专题笔谈 │印记遗传病的诊治

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专题笔谈 │印记遗传病的诊治

2023-12-19 07:33| 来源: 网络整理| 查看: 265

2  诊断

2.1 临床诊断 目前相关诊断主要依赖于临床诊断评估,部分疾病已有临床评分诊断标准,如PWS等。由于印记遗传病临床表现比较广泛、累积多器官多系统,不同疾病的临床症状部分重叠,如PWS、Silver-Russell综合征(Silver-Russell syndrome,SRS)和Temple综合征(Temple syndrome,TS)早期都有生长发育迟缓,关注基因型-表观基因型-表型的联系很重要。当临床评估考虑印记遗传病时,应对临床疑似患儿尽早行遗传学诊断,并注意鉴别诊断。

2.2 遗传学诊断 遗传学诊断方法主要包括细胞遗传学检测方法、DNA甲基化分析、染色体拷贝数检测以及基因测序等,这些检测方法都有各自的局限性,应根据临床诊断、可能缺陷机制类型等实际情况综合运用。

2.2.1 细胞遗传学检测方法 染色体核型分析以及荧光原位杂交(fluorescent in situ hybridization,FISH)技术,能检测异常染色体、位置和数目等。对于发生染色体异常如易位和缺失型的印记遗传病(如缺失型PWS、AS等),两者均可检出,然而FISH不能分辨染色体来源,因此,不能诊断一些印记遗传病(如PWS或AS)的部分UPD和表突变类型,容易造成临床上的漏诊。此外,FISH可用于缺失或重复先证者父母检查,以排除父母存在平衡易位,有利于遗传咨询。

高分辨染色体核型理论上可以发现5Mb以上缺失或重复,但在实际检测中容易漏诊5~10Mb间的缺失或重复,因此,已很少用于临床印记遗传病检测。

2.2.3 染色体芯片分析(chromosomal microarray analysis,CMA) CMA检测范围覆盖全部染色体,能检测100 kb以上的染色体拷贝数变异,但因其不能分辨基因拷贝数异常的等位基因来源,故不能诊断一些印记遗传病(如PWS或AS)的部分UPD和表突变类型能诊断,容易造成临床上的漏诊。因此,在印记遗传病的诊断中,CMA可在DNA甲基化分析异常时检测以进一步明确其遗传变异类型,或在与其他染色体微缺失综合征进行鉴别诊断时运用。

2.2.4 基因变异分析方法 Sanger测序和二代基因测序(next-generation sequencing,NGS)可以分析基因突变。前者常作为已知单基因遗传病致病基因或热点致病位点的遗传检测手段,如Schaaf-Yang综合征,也可在与其他单基因疾病进行鉴别诊断时单独使用。后者不仅通量高,还同时可通过数据挖掘发现拷贝数异常,如父源缺失型PWS,增加了其诊断的疾病谱。

3 治疗

3.1 对症治疗 目前大多数印记遗传病尚缺乏有效的治疗方案,临床上主要是对症治疗。对印记遗传病患者早筛早诊、早期干预与护理、多学科随访及综合治疗管理,能避免部分或全部并发症,改善远期预后。

不少印记遗传病可累及神经系统(如PWS、AS和SYS),需要行为矫正及抗癫痫药物治疗;重组人生长激素可用于PWS和SRS治疗,不仅可以改善身高,对PWS还可以改善肌张力、体型,早期治疗甚至心理行为等症状;PWS高血糖和6q24相关I型暂时性新生儿糖尿病需要胰岛素等干预;PWS严重脊柱侧弯、BWS巨舌症及肢体不对称等需要手术矫治(表2)。

3.2 对症的新型药物疗法 针对印记遗传病的新型药物的研发正在增加,一些在研药物已显示出对疾病相关症状的治疗潜力(表2),但还没有能针对某种疾病的根治性药物治疗方法。

3.3 分子靶向治疗 针对部分印记遗传病的发病机制关联基因,已有相关分子靶向治疗展开探索。有研究在AS小鼠神经元中尝试使用拓扑异构酶抑制剂拓扑替康(topotecan),发现其能下调UBE3A-ATS并持续激活父源UBE3A基因的表达[16]。但由于其同时会干扰其他长序列转录本的表达[17],且体内毒性很大,因此被用于临床治疗AS的可能性很小。另一种更有应用前景的方法运用了反义寡核苷酸(ASO)[18-19],其能特异性干扰UBE3A-ATS从而恢复父源UBE3A基因的表达,在小鼠模型中长效改善AS相关症状。此外ASO可通过鞘内注射进行安全有效给药,有希望进入临床使用。

3.4 基因编辑技术 基因编辑技术为很多遗传病根治提供良好的前景,包括部分单基因受累的印记遗传病(如AS和SYS等),然而多数印记遗传病受影响的往往是染色体一个区域,累及基因可到数十个(如PWS),基因编辑还存在较大困难。在AS的神经元中,母源UBE3A基因表达缺失,而其父源等位基因受一种长链非编码RNA UBE3A基因反义转录本(UBE3A antisense tran,UBE3A-ATS)的顺式调控作用而处于表达沉默状态。有新近研究利用Cas9基因编辑技术靶向干扰UBE3A-ATS,从而恢复父源沉默的UBE3A基因表达[20-21]。该方法利用包装Cas9的腺相关病毒(AAV)载体对胚胎期及出生早期的AS模型小鼠进行脑室内注射,观察到了针对AS表型的长期有效的挽救效果[20]。基因编辑技术为AS治疗提供了新的策略,但基于该项技术的特殊性与伦理性,相关研究只能停留在模型动物的实验阶段,距离临床转化有很长距离。

3.5 表观学干预 鉴于印记遗传病患者都至少保留一个完整的表观沉默亲本拷贝,逆转其基因印记状态以补偿受累亲本拷贝的功能丧失,可能成为惟一能治愈印记遗传病的方式。因此,如何恢复另一亲本上失活的印记基因是印记遗传病的表观学干预方法的研究突破点与热点。目前已有研究提出治疗AS 和 PWS 的表观学干预新方法。

越来越多研究表明PWS印记区域上的小核仁RNA116(SNORD116)缺失对PWS发病至关重要,重新激活可能作为一种潜在治疗策略引起了研究者的兴趣。有研究分别在PWS的诱导多能干细胞(iPSCs)中通过敲低一种H3K9甲基转移酶SETDB1[22]或靶向敲除锌指蛋白ZN274改变了PWS母源印记标记,恢复了SNORD116 表达[23]。

有研究通过高内涵小分子药物筛选,找到一种可以抑制常染色体组蛋白赖氨酸N-甲基转移酶-2(EHMT2/G9a)的小分子抑制剂,其能在PWS小鼠模型及患者细胞中重新激活PWS相关基因的母源拷贝的表达,显著改善PWS小鼠的存活和生长[24]。这项发现为基于小分子药物的PWS表观遗传学治疗策略提供了理论依据,更多关于G9a抑制剂疗效、安全性及耐受性的临床前研究将挖掘更多表观学干预潜力和希望。

CRISPR/dCas9技术是能对特定基因序列进行DNA甲基化编辑的强大工具。有研究通过将dCas9与DNA加双氧酶1(TET1)和 DNA甲基转移酶3a(DNMT3a)等其他蛋白融合,有效地靶向编辑印记基因的表观遗传标志,激活PWS相关沉默基因的表达[25]。这项表观基因编辑技术可为印记遗传病的治疗策略提供新的研究思路,但其仍处于起步阶段,关于其靶向印记基因DNA修饰的精准调控的研究还需要深入探索。

4 结语

印记遗传病是由基因组印记失调引起的一组罕见遗传性疾病。其常累及全身多个系统,临床表现多种多样且部分具有遗传异质性。目前印记遗传病的诊断主要依赖临床表现评估,进一步确诊需综合使用遗传学分子诊断,并注意鉴别诊断。由于印记遗传病相关发病机制复杂,多数尚不清楚,目前仍缺乏有效的治疗方法。新的针对印记遗传病的靶向药物及表观学干预方法具有良好的治疗前景,目前仍处于初步探索阶段。总之,对印记遗传病患者实行早筛早诊、早期干预与护理、多学科随访及综合治疗管理,能避免部分或全部并发症,改善远期预后。

参考文献 (略)

(2021-11-25收稿) 返回搜狐,查看更多



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