突變基因，約占20.0%～30.0%。HGMD統計已有204個突變位點，90.0%以上為點突變。其次為PRPH2（5.0%～9.5%）、PRPF31（8.0%）及RP1基因（3.5%）。其中RP1和PRPF31突變所導致的RP常出現不完全外顯現象，其臨床表現及癥狀往往在ADRP中是最輕的。
1.3 XL
XL約占單純型RP患者5%～15%。與其他類型RP比較，臨床表現最嚴重，發病年齡早。XL呈垂直性連續傳代，與性別無關，交叉遺傳，女性發病多于男性，但女性病情較男性輕。目前已鑒定8個XLRP基因，RP2、OFD1、RPGR、RP6、RP24、RP34等6個基因經OMIM確認（表1）。其中，RPGR基因突變約占XLRP的70%～90%，HGMD統計發現有195個突變位點。約30%～60%的XLRP患者突變位點位于該基因的開放讀碼框15區，因此該區為突變熱點區[5]。RP2基因于1998年被定位克隆，10%～20%的XLRP患者由該基因突變所致。該基因突變可以發生于基因序列的任何部位[6]。這兩個基因的突變與大約90%的XLRP相關。因此，這兩個基因可以作為XLRP基因治療研究的靶點。
1.4 YL、雙基因遺傳、線粒體遺傳等其他遺傳方式
Zhao等[7]在1個4代RP家系中發現僅男性患病，女性不發病，因此推測是由YL導致。線粒體突變導致的RP常伴有全身綜合癥，目前所發現與線粒體突變有關的基因只有MTTS2基因12258C-A[8]，該基因基因突變導致的RP（RP8型與RP 21型）與Usher綜合征3型表型相似。此外，Dryja等[9]首次報道PRPH2和ROM1雙基因突變可導致RP（RP 7型）發生。其后有學者在215例ADRP患者中，發現其中1個家系具有雙基因突變[10]。
2 綜合征型RP
綜合征型RP除具有單純型RP表現外，還可伴隨聽力喪失、前庭功能障礙、軀干性肥胖、多趾畸形、認知功能障礙等表現，以Usher綜合征和Bardet-Biedl綜合征（BBS）較為常見。
2.1 Usher綜合征
Usher綜合征占ARRP患者的10%～30%；基本為AR，極少數為雙基因遺傳。按照臨床表現可分為3型。其中，Usher綜合征1型最嚴重，表現為先天性雙側重度到極重度感音神經性耳聾，前庭反應消失，青春期前即出現RP，視力逐漸喪失。目前發現8個致病基因（表2），其中MYO7A發生概率最高，可達53%～63%[11-12]。HGMD統計已發現421個突變位點，突變類型多樣，包括錯義、無義，剪接、基因重排、插入和缺失導致移碼等突變。其次突變率較高的基因為CDH23，突變率約為7%～20%，含有69個外顯子，無義、框移、剪接、錯義等突變或與PCDH15雙基因突變均可引起USH1D癥狀。HGMD統計發現303個突變位點。Usher綜合征2型表現為先天性中度至重度非漸進性耳聾，聽力曲線為緩降型，以高頻聽力損傷為主，前庭功能正常；通常20～30歲才出現RP癥狀。可分為3個亞型：USH2A、USH2C、USH2D，分別由USH2A、ADGRV1、WHRN基因突變導致（表2）。其中最常見的為USH2A，約占57%～79%，2299delG（最早成為2314delG）位點突變最常見，約占15%～44%[13-15]。其次最常見的突變基因為ADGRV1，又稱為GRP98，此基因相關的USH 2C型遺傳方式為AR或雙基因遺傳（與PDZD7基因）。Usher綜合征3型發病率低，僅占Usher綜合征患者約2%，以聽力損傷進行性加重為特點，前庭反應及RP出現時間均不確定[16-17]。目前已發現2個明確的致病基因：CLRN1和HARS，HGMD統計分別有33個和10個突變位點（表2）。
表2
Usher綜合征相關基因及發生率
2.2 BBS
BBS是一種罕見的累及全身各系統的AR疾病，約占RP總數的5%～6%[18-19]。常見主要臨床表現為RP、肥胖、智力低下、多指（趾）、性腺發育不全和腎功能不全[20-21]。迄今國內外報道僅500多例，其中國內報道僅80多例。BBS患病率有較明顯地域差異，北歐人患病率約為l∶160 000，科威特貝都因人患病率約為1∶13 500，紐芬蘭人約為1∶175 000[19]；國內患病率目前尚不明。BBS具有顯著遺傳異質性，至目前為止，已發現23個BBS相關基因，包括BBS1、BBS2、BBS3 （ARL6）、BBS4、BBS5、BBS6（MKKS）、BBS7、BBS8 （TTC8）、BBS9 （PTHB1）、BBS10、BBS11 （TRIM32）、BBS12、BBS13 （MKS1）、BBS14（CEP290）、BBS15 （C2ORF86）、BBS16 （SDCCAG8）、BBS17 （LZTFL1）、BBS18 （BBIP1）、BBS19 （IFT27）、BBS20 （IFT74）、BBS21 （C8orf37）、CCDC28B、TMEM67。其中，BBS1、ARL6和CCDC28B相關的BBS為AR或雙基因遺傳，其他基因均為AR。BBS1與BBS10是最常見的兩種突變基因型，分別占23.3%和20.0%。其次為BBS2、PTHB1和MKKS。ARL6、BBIP1、BBS5、CEP290、IFT27、LZTFL1、SDCCAG8、TRIM32和C2ORF86突變所占的比率較低，常小于1.0%。但是仍有部分BBS患者未在已知基因中發現突變，提示未知基因有待發現。
3 存在的問題與展望
盡管對RP致病基因的研究已經取得了顯著進步，但目前仍有近60%的RP患者遺傳學原因不明。造成這一現象的主要原因可能有以下3種：（1）仍存在未知的RP相關基因位點，這可以解釋一些己與所有已知RP位點排除連鎖的RP家系的存在；（2）存在一些不能被常規突變篩查技術所發現的突變，也就是說在某些RP家系中實際上存在已知RP相關基因的突變，但采用常規突變篩查方法不能檢測出該突變，如大片段的缺失/插入突變、拷貝數的改變、位于內含子區可能影響基因表達或剪切的突變及基因大片段重排干擾了引物結合位點等等；（3）對于不完全外顯率的RP需要考慮修飾基因的共同作用，如CNOT3是PRPF31的修飾基因[22]。因此，在完成常規檢測的基礎上，需要運用多種分子遺傳學技術如多重連接依賴探針擴增、基于全基因組掃描的連鎖分析技術及外顯子組測序技術、全基因組測序等對相關致病基因進行不斷的深入研究。相信隨著高通量測序技術的進展及測序成本的進一步降低，未來將有更多的未知基因或突變被發現。這不僅為RP診斷和遺傳咨詢提供理論基礎，還對RP基因治療提供指導跟基礎。
