NDP基因5'UTR变异通过异常剪接导致家族性渗出性玻璃体视网膜病变的机制研究

《Orphanet Journal of Rare Diseases》：5′ UTR variant in the NDP gene leads to incorrect splicing and familial exudative vitreoretinopathy

本研究针对家族性渗出性玻璃体视网膜病变(FEVR)的遗传病因鉴定难题，通过全外显子测序在NDP基因5'UTR区发现新型c.-167_-166delinsAAGG变异，经mini基因剪接实验证实该变异导致外显子2部分缺失，首次系统总结5'UTR变异位置与疾病表型（FEVR/ND/ROP）的对应关系，为罕见病基因诊断提供新依据。

　　

在遗传性眼病研究领域，家族性渗出性玻璃体视网膜病变(Familial Exudative Vitreoretinopathy, FEVR)作为一种临床和遗传异质性极高的眼科疾病，始终是科研人员关注的焦点。这种以视网膜血管发育不全为特征的疾病，可导致视网膜新生血管、渗出、出血甚至视网膜脱离，是儿童盲的重要原因之一。更复杂的是，FEVR与诺里病(Norrie Disease, ND)和早产儿视网膜病变(Retinopathy of Prematurity, ROP)具有相似临床表现，但严重程度和预后差异显著，给精准诊断和预后判断带来巨大挑战。

NDP基因作为唯一已知的X连锁FEVR致病基因，其编码的Norrin蛋白在视网膜血管发育中起关键作用。然而，传统基因检测方法往往聚焦于编码区变异，对非翻译区(Untranslated Region, UTR)变异的认知相对有限。特别是5'UTR区域变异，由于功能解析困难且缺乏系统总结，在临床诊断中容易被误判为意义未明变异(Variant of Uncertain Significance, VUS)。

针对这一瓶颈问题，南方医科大学附属南方医院的研究团队在《Orphanet Journal of Rare Diseases》发表了一项突破性研究。他们通过对一个中国FEVR家系开展系统性遗传学分析，不仅成功鉴定出新型致病变异，更深入揭示了5'UTR变异通过影响基因剪接导致疾病的分子机制。

研究人员采用多组学技术联合作战策略：首先通过拷贝数变异测序(CNV-seq)和染色体微阵列分析(CMA)排除大片段异常；进而利用全外显子测序(Whole Exome Sequencing, WES)在NDP基因5'UTR区锁定候选变异c.-167_-166delinsAAGG；最后通过Sanger测序验证该变异与疾病表型的共分离现象。为功能验证，团队创新性应用迷你基因剪接实验(minigene splicing assay)，分别在HEK293和HeLa细胞中证实该变异导致外显子2部分缺失的异常剪接模式。

临床特征与家系分析

先证者（III2）为9岁男性，婴儿期接受玻璃体切割术后效果不佳，临床表现为双眼视力丧失、右眼角膜变性、晶状体混浊和左眼角膜白斑。B超显示眼球萎缩和异常改变。家系调查发现其叔父（II3）同样确诊FEVR，第三子（III3）因不明原因一月龄夭折，呈现典型X连锁遗传模式。

遗传变异鉴定

WES在先证者和患病叔父中发现新型半合子变异c.-167_-166delinsAAGG，经家系Sanger测序验证符合共分离规律。该变异最初被判定为VUS，但通过功能证据升级为可能致病性(Likely Pathogenic)等级。

迷你基因剪接实验验证

研究团队构建pcMINI和pcMINI-N载体系统，转染HEK293T和HeLa细胞后通过RT-PCR和电泳分析发现：变异型产生两条异常剪接条带（B和C），分别对应外显子2内部145bp缺失（c.-167_-21delinsAAGG）和3'端339bp缺失（c.-167_174delinsAAGG）。后者包含起始密码子和编码区，可能导致N端截短蛋白。

5'UTR变异与表型关联分析

研究系统总结文献报道的5'UTR变异，发现其分布与疾病类型存在明确相关性：嘧啶二核苷酸重复区indel多导致ROP（5/8），内含子1剪接区变异主要引起ND（4/6），而外显子2的5'UTR变异均表现为FEVR（7/7）。这种"位置-表型"对应关系为临床预后判断提供重要依据。

本研究通过多学科技术融合，成功解析了一个曾被漏诊五年的FEVR家系的遗传病因。不仅证实c.-167_-166delinsAAGG通过干扰正常剪接导致疾病，更首次建立NDP基因5'UTR变异位置与临床表型的对应图谱。这一发现革新了对非编码区变异的认知，为罕见眼病的精准诊断和遗传咨询提供新范式。特别值得注意的是，女性携带者因X染色体随机失活(X-chromosome Inactivation, XCI)可能表现不同严重程度的临床症状，提示临床监测的必要性。

该研究突破传统基因检测局限，证明深入解析非编码区变异功能的重要性。未来需要更多研究探索5'UTR变异影响基因表达的具体机制，以及开发更有效的功能验证方法。随着基因检测技术的普及，类似非编码区变异的识别将日益增多，本研究建立的系统分析框架将为罕见病遗传咨询提供重要参考。