神经纤维瘤病I型在伊朗患者中的突变全面概述

神经纤维瘤病I型（Neurofibromatosis type 1，简称NF1）是一种由NF1基因突变引起的遗传性疾病，具有几乎完全的外显率和高度的表型变异性。本研究旨在通过全基因组外显子测序技术识别伊朗患者中的NF1突变，并增加该基因突变谱的广度，以促进受影响家庭的遗传咨询工作。

研究背景

神经纤维瘤病I型（NF1）是一种神经皮肤病，全球的患病率大约在1/2132到1/4712之间。该病主要表现为多个牛奶咖啡斑、神经纤维瘤、腹股沟雀斑、视神经胶质瘤和Lisch结节。此外，一些患者的皮肤和中枢神经系统内出现肿瘤，增加了恶性病变的潜在风险。大部分患者还表现出呼吸困难、腹痛和头痛等非典型症状。

NF1是一种常染色体显性遗传病，具有高度的外显率和变异性。近年来的研究表明，其他修饰基因对NF1患者不同临床表现的影响也不容忽视，其中包括肿瘤蛋白53（TP53）、细胞周期依赖性激酶抑制因子2A（CDKN2A）和抑癌基因PTEN等。NF1基因突变具有约50%的自发突变率，位于第17号染色体的q11.2位置，其编码的神经纤维蛋白参与调控体内多个信号通路。

研究来源

这篇文章由Shahram Savad等从多个伊朗研究机构如Nilou实验室、Alborz大学医学院、Shiraz大学医学院等共同完成，发表于《Neuromolecular Medicine》期刊2024年第26卷第28页。

研究流程

病例选择与筛查

本研究共纳入47例来自33个伊朗家庭的NF1病例，所有患者均为波斯人。诊断工作基于国际神经纤维瘤病诊断标准修订版进行，研究的数据采样和基因检测在2017年至2023年间于伊朗德黑兰的Genome-Nilou实验室和Karaj的Pars-Genome实验室进行。

基因组DNA提取与测序

从EDTA-抗凝全血中提取基因组DNA，采用盐析法进行。所需DNA的量为每次反应4-6μg，浓度为50-200ng/μl。通过Nanodrop设备验证DNA数量，并通过凝胶电泳确认其完整性。使用Agilent SureSelect V7进行目标区域富集，Illumina NovaSeq测序仪实现每个目标碱基位点的平均覆盖深度达100倍。随后，150bp的双端序列比对到人类参考基因组（GRCh37/hg19），单核苷酸变异和小插入/缺失分析的敏感性超过97%。

生物信息学分析

变异筛选经过了三阶段的优先化处理： 1. 第一阶段：根据GnomAD (v3.1)数据库中的频率筛选低频变异或未记录的变异。 2. 第二阶段：根据ClinVar数据库中的临床意义筛选变异。 3. 第三阶段：通过Varsome、MutationTaster、SIFT等工具对变异的致病性进行评分，并手动验证最终确定的变异。

新颖突变的鉴定

通过全基因组外显子测序分析，研究共鉴定出31个变异，包括30个点突变和1个大缺失。在八个病例中，变异是遗传性的，其余的则是散发性的。其中七个变异是新发现的，包括c.5576 T > G、c.6658_6659insC、c.2322dupT、c.92_93insAA、c.4360C > T、c.3814C > T和c.4565_4566delinsC，这些变异在ClinVar和Leiden Open Variation数据库中未曾被报告过。

研究结果

突变特征

其中，一些变异集中在蛋白质的功能域内，尤其是起到重要调控作用的GAP-关联域（GRD）和C端域（CTD）。大部分为杂合突变，部分病例表现出特殊的表型变异。例如，F14家族中只有一个单卵双生子有Lisch结节和骨骼发育异常。F4父亲和女儿尽管具有相同的变异，但临床表现却有所不同。

临床表现

研究还报告了一些常见的临床表现如牛奶咖啡斑（97.87%）、腋窝和腹股沟雀斑（65.9%）、神经纤维瘤（50%）。在具有相同遗传变异的家庭中发现了表型的高度可变性。这可能归因于修饰基因的作用或环境因素的影响。

结论

本研究是迄今为止有关伊朗NF1病例的最大样本量的研究。通过全基因组外显子测序技术识别的突变增加了NF1基因突变谱的广度，证明了该基因在遗传变异方面的高度复杂性。研究结果将有助于改善NF1患者的遗传咨询和个性化治疗策略，并为未来的基因治疗方法的发展奠定基础。

研究的意义

研究的主要贡献在于通过全基因组外显子测序识别NF1患者中的许多新颖突变，这些发现将促进个性化医疗和早期干预策略的发展。进一步的功能性评估和基因-表型相关研究将深化对NF1变异在疾病表现中的具体机制的理解。