ARPC1B基因始祖突变导致免疫缺陷的分子机制与人群特异性研究

《Genes & Immunity》：Molecular analysis and immunological characterization of a founder mutation causing ARPC1B deficiency

本研究针对ARPC1B基因c.899_944del突变导致的联合免疫缺陷病（CID），通过遗传学分析和质谱流式细胞术（CyTOF）技术，首次证实该突变源于美洲原住民群体的始祖效应，并系统阐明了该突变引起蛋白表达缺失、T细胞发育异常和B细胞类别转换受损的免疫学机制，为特定人群的精准诊断提供了重要依据。

　　

在免疫学领域，联合免疫缺陷病（CID）如同一座复杂的迷宫，患者往往面临反复感染、湿疹、血小板减少等多系统症状的困扰。自2017年首次发现ARPC1B基因突变与CID的关联以来，全球仅报道了20余种致病突变。这种主要表达于造血细胞的蛋白，是ARP2/3复合体的关键亚基，负责调控肌动蛋白（actin）聚合过程——免疫细胞迁移、突触形成等核心功能的基础。然而，由于基因数据库主要基于欧洲人群，其他族裔患者常面临误诊或变异意义不明（VUS）的困境。

本研究聚焦两名墨西哥裔患者携带的ARPC1B基因c.899_944del突变（p.E300Gfs*7）。通过谱系分析发现两人虽无亲缘关系，却携带相同的纯合突变，提示可能存在始祖效应。该突变位于基因第8外显子，导致46个碱基缺失，使编码蛋白在第5与第6个WD40结构域之间产生移码，最终形成仅含6个异常氨基酸（GLRARA）的截短蛋白。

为追溯突变起源，研究团队采用全基因组测序和单倍型分析技术，发现所有携带者均共享7号染色体上ARPC1B基因周边的保守单倍型区块。通过伽马分布模型计算，该突变约起源于55代前（95%置信区间10.2-105.8代），与美洲原住民群体的遗传背景高度吻合。主成分分析进一步证实携带者的遗传成分聚集于美洲原住民簇，从而确定这是一个源于美洲原住民的始祖突变。

分子机制解析

通过体外表达实验，研究人员将野生型与突变型ARPC1B分别转染至HEK293T细胞。RT-qPCR显示两者mRNA水平无显著差异，排除了无义介导的mRNA降解（NMD）机制。然而，蛋白质印迹（Western blot）结果令人震惊：无论是使用针对ARPC1B蛋白N端的抗体，还是检测C端His标签的抗体，均无法检测到突变蛋白的表达。这表明p.E300Gfs*7突变导致蛋白完全缺失，且翻译过程不会在提前终止密码子后重新起始。

免疫表型深度剖析

研究采用33抗体panel的质谱流式细胞术（CyTOF）对患者外周血单核细胞（PBMC）进行高维分析。t-SNE降维图谱清晰展示了8个主要免疫群体：B细胞、CD4⁺ T细胞、CD8⁺ T细胞、γδ T细胞、黏膜相关恒定T细胞（MAIT）、髓系细胞、浆细胞样树突状细胞（pDC）和自然杀伤（NK）细胞。

分析发现患者总CD4⁺、CD8⁺和γδ T细胞频率显著降低。更深入的表型分析揭示了更为精细的缺陷：患者初始CD4⁺和CD8⁺ T细胞比例急剧下降，而中央记忆型（CM）和效应记忆型（EM）T细胞比例异常升高，CD4⁺终末效应记忆重新表达CD45RA（TEMRA）细胞也明显增多。这种初始/记忆T细胞比例倒置提示ARPC1B缺失严重影响了T细胞发育。

B细胞区室同样出现显著异常。类别转换记忆B细胞和未转换记忆B细胞频率大幅降低，浆母细胞几乎消失。这一发现首次在系统水平证实ARPC1B缺失会损害B细胞的类别转换过程——这可能源于肌动蛋白聚合异常直接影响B细胞受体（BCR）信号传导，也可能是T细胞缺陷的次级效应。

临床谱系整合

研究汇总了全球37例ARPC1B缺陷患者的临床数据，发现尽管共同表现为湿疹、反复感染和血小板减少，但症状组合存在显著异质性。本研究的两位患者均出现瘢痕疙瘩这一罕见特征，且无食物过敏表现，凸显了该疾病的临床表现多样性。

关键技术方法

研究采用全基因组测序进行遗传分析，结合单倍型分型与最大似然法估计突变年龄；通过体外表达载体构建与蛋白质印迹验证突变功能影响；利用质谱流式细胞术（CyTOF）对患者外周血单核细胞（PBMC）进行高维免疫表型分析；研究对象为两名墨西哥裔CID患者及其家族成员。

研究结论与展望

本研究首次从分子遗传学角度证实ARPC1B c.899_944del突变为美洲原住民特有的始祖突变，其通过引起蛋白完全缺失导致联合免疫缺陷。深度免疫表型分析揭示了ARPC1B在T细胞发育和B细胞类别转换中的关键作用，为理解肌动蛋白调控免疫功能的机制提供了新视角。

该发现具有重要临床意义：针对出现CID症状的墨西哥裔患者，可优先筛查该突变，显著缩短诊断时间。尽管造血干细胞移植已证明对ARPC1B缺陷有效，但早期干预依赖准确诊断。研究同时指出，肌动蛋白调控网络在免疫细胞功能中的具体作用机制仍需深入探索，特别是ARPC1B缺失直接影响B细胞信号传导与T细胞缺陷次级效应的相对贡献度有待明晰。

这项研究不仅为罕见病诊断提供了族群特异性遗传标记，也通过高维免疫表型分析揭示了ARPC1B缺陷的多层次免疫异常，为开发靶向治疗策略奠定了理论基础。未来扩大样本量并结合单细胞功能分析，将进一步完善对该疾病病理机制的理解。