新发现！COL4A5基因变异与阿尔波特综合征的关联及诊断突破

研究人员针对阿尔波特综合征（AS）诊断难题，研究 COL4A5基因变异，发现新变异并实现精准诊断，意义重大。

　　在人体的微观世界里，肾脏就像一座精密的 “净化工厂”，日以继夜地过滤着血液中的杂质，维持身体的内环境稳定。然而，有一种名为阿尔波特综合征（Alport syndrome，AS）的疾病，却如同潜藏在这座 “工厂” 里的 “破坏分子”，悄然威胁着它的正常运转。

AS 是第二常见的单基因肾病，每 50000 人中大约就有 1 人患病。它主要由 IV 型胶原蛋白的 α3、α4 和 α5 链（COL4A₃、COL4A₄和 COL4A₅）基因突变引起，其中 COL4A₅变异最为常见，约占 85% 的病例。这些基因突变会影响肾小球基底膜（GBM）的正常功能，使得血细胞和蛋白质泄漏到尿液中，患者会出现血尿、蛋白尿，甚至逐渐发展为肾衰竭。此外，部分患者还会伴有感音神经性听力损失和眼部异常。

由于 AS 的临床表型差异很大，早期症状又不具有特异性，在传统的病理评估中，通过光学显微镜观察到的肾小管上皮细胞的变化，如颗粒变性，也可见于其他多种肾脏疾病，因此很容易被误诊。即使是通过肾脏活检，利用电子显微镜观察到肾小球基底膜的结构病变，也难以准确诊断。典型的 X 连锁 AS 还能通过 α5 链免疫染色缺失来区分，但轻度表型和双基因 AS 由于胶原蛋白染色模式正常，无法以此识别 。这给临床诊断带来了极大的挑战，也使得许多患者无法得到及时有效的治疗。

为了攻克这一难题，江西妇幼保健院的研究人员展开了深入研究。他们通过对三个疑似 AS 的大家庭进行研究，利用全外显子测序（WES）技术，结合系谱分析，发现了三个新的 COL4A₅变异（c.1834G>T、c.865G>A 和 c.1032+5G>A）。研究人员还对这些变异的致病性进行了评估，并通过植入前基因检测（PGT）或产前诊断，成功避免了携带这些变异的胎儿出生。这一研究成果发表在《Scientific Reports》上，为 AS 的临床诊断、遗传咨询和预后提供了重要的依据。

研究人员开展这项研究时，主要运用了以下几种关键技术方法：一是全外显子测序（WES），从家庭成员的外周血样本中提取基因组 DNA，构建外显子文库并进行测序，以检测基因变异；二是系谱分析，对检测到的变异进行 Sanger 测序，确定其在家族中的遗传模式；三是利用生物信息学软件和剪接评估算法对变异进行解读和预测；四是构建 minigene 系统进行体外剪接分析，确定变异对基因功能的影响；五是进行植入前基因检测（PGT）和产前诊断，防止患病胎儿的出生。

下面来看具体的研究结果：

• 临床表现和 WES 结果：研究招募了三个具有类似 AS 症状的家庭，所有患者都有肾功能受损和家族病史，但疾病严重程度差异很大 。对三个家庭的先证者进行 WES 检测，分别在 COL4A₅基因上发现了不同的变异。如在家庭 1 中，先证者（II-4）的 COL4A₅基因存在半合子 c.1834G>T 变异，可解释其蛋白尿症状；家庭 2 的先证者（III-4）携带与肾衰竭和肾小球病变相关的半合子 c.865G>A 变异；家庭 3 的先证者（III-4）则存在 COL4A₅基因内含子 18 的半合子 c.1032+5G>A 变异。
• 系谱分析：通过 Sanger 测序对家族成员进行检测，结果显示这些变异在家族中与疾病共分离。在家庭 1 中，母亲、两个姐妹和侄女都携带 c.1834G>T 变异，而父亲未携带；家庭 2 中，c.865G>A 变异在患者中以杂合或半合子状态存在；家庭 3 中，先证者的 c.1032+5G>A 变异遗传自母亲，且在其他患病家庭成员中也能检测到，而无症状家庭成员中则未发现该变异。
• 变异解读：这些检测到的变异在人群频率数据库中均未出现，其中两个是错义突变（c.1834G>T/p.Gly612Cys、c.865G>A/p.Gly289Ser），一个是剪接位点突变（c.1032+5G>A） 。生物信息学软件预测显示，这些变异可能具有有害作用。按照 ACMG 指南，c.1834G>T 变异和 c.865G>A 变异被归类为 “可能致病”，c.1032+5G>A 变异最初被归类为意义不明。
• 剪接分析：为确定 c.1032+5G>A 变异的致病性，研究人员构建了 minigene 系统进行体外剪接分析。结果发现，该变异导致外显子 18 跳跃，对基因功能产生有害影响，最终将其重新归类为 “可能致病”。
• PGT 和产前诊断：家庭 3 的患者 II-12 希望通过 PGT 排除胎儿携带 c.1032+5G>A 变异，经过一系列检测和分析，最终将未携带该变异且无染色体异常的胚胎 1 移植到患者子宫内，产前诊断也证实胎儿未携带该变异 。家庭 1 的患者 II-2 和家庭 2 的患者 III-4 则选择了产前诊断，结果显示胎儿未检测到相关变异。两个家庭的孕妇都顺利产下了健康的婴儿。

在研究结论和讨论部分，此次研究发现的三个新的 COL4A₅变异，进一步丰富了 COL4A₅基因突变谱，为 AS 的遗传咨询和基因型 - 表型相关性研究提供了重要信息。研究再次强调了遗传检测在 AS 诊断中的重要性，它不仅能够识别症状轻微的女性患者，还能预测肾衰竭的发病年龄，为早期治疗提供依据。同时，研究人员还对 PGT 和产前诊断这两种预防患病胎儿出生的方法进行了探讨，根据不同家庭的情况给出了合理的建议。这一研究成果为临床医生诊断和治疗 AS 提供了新的思路和方法，有望改善 AS 患者的预后，减少患病胎儿的出生，具有重要的临床意义和社会价值。