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为探究 EARS2 基因突变与线粒体 OXPHOS 缺陷相关疾病 LTBL 的关联，研究人员对 LTBL 患者开展临床特征分析、全外显子测序等研究。发现新突变 c.1304T>A（p.L435Q），揭示其致 B 细胞分化及 BCR 信号传导异常，为 LTBL 发病机制及诊疗提供新方向。
线粒体作为细胞的 “能量工厂”，不仅承担着氧化磷酸化（OXPHOS）为细胞供能的核心任务，还在凋亡、钙稳态、炎症和免疫等重要生理过程中扮演关键角色。线粒体翻译依赖线粒体氨酰 - tRNA 合成酶（mt-aaRSs），其通过催化氨基酸与相应 tRNA 的共价结合，保障遗传密码翻译的高效性和准确性。mt-aaRSs 家族成员 EARS2 基因编码线粒体谷氨酰 - tRNA 合成酶（GluRS），参与线粒体蛋白合成。该基因的致病性缺陷会引发线粒体 OXPHOS 功能障碍，进而导致一种罕见的常染色体隐性线粒体疾病 —— 丘脑和脑干受累及高乳酸血症性白质脑病（LTBL）。目前，关于 LTBL 的研究有限，其发病机制尚未完全明晰，且 EARS2 基因突变谱有待进一步扩展。此外，LTBL 患者常伴有多系统损害，但其与免疫系统异常的关联机制尚不明确。在此背景下，开展对 EARS2 基因突变与 LTBL 的深入研究，对于揭示疾病本质、拓展诊断与治疗思路具有重要意义。
华中科技大学同济医学院附属同济医院的研究人员针对上述问题，对一例 LTBL 患者展开了系统研究。研究旨在明确患者的基因突变类型，探究 EARS2 基因突变与免疫功能异常的关系，进一步丰富 LTBL 的发病机制。研究发现了 EARS2 基因的新突变，揭示了该突变通过影响 B 细胞功能参与 LTBL 发病的新机制，为 LTBL 的诊疗提供了新的理论依据。该研究成果发表在《Italian Journal of Pediatrics》。
研究主要采用了以下关键技术方法：对患者进行全外显子测序，以筛查基因突变；通过流式细胞术分析 B 细胞和 T 细胞的免疫表型及蛋白表达；利用共聚焦显微镜研究 B 细胞代谢情况；运用 Western blot 检测 EARS2 蛋白表达；借助 Sanger 测序验证基因突变；采用蛋白质结构建模预测突变对蛋白结构的影响。样本为患者的外周血，用于分离外周血单个核细胞（PBMCs）。
神经系统改变
通过对患者进行脑部 MRI 和脑电图（EEG）检查发现，7 月龄时双侧背侧丘脑、尾状核头、脑干等部位出现对称性 T1 和 T2 高信号，10 月龄时白质脱髓鞘程度加重。丘脑区域检测到脂质 / 乳酸峰升高、胆碱峰增加和 N - 乙酰天冬氨酸峰降低。EEG 显示双侧顶叶区域有大量尖波、慢波等异常放电，表明 EARS2 突变导致了显著的神经系统损伤。
EARS2 基因新突变
全外显子测序及 Sanger 测序验证显示，患者携带 EARS2 基因的复合杂合突变，包括新发现的 c.1304T>A（p.L435Q）突变和已报道的 c.319 C>T（p.R107C）突变。氨基酸序列保守性分析表明，突变位点在多种物种中高度保守。蛋白质结构建模显示，这两个突变改变了蛋白构象，影响了氢键数量及与周围氨基酸残基的相互作用，导致 EARS2 蛋白结构异常。
B 细胞分化及 BCR 信号异常
流式细胞术分析显示，患者过渡型 B 细胞（CD19?CD38?CD24?）比例减少，BAFFR 在 CD19?总 B 细胞、过渡型 B 细胞等细胞表面表达增加，CD79a 在 CD19? B 细胞和初始 B 细胞中表达降低，在记忆 B 细胞和浆母细胞中表达升高。BCR 信号通路相关蛋白磷酸化分析表明，pSyk、pBtk 和 pCD19 磷酸化水平降低，而 pPI3K、pmTOR 等无显著变化，且 CD38 在 CD19? B 细胞表面表达显著减少，提示 EARS2 突变通过影响 CD38 表达导致 B 细胞分化和 BCR 信号传导异常。
B 细胞代谢功能障碍
Western blot 显示患者 EARS2 蛋白表达降低。共聚焦显微镜及流式细胞术检测发现，患者活化 B 细胞内活性氧（ROS）水平升高，线粒体质量增加，过渡型 B 细胞和浆母细胞的线粒体质量也显著升高，表明 EARS2 突变导致 B 细胞线粒体代谢功能紊乱，OXPHOS 异常。
T 细胞功能异常
对 T 细胞亚群分析发现，患者 CD4? T 细胞中初始 T 细胞（TN）和终末分化效应记忆 T 细胞（TEMRA）比例减少，中央记忆 T 细胞（TCM）和效应记忆 T 细胞（TEM）比例升高；CD8? T 细胞中 TEM 和 TEMRA 比例减少。CD38 在 CD4?和 CD8? T 细胞的多个亚群中表达降低，提示 T 细胞分化异常可能与 B 细胞功能障碍相关。
研究结论表明，在该 LTBL 患者中鉴定出 EARS2 基因新突变 c.1304T>A（p.L435Q），该突变与已报道的 c.319 C>T（p.R107C）突变共同导致 EARS2 蛋白结构改变，进而引起 B 细胞分化、BCR 信号传导及线粒体代谢功能异常，这可能是患者反复呼吸道感染和体液免疫紊乱的原因。研究拓展了 EARS2 基因突变数据库，揭示了 EARS2 在免疫系统中的新功能，为 LTBL 的发病机制提供了新见解，也为临床诊断和治疗提供了潜在靶点。尽管研究存在样本量小等局限性，但其为深入研究 EARS2 基因与免疫功能的关系以及 LTBL 的诊疗奠定了基础。
