短篇论著
一个血友病A家系的凝血因子Ⅷ基因突变分析
中华血液学杂志, 2016,37(8) : 705-707. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0253-2727.2016.08.015
引用本文: 李栋梁, 李博伦, 赵志丹, 等.  一个血友病A家系的凝血因子Ⅷ基因突变分析 [J] . 中华血液学杂志, 2016, 37(8) : 705-707. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0253-2727.2016.08.015.
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血友病A是由凝血因子Ⅷ(FⅧ)基因突变导致的一种X连锁隐性遗传性出血性疾病,通常是由无症状的女性携带者传递给其儿子,男性患病率为1/5 000~10 000[1]。血友病A的发病机制复杂多样,其突变位点覆盖整个FⅧ基因,主要包括内含子22及1倒位、无义突变、错义突变、插入及缺失等,其中约45%的重型血友病A是由内含子22倒位引起,而轻型和中间型血友病A最常见的突变类型是错义突变[2]。我们对一个血友病A家系进行凝血功能检测和基因分析,报告如下。

对象与方法
1.研究对象:

先证者:男,38岁,自幼反复发作膝关节及肌肉自发出血,通过APTT与FⅧ活性(FⅧ∶C)检测确诊为重型血友病A,平时以FⅧ制剂、冷沉淀或新鲜血浆间断替代治疗。先证者父母非近亲结婚,家系其他成员均无出血病史,家系图见图1。以50名健康男性志愿者作为对照排除基因多态性。本研究经医院伦理委员会批准,并征得患者及家属知情同意。

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图1
血友病A家系图
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血友病A家系图
2.标本采集和基因组DNA提取:

采集受检者外周静脉血3 ml(EDTA抗凝),测定凝血指标并采用Wizard® Genomic DNA Purification Kit(美国Promega公司产品)提取外周血基因组DNA,-80 ℃冻存备用。

3.凝血功能检测:

应用法国STA-R全自动血凝仪检测凝血酶原时间(PT)、APTT、纤维蛋白原(FIB)、凝血酶时间(TT)及凝血因子Ⅱ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ促凝活性,加正常血浆作凝血延长的纠正试验;采用ELISA法测定血管性血友病因子抗原(VWF∶Ag)水平。

4.引物设计与合成:

根据FⅧ基因序列(GenBank编号CM000685.1),参考文献[3,4]设计引物用于FⅧ基因内含子1及22倒位检测;应用Primer 5软件,参考文献[5,6,7]设计38对引物,覆盖FⅧ基因所有外显子、启动子以及曾有报道发生突变的内含子9、13、16、18、25区域。

5.PCR扩增、产物纯化及Sanger测序:

采用倒位PCR法检测FⅧ基因内含子1及22倒位[4];PCR扩增FⅧ基因所有外显子、启动子及内含子9、13、16、18、25区域,参照HAMSTERS数据库(http://hadb.org.uk/)设计引物和反应条件。扩增产物用12 g/L琼脂糖凝胶电泳并割胶纯化,制备测序模板,由武汉康圣达医学检验所采用Sanger法完成测序(ABl3730测序仪)。

6.数据信息处理及突变分析:

参照文献[3,4]对内含子1及22测序结果进行分析。通过网站(http://www.factorviiidb.org/)查询FⅧ结构和HAMSTERS数据库,应用Chromas软件将测序结果与Mutation Surveyor及NCBI基因库的FⅧ基因序列进行比对,发现基因突变的序列则反向测序进行验证。应用PolyPhen-2与Mutation Taster软件在线预测突变对蛋白功能的影响。

结果
1.病例资料及表型检测:

先证者无明显皮肤黏膜出血倾向,右膝关节轻度畸形。APTT 101.5 s(正常参考值25.4~ 38.4 s),能被正常血浆纠正,F Ⅷ∶C 1.1%(正常参考值50.0%~150.0%),凝血因子Ⅱ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ促凝活性及VWF∶Ag含量均正常。其他家系成员上述凝血指标均正常。

2.基因分析:

倒位PCR未检出先证者FⅧ基因内含子1及22倒位。Sanger测序在启动子及内含子9、13、16、18、25区域均未检出突变,而在5号外显子检出c.608T>C (Leu203Pro)错义突变(导致第203位上的核苷酸由亮氨酸变为脯氨酸)(图2A)。对6名其他家系成员进行相应位点检测发现,先证者的父亲及外甥女均检出14号外显子c.3780C>G(p.Asp1260Glu)错义突变(导致第1260位上的核苷酸由天门冬氨酸变为谷氨酸)(图2B),其母亲及2个女儿均携带c.608T>C(Leu203Pro)杂合突变,妹妹携带c.608T>C和c.3780C>G双重突变。另外,先证者及其母亲、妹妹与2个女儿均检出14号外显子c.3864A>C(p.Ser1288Ser)同义突变。经PolyPhen- 2与Mutation Taster软件预测,c.608T>C (Leu203Pro)突变对蛋白功能的影响均为有害,而c.3864A> C(p.Ser1288Ser)突变为单核苷酸多态性位点(无致病性)。在50名健康对照者中未发现上述FⅧ基因突变。

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图2
凝血因子Ⅷ基因5、14号外显子测序结果
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A: 5号外显子c.608 T> C;B: 14号外显子c.3780 C > G

图2
凝血因子Ⅷ基因5、14号外显子测序结果
讨论

FⅧ基因位于染色体Xq28,全长186 kb,包含26个外显子和25个内含子,编码约9 kb的mRNA。FⅧ主要在肝脏合成,是2 332个氨基酸残基组成的单链糖蛋白,由3个A区、1个B区、2个C区及3个短的富含带负电荷的氨基酸残基a区组成A1-a1-A2-a2-B-a3-A3-C1-C2结构[8]。A区与FⅧ的蛋白质合成及其活化密切相关,B区通过调节FⅧ的分泌影响其活性。FⅧ蛋白活性主要取决于FⅧ氨基酸残基组成和结构的完整性,突变可引起FⅧ部分氨基酸残基缺失、替换及蛋白质构象改变进而影响FⅧ蛋白发挥正常功能。人类突变数据库的最新统计数据显示,目前已发现2 517种FⅧ基因突变,无义突变、大片段缺失、内含子22及1倒位常引起FⅧ蛋白大部分缺失而致重型血友病A,错义突变、小片段缺失及插入常引起个别氨基酸残基替换而导致轻/之间型血友病A,其中80%以上为错义突变。

FⅧ基因内含子22倒位是一个最常见的突变,可造成FⅧ基因中断而导致重型血友病A;内含子1倒位较为罕见,约5%的重型血友病发病机制与其有关[9],FⅧ基因启动子区域位点突变与轻型血友病发病有关[10]。另有文献报道,在FⅧ基因内含子9、13、16、18及25分别检出IVS9+326A>G、IVS13 + 1152delA、IVS16- 93C>T、IVS18- 277G>A、IVS25 + 4104A>T突变[6,7]。本家系的所有成员均未检出FⅧ基因内含子及启动子区域的突变。在先证者及其母亲、妹妹与2个女儿均检出14号外显子c.3864A>C同义突变,经PolyPhen-2和Mutation Taster软件检索该突变为无致病性的单核苷酸多态性位点,与该家系血友病A的发病无关。

14号外显子处于FⅧ基因序列2 110~5 220碱基的位置,编码A2、B及A3区的685~1 721位氨基酸[11],其结构在转录、翻译以及剪切为有活性的FⅧ方面均具有重要作用。通过切割B区的大部分氨基酸单链将FⅧ转变为活性形式,其余部分构成A2和A3区,因此FⅧ基因B区的错义突变较少[12],多数可能为基因多态性或非致病性突变[13]。但也有研究发现,在120例血友病A中有2个家系的3例重型患者存在位于B区的c.3780C>G(p.Asp1260Glu)错义突变[2],该突变可导致FⅧ∶C降低[14,15]。有学者研究了该突变对FⅧ∶C的影响,发现p.Asp1260Glu的核苷酸多态性呈现HT1、HT3及HT5三种不同的单倍型,只有HT1型的男性患者FⅧ∶C降低,女性携带者不影响FⅧ∶C,而HT3、HT5亚型所占比例很低,亦不影响FⅧ∶C[16]。本家系先证者父亲FⅧ∶C正常,推测可能为HT3或HT5亚型突变所致;先证者妹妹及外甥女FⅧ∶C正常,可能与她们携带的c.3780C>G突变不影响FⅧ∶C有关。

本家系先证者检出FⅧ基因5号外显子c.608T>C突变,其母亲、妹妹及2个女儿均携带c.608T>C杂合突变。通过查询相关网站数据库及文献检索,表明该突变为首次报道。FⅧ基因4~7号外显子编码FⅧ蛋白A1亚基的第111~317位氨基酸,与FⅧ合成及其活化密切相关。本家系检出的5号外显子c.608T>C(p.Leu203Pro)突变位于此区域内,可能影响了FⅧ蛋白构象而导致FⅧ∶C降低[17],并且PolyPhen-2与Mutation Taster软件预测蛋白功能均为有害,因此推测新发现的c.608T>C突变是该血友病A家系的致病突变。

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