CDH23基因新型错义变异c.9455T>G(p.L3152R)导致常染色体隐性非综合征型听力损失的分子机制研究

本研究针对伊朗高发遗传性耳聋家系，通过靶向二代测序技术鉴定出CDH23基因新型致病性错义变异c.9455T>G(p.L3152R)，该变异通过破坏CDH23与harmonin蛋白PDZ2结构域相互作用导致DFNB12型听力损失。研究为遗传咨询和产前诊断提供重要分子标志，尤其对近亲婚配人群具有预防价值。

　　

研究背景
听力损失(HL)作为全球最常见的感官缺陷，每千名新生儿中就有2-3例患者，其中半数归因于遗传因素。在伊朗等近亲婚配高发地区，遗传性耳聋发病率尤为突出，64.4%患儿表现为非综合征型听力损失(NSHL)。尽管已发现300余个耳聋相关基因，但CDH23基因变异导致的表型谱复杂多变，从非综合征型DFNB12到Usher综合征USH1D均可发生。这种基因型-表型关联的模糊性，加上部分人群特异性变异的功能未明，使得伊朗等中东人群的遗传诊断面临挑战。

研究方法
伊朗伊斯法罕医科大学团队对Khuzestan地区近亲婚配家系开展研究：

1. 临床评估：对4例患者进行纯音测听(250-8000Hz)及多系统检查排除综合征可能
2. 基因筛查：排除GJB2常见突变后，采用28个STR标记进行7个DFNB位点连锁分析
3. 靶向测序：使用Otogenetics Human Deafness Panel捕获130个耳聋相关基因
4. 生物信息学：通过8种预测工具评估变异致病性，Robetta服务器建模CDH23三维结构
5. 实验验证：HRM技术筛查50例对照，ZDock分析蛋白互作能量变化

研究结果
临床发现
近亲婚配家系中4例患儿均表现为先天性、非进行性重度-极重度感音神经性耳聋，无视觉/前庭功能障碍，符合典型ARNSHL特征。家系图谱显示常染色体隐性遗传模式。

分子遗传学分析
靶向测序发现CDH23第66外显子新型纯合错义变异c.9455T>G，导致第3152位亮氨酸替换为精氨酸(p.L3152R)。该变异：

• 在dbSNP、千人基因组等数据库中未见报道
• 8种预测工具一致判定为致病性（如PolyPhen-2评分0.981）
• 家系共分离分析显示患者纯合、父母杂合、健康同胞携带正常等位基因
• 200条对照染色体中未检出

结构生物学启示
分子建模显示：

1. 野生型CDH23胞内段与harmonin的PDZ2结构域结合能为-4.8 kcal/mol
2. p.L3152R变异导致结合能降低至-4.1 kcal/mol
3. 突变体界面相互作用氨基酸发生改变，疏水性亮氨酸被带正电荷的精氨酸取代，破坏蛋白互作网络

讨论与意义
该研究首次报道CDH23胞内结构域变异p.L3152R导致DFNB12的分子机制：

1. 临床价值：完善伊朗人群ARNSHL突变谱，为近亲婚配家系提供产前诊断靶点
2. 机制创新：揭示CDH23第3152位残基对维持harmonin结合的关键作用，拓展对"分子胶水"机制的认识
3. 方法学示范：建立NGS结合结构模拟的变异解读范式

值得注意的是，CDH23变异表型具有剂量效应：

• 纯合错义变异导致非综合征型HL
• 复合杂合（错义+无义变异）引发Usher综合征
  本研究验证了p.L3152R作为典型的DFNB12等位基因，其保留的蛋白功能足以维持视网膜功能但不足维持听觉功能。论文发表于《Egyptian Journal of Medical Human Genetics》，为中东地区耳聋防控提供重要分子依据。