遺傳性耳聾基因檢測與篩查-2

遺傳性耳聾基因檢測2023耳朵結(jié)構(gòu)及功能

耳朵結(jié)構(gòu)：外耳(outerear):耳廓(pinna)、外耳道(earcanal)中耳(middleear):鼓膜(Eardrum)、聽骨鏈(ossicularchain)內(nèi)耳(innerear):半規(guī)管（blanceorgan）、耳蝸（cochlea）耳朵功能：1、維持人體平衡2、接收傳遞聲音聲音傳遞過程內(nèi)耳聲音傳遞過程人類一側(cè)耳蝸約有外毛細(xì)胞9000～12000個；內(nèi)毛細(xì)胞約3500個，每根聽神經(jīng)中含24000-25000根軸突，一個內(nèi)毛細(xì)胞可接受多條傳入纖維的支配，而多個外毛細(xì)胞只接受一條出入纖維的支配。哺乳動物內(nèi)耳毛細(xì)胞數(shù)量恒定，不可再生。聲波傳入耳蝸后，螺旋器

(Corti)

和基底膜發(fā)生機(jī)械運動，進(jìn)一步帶動纖毛的運動，打開了纖毛上的離子通道，使得細(xì)胞外的鉀離子和鈣離子流入細(xì)胞，造成了細(xì)胞內(nèi)外電勢的變化。由于離子通道的開閉

(gating)

與纖毛尖端細(xì)絲的張力

(tip-linktension)

間的相互影響，通道被打開后，纖毛的剛度會發(fā)生變化，又進(jìn)一步改變纖毛的機(jī)械運動特性。耳聾定義及分級聽覺系統(tǒng)中傳音、感音及其聽覺傳導(dǎo)通路中的聽神經(jīng)和各級中樞發(fā)生病變，引起聽功能障礙，產(chǎn)生不同程度的聽力減退，統(tǒng)稱為耳聾。一般認(rèn)為語言頻率平均聽閾在26dB以上時稱之為聽力減退或聽力障礙。根據(jù)聽力減退的程度不同，又稱之為輕度、中度、中重度、重度和全聾等。耳聾分類傳導(dǎo)性耳聾conductivedeafness是因外耳和(或)中耳有病變，使聲音傳導(dǎo)過程發(fā)生障礙，而引起的耳聾。感音神經(jīng)性耳聾sensorineuraldeafness是由內(nèi)耳、聽覺神經(jīng)或大腦的損傷或功能異常引起的聽力障礙。絕大多數(shù)感音神經(jīng)性耳聾源于耳蝸感覺神經(jīng)上皮毛細(xì)胞的結(jié)構(gòu)或功能異常。這類缺陷可由發(fā)育異常所致,也可由后天的創(chuàng)傷或疾病引起,通常難以治愈。

混合性耳聾mixeddeafness是指同時患有感音神經(jīng)性耳聾和傳導(dǎo)性耳聾。它通常源于內(nèi)耳和外耳或者內(nèi)耳和中耳問題同時存在。耳聾現(xiàn)狀全世界有5%的人患有殘疾性聽力損失，也就是3.6億人[1]我國聽力言語殘疾者達(dá)2780萬占?xì)埣踩?3.5%新生兒耳聾的發(fā)病率約為1‰—3‰[2]每年出生聾兒3萬左右[3]每年被發(fā)現(xiàn)的患有遲發(fā)性耳聾的患兒有6-8萬非綜合征型耳聾70%常染色體隱性遺傳80%常染色體顯性遺傳15%X連鎖(1-3%)線粒體(<1%)綜合征型耳聾30%Alport綜合征Pendred綜合征Wardenburg綜合征BOR綜合征遺傳因素60%環(huán)境因素40%細(xì)菌噪音病毒耳毒性Usher綜合征耳聾耳聾原因……遺傳性耳聾遺傳性耳聾由于基因和染色體異常所致的耳聾。這種疾病是由父母的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變傳給后代而引起的耳聾，并且在子孫后代中以一定數(shù)量出現(xiàn)。綜合征型耳聾Syndromichearingloss,SHL除耳聾外，還伴隨有其它組織器官的病變。非綜合征型耳聾Non-syndromichearingloss,NSHL僅有耳聾而無其他組織器官的病變。包括常染色體顯性遺傳、常染色體隱性遺傳、X連鎖遺傳和線粒體遺傳。遺傳性耳聾發(fā)現(xiàn)歷史遺傳性聽力損失的研究起于十六世紀(jì)，Schenck描述了一個父母聽力正常，但多個子女均為先天性重度耳聾家系非綜合征型聽力損失中的常染色體顯性遺傳模式最早見于1814年Adam的報道1846年Thomson發(fā)表的下頜骨-面顱骨發(fā)育不全綜合征最早報道了綜合征型聽力損失1882年,Politzer首次描述了X-連鎖遺傳的聽力損失1995年發(fā)現(xiàn)第一個非綜合征型聽力損失基因后的近十年來,這一領(lǐng)域出現(xiàn)了飛速的進(jìn)展2004年,王秋菊博士發(fā)現(xiàn)了一個Y-連鎖遺傳的聽力損失家系,從而進(jìn)一步豐富了遺傳性聽力損失的理論內(nèi)容常染色體顯性遺傳NSHL類型

基因

臨床表現(xiàn)

定位

常染色體顯性遺傳：學(xué)語后進(jìn)行性感音神經(jīng)性聾，語言發(fā)育正常

DFNA1

HAID1

低頻聽力受損

5q31

DFNA2

GJB3,KCNQ4

在1000Hz以上頻率每年下降1-5dB；1000Hz以下每年下降0.2-0.5dB。逐漸發(fā)展為全頻率中-重度聾

1p34

DFNA3

GJB2,GJB6

學(xué)語前中-重度感音神經(jīng)性聾，聽力常保持穩(wěn)定或僅呈輕微進(jìn)行性下降

13q12

DFNA8

α-tectorin

學(xué)語前中-重度感音神經(jīng)性聾，聽力常保持穩(wěn)定或僅呈輕微進(jìn)行性下降

11q22-24

DFNA9

COCH

聽力減退與年齡和頻率有關(guān)，多為高頻神經(jīng)性聾

14q12-13

DFNA11

Myosin7A

聽力減退與年齡和頻率有關(guān)，多為高頻神經(jīng)性聾

11q12.3-21

DFNA12

α-tectorin

學(xué)語前中-重度感音神經(jīng)性聾，聽力常保持穩(wěn)定或僅呈輕微進(jìn)行性下降

11q22-24

DFNA15

POU4F3

聽力減退與年齡和頻率有關(guān)，多為高頻神經(jīng)性聾

5q31

特點：患者子女中約1/2發(fā)病

男女發(fā)病機(jī)會相等延遲顯性：是指有些顯性遺傳病并非出生后即表現(xiàn)出來，

而是到一定年齡才出現(xiàn)癥狀。

常染色體隱性遺傳NSHL類型基因

臨床表現(xiàn)

定位

常染色體隱性遺傳：雙耳學(xué)語前非進(jìn)行性重-深度感音神經(jīng)性聾

DFNB1GJB2臨床表型不衡定，可為先天性聾或1-10歲期間進(jìn)行性聽力下降，受損程度可從輕-重度聾13q12DFNB2Myosin7A聽力下降在500-8000Hz大于90dB11q12.3-21DFNB3Myosin15

17q11.2DFNB4PDS（SLC26A4)50%合并有前庭導(dǎo)水管擴(kuò)大7q31DFNB8

學(xué)語后進(jìn)行性聽力減退，但比常染色體顯性遺傳發(fā)病年齡早，聽力下降速度快

DFNB9OTOF

2p22-23DFNB21α-tectorin

11q22-24特點：患者雙親正常，均為致病基因攜帶者

子女發(fā)病率為1/4，男女發(fā)病機(jī)會均等

近親結(jié)婚后代發(fā)病率顯著增高線粒體遺傳1.線粒體DNA，承載線粒體的遺傳物質(zhì)。

2.人體所有細(xì)胞（除紅細(xì)胞）里面都有線粒體，但只有女性的線粒體基因能隨其卵子遺傳給其后代3.線粒體遺傳，表現(xiàn)為女性患者后代均有發(fā)病可能、男性患者后代正常。遺傳性耳聾基因發(fā)現(xiàn)歷史中國人中常見遺傳性耳聾基因GJB2先天性耳聾SLC26A4遲發(fā)性耳聾一巴掌致聾GJB3神經(jīng)性耳聾“本土基因”MT-RNR1藥物敏感性耳聾一針致聾覆蓋近一半遺傳性耳聾[1]GJB2基因簡介

基因定位：1993年被克隆發(fā)現(xiàn)，定位于13q11-q12

編碼蛋白：connexin26

致病原理：

GJB2基因編碼區(qū)域發(fā)生突變，產(chǎn)生沒有生物活性的蛋白質(zhì)。

1、導(dǎo)致離子通道功能異常：Cx26蛋白廣泛分布于耳蝸支持細(xì)胞和結(jié)締組織，構(gòu)成細(xì)胞間縫隙連接通道，參與轉(zhuǎn)運毛細(xì)胞至血管紋的鉀離子，維持耳蝸內(nèi)淋巴電位。若GJB2基因編碼區(qū)域發(fā)生突變，產(chǎn)生了沒有生物活性的蛋白質(zhì)，影響了縫隙連接蛋白所組成通道的正常功能，導(dǎo)致細(xì)胞間信息的傳遞受到阻礙，使細(xì)胞外鉀離子回流受到影響，鉀離子濃度發(fā)生改變，使得

Corti氏器呈高鉀狀態(tài)，呈鉀中毒，進(jìn)而影響了耳蝸毛細(xì)胞的電生理活動，從而導(dǎo)致聽力下降[1]。

2、導(dǎo)致細(xì)胞信號功能異常：影響細(xì)胞間鈣離子和三磷酸肌醇(IP3)的信息傳遞，而這些信息傳遞對于聽覺系統(tǒng)正常生理功能的維持是十分重要的[2]。GJB2基因簡介GJB2Connexin26IonchannelCochleaskinTransport:PotassiumionsNutrientsSmallmolecularMaintenanceoftheproperlevelofpotassiumionsintheinnerearRequiredforthematurationofcertaincellsinthecochleaPlayaroleinthegrowth,maturation,andstabilityoftheskin’soutermostlayer,theepidermisConversionofsoundwavestoelectricalnerveimpulses編碼主要存在部位構(gòu)成功能作用方式結(jié)果突變位點：截止目前，已發(fā)現(xiàn)300個與耳聾相關(guān)的突變位耳聾比例：GJB2突變導(dǎo)致的耳聾占隱性遺傳非綜合征耳聾的約50%，占所有耳聾的20%[1,2]

耳聾狀態(tài)：導(dǎo)致雙側(cè)重度到極重度語前聾，亦有遲發(fā)型聽力損失，突聾。先天性聽障患兒，聽神經(jīng)、聽覺傳導(dǎo)通路及言語中樞是正常的，可通過進(jìn)行人工耳蝸植入手術(shù)獲得良好的康復(fù)效果遺傳方式：最常見的先天性耳聾基因，絕大部分為常染色體隱性遺傳(DFNB1)或者亦可引起少數(shù)顯性遲發(fā)耳聾。

GJB2基因常見突變位點簡介

GJB2基因的突變譜在各個民族和地區(qū)之間存在明顯差異。不同人群中常見突變位點：35delG在北歐、南歐及美國的高加索人種中占所有GJB2突變的70%；167delT在猶太耳聾人群中占所有GJB2病理性突變的40%；235delC在東亞(中國,日本,韓國)是最常見的突變,；

R143W和W24X分別是加納和印度、吉普賽人群中發(fā)生率最高的突變

；

中國人群中，常見GJB2基因突變類型主要有235delC、109G>A(p.V37I)、299-300delAT、176-191del16等，可占GJB2基因突變?nèi)巳?0%以上，其中以235delC純合性突變最常見[1]。

SLC26A4(又稱PDS基因)簡介SLC26A4PendrinMembranetransportproteinInnerearsThyroidglandTransport:Ions(chloride,iodide,bicarbonate,)Maintainingtheproperlevelsoftheseionsappearstobe

particularlyimportantduringdevelopmentoftheinnerear,anditmayinfluencethe

shapeofbonystructuressuchasthecochleaandvestibularaqueduct.

TransportiodideionsoutofcertaincellsConversionofsoundwavestoelectricalnerveimpulses

基因定位：7q22.3致病原理：基因突變將導(dǎo)致pendrin蛋白功能障礙，從而使內(nèi)耳淋巴液體量增加，導(dǎo)致蝸管的擴(kuò)大融合，內(nèi)淋巴囊、內(nèi)淋巴管和前庭水管膨脹擴(kuò)大及聽力下降，即大前庭水管綜合征[1]。Pendrin蛋白作為陰離子泵在這些細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，保持內(nèi)耳液體的離子平衡，從而維持正常聽力，Pendrin蛋白在內(nèi)耳具有氯/甲酸的轉(zhuǎn)運功能，在保持內(nèi)耳液體的離子平衡、維持正常聽力中起重要作用。耳聾比例：第二常見耳聾基因，SLC26A4基因突變占全部遺傳性耳聾的14%。遺傳方式：SLC26A4基因突變引起非綜合征型和綜合征型耳聾PDS綜合征均常染性色體隱遺傳(DFNB4)，大部分DFNB4和綜合征性耳聾PDS綜合征都伴有大前庭水管擴(kuò)大，并且PDS綜合征還伴有甲狀腺病變。突變相關(guān)病癥：這是一種先天性內(nèi)耳發(fā)育畸形，出生時患兒聽力可以正常，但頭部外傷、噪聲、感染等誘因就可致患兒聽力急劇下降甚至全聾。預(yù)防治療措施：進(jìn)行耳聾基因檢測，避免頭部受傷、感冒。

SLC26A4(又稱PDS基因)高發(fā)突變位點常見突變?yōu)辄c：

SLC26A4基因的突變類型在不同的種族和地區(qū)中也有明顯差異。IVS7-2A>G、2168A>G突變?yōu)橹袊俗畛Ｒ姷腟LC26A4突變。PDS綜合征和非綜合征耳聾的區(qū)別SLC26A4基因突變可導(dǎo)致常染色體隱性遺傳耳聾：非綜合征型耳聾：大前庭水管擴(kuò)大綜合征綜合征型耳聾：Pendred綜合征(93%綜合征可表現(xiàn)為前庭水管擴(kuò)大或伴內(nèi)耳畸形、神經(jīng)性聾和甲狀腺腫[1])。PDS綜合征和非綜合征耳聾的區(qū)別是:DFNB4中Pendrin蛋白的功能未完全喪失，殘留的功能可以使甲狀腺功能免受影響，但不能阻止NSHL和顳骨畸形的發(fā)生。PDS綜合征的SLC26A4突變基因編碼的Pendrin蛋白功能完全喪失。PDS綜合征還會出現(xiàn)甲狀腺碘有機(jī)化障礙或伴甲狀腺腫。但是由于臨床發(fā)現(xiàn)不同個體表現(xiàn)出的甲狀腺表型變化極大，部分PDS患者（尤其是兒童）甲狀腺表型（甲狀腺腫及甲狀腺功能低下）要到10-20歲才會表現(xiàn)出來。在中國95.4%的EVA患者攜帶SLC26A4基因突變，其中IVS7-2A>G突變最常見，其次是H727R[2])。

MT-RNR1基因簡介發(fā)病時間：后天性用藥導(dǎo)致遺傳方式：母系遺傳編碼蛋白：線粒體12SrRNA常見突變位點：1555A>G、1494C>T致病原理：

12SrRNA是參與構(gòu)成線粒體rRNA30S小亞基的分子，因此這種變化最終使得線粒體蛋白合成異常，使得氧化磷酸化過程受阻而影響ATP的合成；由于內(nèi)耳的離子梯度是依靠消耗ATP的離子泵來維持，所以耳蝸內(nèi)ATP的減少會導(dǎo)致血管紋、內(nèi)淋巴液、毛細(xì)胞內(nèi)的離子濃度不平衡，最終導(dǎo)致毛細(xì)胞的死亡，造成聽力受損。有研究表明，1555A>G的突變不但可以導(dǎo)致突變細(xì)胞系線粒體蛋白質(zhì)合成障礙及耳聾，并且當(dāng)線粒體

DNA1555位點A>G突變后，可與1494位點的C形成新的配對，形成新的二級結(jié)構(gòu)，該二級結(jié)構(gòu)易于與氨基糖甙類抗生素結(jié)合導(dǎo)致耳毒性，最終導(dǎo)致遺傳性耳聾的發(fā)生[1]。

線粒體基因突變的個體對氨基糖甙類抗生素(如慶大霉素、鏈霉素)非常敏感。少劑量短時應(yīng)用此類藥物也有可能發(fā)生極重度耳聾，也就是所謂的“一針致聾”。GJB3GJB3Connexin31Ionchannel—gapjunctionThestructureofinnerearSkinTransport:IonsnutrientsCertainsmallmolecularTheexactroleofthisprotein

intheinnerearislessclear,althoughitappearstobeinvolvedinhearing

Playaroleinthegrowth,maturation,andstabilityoftheskin’soutermostlayer,theepidermis編碼蛋白:connexin31遺傳方式:常染色體顯性遺傳常見突變位點：538C>T、547G>A1998年中國科學(xué)家夏家輝克隆了我國第一個“本土基因”GJB3已鑒定的遺傳性耳聾相關(guān)基因常染色體顯性基因：DIAPH1，KCNQ4，GJB3，GJB2，GJB6，MYH14，CEACAM16，DFNA5，WFS1，COCH，EYA4，MYO7A，TECTA，COL11A2，POU4F3，MYH9，ACTG1，MYO6，SIX1，SLC17A8，GRHL2，TMC1，DSPP，P2RX2，CCDC50，MYO1A，MIRN96，TJP2，TNC，SMAC/DIABLO，TBC1D24，CD164，OSBPL2，KITLG常染色體隱性基因：GJB2，MYO7A，MYO15A，SLC26A4，TMIE，TMC1，TMPRSS3，OTOF，CDH23，GIPC3，STRC，USH1C，OTOG，TECTA，OTOA，PCDH15，RDX，GRXCR1，TRIOBP，CLDN14，MYO3A，WHRN，GPSM2，ESRRB，ESPN，MYO6，HGF，ILDR1，ADCY1，CIB2，MARVELD2

/

BDP1，COL11A2，PJVK，SLC22A4，SLC26A5，LRTOMT/COMT2，DCDC2，LHFPL5，S1PR2，GIPC3

，BSND，

MSRB3，

SYNE4，LOXHD1

，TPRN，PTPRQ

/

OTOGL，TBC1D24，ELMOD3，KARS，SERPINB6，CABP2，NARS2，GIPC3，MET，TSPEAR，TMEM132E，GRXCR2，EPS8，CLIC5，CDC14AX連鎖基因：PRPS1，

POU3F4，SMPX，

AIFM1，COL4A6線粒體基因：MT-RNR1，MT-TS1耳聾基因檢測現(xiàn)狀

新生兒聽力篩查中存在局限或缺陷，即并不是所有的聽力損失患兒均會在出生后立即表現(xiàn)出來。如有些新生兒通過了新生兒聽力篩查，但隨后出現(xiàn)GJB2或SLC26A4基因引起的遲發(fā)性聽力損失；又如藥物性致聾基因引起的聽力損傷，出生時均可通過新生兒聽力篩查。基因檢測技術(shù)的發(fā)展和興起目前，全國已有北京、上海、武漢、廣州、東莞、浙江省江干區(qū)、山西省長治市等16個城市、區(qū)開展了政府支持的新生兒免費耳聾基因篩查?！?/p>

耳聾基因檢測的必要性孕前，一級預(yù)防——阻止耳聾基因缺陷兒的出生孕中，二級預(yù)防——防止耳聾基因缺陷兒的出生新生兒，三級預(yù)防——降低新生兒缺陷帶來家庭困擾和社會負(fù)擔(dān)

中國殘疾人聯(lián)合會官方微信透露了一組調(diào)查數(shù)據(jù)，在各種殘疾類別中，中國人遺傳性耳聾基因攜帶率非常高，每100人中有12人是攜帶者，聽力完全正常的一對夫妻完全可能生下耳聾的孩子。

目前，我國實施的新生兒聽力篩查是以聽性腦干反應(yīng)和畸變產(chǎn)物耳聲發(fā)射為基礎(chǔ)的初篩方案，此方案的局限性是缺乏對病因的檢測，而某些遲發(fā)性及條件性遺傳性耳聾因篩查時由于聽力正常而易被遺漏。目前感音神經(jīng)性耳聾尚無有效的臨床治療方法，所以以分子遺傳學(xué)的檢測手段來介入初篩，正確地進(jìn)行病因分析，若使耳聾基因檢測成為生育前常規(guī)篩查項目，可將遺傳性耳聾預(yù)防提前至首次生育前，從根本上阻斷遺傳性耳聾在整個人群中的傳遞和發(fā)病。耳聾基因檢測的必要性耳聾基因檢測方法

一代Sanger測序、DNA芯片技術(shù)、基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜、qPCR、NGS…檢測方法優(yōu)點缺點限制性片段長度多態(tài)性操作簡單、快速一次只能檢測一個位點變性高效液相色譜法操作方便，自動化程度高其設(shè)備昂貴，對技術(shù)人員要求高基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜成本較低，能檢測出多個位點，覆蓋率高及周期短設(shè)備昂貴，對技術(shù)人員要求高基因芯片檢測法檢測通量大，一次可同時檢測成行千上萬個位點信號穩(wěn)定性較差，同一探針往往需要重復(fù)4-5個點方可判讀；且該方法試劑成本高，結(jié)果需要依賴于昂貴的激光掃描儀才能判讀直接測序法基因檢測的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果準(zhǔn)確特異成本非常高熒光定量PCR快速，成本低，無須特殊設(shè)備；可避免實驗室污染位點少耳聾基因檢測序號基因位點位點數(shù)1GJB2109G>A、167delT、176del16bp、235delC、253T>C、257C>G、299-300delAT、35delG、416G>A、427C>T、456C>A、456C>G、512insAACG、94C>T、99delT152SLC26A4281C>T、589G>A、IVS7-2A>G、1174A>T、1226G>A、1229C>T、IVS15+5G>A、1975G>C、2027T>A、2162C>T、2168A>G、1079C>T、1343C>T、1540C>T、1919G>A、2000T>C、2086C>T、259G>T、679G>C、754T>C、IVS14-2A>G、109G>T、1160C>T、1181-1183delTCT、1318A>T、1336C>T、1555-1556delAA、1