中国慢性肉芽肿病患者CYBB基因突变谱解析:IFN-γ治疗应答预测新策略

【字体: 时间:2025年10月01日 来源:Journal of Clinical Immunology 5.7

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  本研究聚焦慢性肉芽肿病(CGD)这一原发性免疫缺陷病,针对中国人群中CYBB基因突变导致NADPH氧化酶功能缺陷的机制展开深入探索。研究人员通过对5个无亲缘关系中国家庭的6例患者进行基因测序与功能验证,发现包括c.1507A>G(p.T503A)和c.1587_1605del(p.529_535del)在内的两种新突变,并首次证实 synonymous突变c.252G>T(p.A84A)实际引起外显子跳跃。更重要的是,研究通过中性粒细胞呼吸爆发实验证明IFN-γ仅能挽救p.I15V突变者的功能缺陷,为临床精准预测IFN-γ疗效提供了关键实验依据。

  
在免疫学的神秘世界里,有一类被称为"慢性肉芽肿病(Chronic Granulomatous Disease, CGD)"的罕见疾病,患者由于先天免疫系统缺陷,无法有效清除入侵的细菌和真菌,导致反复发生严重感染。这种疾病的根源在于NADPH氧化酶复合体的功能失常——这是免疫细胞对抗病原体的重要"武器系统",能够产生活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)来杀灭微生物。
在中国,CGD的发病率估计仅为百万分之三,远低于欧美国家,但实际数字可能被低估。更令人担忧的是,约65%的CGD病例由X染色体上的CYBB基因突变引起,该基因编码的gp91phox蛋白(又称NOX2)是NADPH氧化酶的核心组分。当这个基因发生突变时,中性粒细胞和巨噬细胞就无法产生足够的ROS,导致患者从幼年时期就开始遭受反复的细菌感染,尤其是非结核分枝杆菌(NTM)和结核分枝杆菌(TB)感染,严重时甚至危及生命。
尽管干扰素-γ(IFN-γ)已被尝试用于CGD治疗,但其疗效存在显著个体差异,背后的机制尚不明确。为了解决这一临床难题,来自复旦大学附属上海市公共卫生临床中心的研究团队在《Journal of Clinical Immunology》上发表了最新研究成果,通过对中国CGD患者的CYBB基因突变进行系统分析,不仅发现了新的致病突变,更重要的是建立了预测IFN-γ治疗应答的实验方法。
研究人员采用了多中心合作的研究策略,收集了来自5个无亲缘关系家庭的6例CGD患者样本。通过全外显子测序(Whole Exome Sequencing, WES)技术筛查致病突变,并经Sanger测序验证;利用RT-PCR和凝胶电泳分析突变对CYBB转录本的影响;通过Seahorse细胞能量代谢分析仪检测中性粒细胞呼吸爆发功能(以氧消耗率OCR为指标);采用流式细胞术检测细胞表面gp91phox表达和ROS产生能力。
临床特征与基因突变鉴定
研究共纳入6例来自5个中国家庭的CGD患者,临床表现均包括反复肺部感染和分枝杆菌感染。基因分析发现5种CYBB基因突变:c.125C>A(p.T42K)、c.43A>G(p.I15V)、c.252G>T(p.A84A)、c.1587_1605del(p.530_535del)和c.1507A>G(p.T503A)。其中后两种为首次报道的新突变,前三种虽曾有报道但缺乏功能验证。特别值得注意的是,c.252G>T突变在女性杂合子患者(P4)中也表现出疾病症状,打破了X连锁遗传仅影响男性的传统认知。
突变对CYBB表达的影响
研究人员通过RT-PCR分析发现,不同突变对CYBB表达的影响程度各异:p.I15V突变使转录水平降低32-42%;p.530_535del突变导致转录本显著减少;而看似同义的c.252G>T突变实际上引起了外显子3的完全跳跃,生成缺失48-84位氨基酸的截短蛋白。流式细胞术证实携带该突变的女性患者(P4)仅有约40%的细胞表达正常CYBB蛋白,符合X染色体随机失活规律。
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呼吸爆发缺陷与IFN-γ应答差异
通过Seahorse分析仪检测中性粒细胞呼吸爆发功能,发现所有患者细胞在PMA(佛波酯)刺激下均表现出明显的氧消耗缺陷。然而,IFN-γ预处理仅能显著改善p.I15V突变中性粒细胞的功能,使其OCR恢复至接近正常水平。其他突变(包括p.A84A剪接突变、p.530_535del缺失和p.T503A突变)均对IFN-γ无应答。这一发现具有直接临床意义:携带p.I15V突变的患者(P2)在接受IFN-γ联合抗菌治疗后两周,临床症状明显改善,影像学显示炎症浸润得到控制。
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讨论与意义
本研究不仅扩充了中国人群CGD的CYBB突变谱,更重要的是揭示了突变类型与IFN-γ治疗应答之间的内在联系。研究发现,即使是相同的c.252G>T突变,在不同个体中也可能导致不同的临床表现,提示除中性粒细胞功能外,整体免疫状态和其他免疫细胞亚群也可能影响疾病进程。
从机制角度看,IFN-γ可能通过多种途径增强NADPH氧化酶功能:上调CYBB基因转录、通过NAMPT介导的NAD+补救途径增强单细胞氧消耗、促进一氧化氮(NO)产生等。对于保留部分NADPH氧化酶功能的患者(如p.I15V),IFN-γ可能通过ROS和NO双途径发挥作用;而对于完全缺失酶活性的患者,NO可能成为主要效应分子。
研究的临床意义在于建立了体外评估IFN-γ疗效的预测方法:通过检测患者中性粒细胞在IFN-γ预处理后呼吸爆发功能的改善程度,可以预测该患者对IFN-γ治疗的潜在应答情况。这一方法对于指导CGD治疗策略选择具有重要意义,特别是对于无法进行造血干细胞移植(HSCT)或需要长期抗菌治疗的患者。
该研究为CGD的精准治疗提供了新思路,强调在基因诊断基础上,应结合功能评估来制定个体化治疗方案,最终改善这一罕见病患者的临床预后。
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