综述:FANCM蛋白截短变异双等位基因携带者的基因型-表型相关性:系统性文献综述

【字体: 时间:2025年09月21日 来源:Mutation Research - Reviews in Mutation Research 6.4

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  本综述系统分析FANCM双等位基因截短变异(PTV)携带者的临床特征,揭示其与不孕不育、染色体脆性、癌症易感性及化疗毒性(chemotoxicity)的强关联,明确提出该基因致病机制区别于范可尼贫血(FA),并首次定义"FANCM相关隐性综合征"的临床谱系,为遗传咨询和精准诊疗提供关键证据。

  

1. 引言

范可尼贫血(Fanconi Anemia, FA)是一种罕见且临床异质性的综合征,以先天性异常、骨髓衰竭、白血病风险、头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)及其他实体瘤为特征。FA患者还表现出自发性染色体脆性,导致对化疗或放疗的严重毒性反应。染色体脆性试验(如双环氧丁烷DEB处理的外周血T细胞)阳性被视为FA诊断的金标准。

FANCM基因编码一个2048个氨基酸的蛋白,通过范可尼贫血通路参与基因组维护、端粒替代延长(ALT)及复制叉保护。其N端ATP依赖性DNA转位酶结构域识别并结合分支DNA,同时与MHF1、MHF2、FA核心复合物(通过MM1结构域与FANCF直接相互作用)、Bloom综合征蛋白(通过MM2结构域与RMI1直接相互作用)以及FAAP24蛋白(通过C端结构域)等多种伙伴互作。

尽管FANCM最初被列为23个FA致病基因之一,但后续研究发现先前报道的FA患者实际携带FANCA致病性变异,质疑了FANCM作为FA致病基因的分类。FANCM缺陷小鼠显示两性新生儿原始生殖细胞数量减少,表明FANCM在减数分裂中起关键作用。人类中,FANCM蛋白截短变异(PTV)的双等位基因携带者均报告不孕:芬兰姐妹 homozygous 对于 p.Gln1701*(c.5101C>T)出现早发性卵巢功能不全(POI),而爱沙尼亚和葡萄牙男性携带者则表现为非梗阻性无精症(NOA)。

在癌症风险方面,研究发现 monoallelic FANCM PTV(如p.Arg658、p.Gln1701和 p.Gly1906Alafs12)与乳腺癌风险关联不一致,但N端p.Arg658与ER阴性(ER-neg)及三阴性(TN)乳腺癌风险相关。双等位基因PTV携带者则报道了早发性HNSCC、儿科白血病和乳腺癌病例,提示其表型区别于典型FA。

2. 材料与方法

本研究遵循系统评价与Meta分析优先报告条目(PRISMA)指南,检索PubMed/Medline、PubMed Central、Embase和Google Scholar数据库,从建库至2024年6月3日,使用“FANCM”、“biallelic”、“homozygote”等关键词筛选描述FANCM双等位基因PTV携带者的文章。排除社论、笔记、综述和会议摘要,手动筛查相关综述的参考文献列表,无语言限制。

两名作者独立筛选标题和摘要,全文评估318篇文章,最终纳入20篇符合条件的文献。数据提取包括PTV类型、核苷酸和蛋白注释、携带者表型等。统计分析采用卡方检验比较PTV频率,t检验比较诊断年龄差异(Stata v18),p值<0.05视为显著。

3. 结果

共纳入40例双等位基因PTV携带者,其中7例健康(均为芬兰C端PTV携带者),15例 primarily 患癌症(表1),18例诊断为不孕(表2)。共鉴定13种不同PTV,p.Gln1701* 和 p.Gly1906Alafs12 最常见,在66个PTV中频率分别为30.3%和16.7%(合计47.0%)。33例患病携带者中,14例(42.4%)携带C端p.Gln1701和 p.Gly1906Alafs*12 组合(定义为“C端双等位基因携带者”),其余为“非C端携带者”。

癌症患者分析:15例癌症患者包括9例乳腺癌女性(其中2例伴HNSCC)、4例HNSCC(3男1女)和2例儿科血液癌男性。所有病例均通过候选基因测序识别,FANCM双等位基因PTV被视为致病变异。仅1例正式诊断为FA样贫血,但多数表现FA相关症状:11/12例报告化疗毒性/血细胞减少,6/8例染色体脆性阳性,6例合并不孕,3例有先天性异常(如身材矮小、小头畸形)。

PTV频率分析显示,癌症组中p.Gln1701* 和 p.Gly1906Alafs12 组合频率(40.0%)显著低于gnomAD非癌欧洲人群(72.6%,p=0.00018),而p.Arg658频率(23.3%)显著高于gnomAD(4.4%,p=0.000024)。非C端携带者癌症诊断年龄(29.7±12.0岁)显著低于C端携带者(53.2±8.0岁,p=0.004)。非C端PTV(如p.Arg658*)与早发性乳腺癌/HNSCC、儿科血液癌及更高染色体脆性/化疗毒性风险相关。

不孕患者分析:18例不孕患者包括7例POI女性和11例精子发生异常男性。无一例诊断为FA或FA样,除4例报告染色体脆性增高外,无其他临床症状。C端和非C端携带者不孕诊断年龄相似(约32岁)。不孕组中p.Gln1701* 和 p.Gly1906Alafs12 组合频率(52.8%)仍低于gnomAD(p=0.01),但p.Arg658频率(5.6%)与gnomAD无差异。

健康携带者:7例芬兰C端PTV携带者无疾病报告,但缺乏年龄、性别和随访数据,限制其表型评估。

4. 讨论

本研究通过系统综述明确了FANCM双等位基因PTV携带者的表型谱,其典型FA特征(如不孕、乳腺癌、HNSCC、化疗毒性和染色体脆性)常见,但先天性异常和儿科血液癌罕见,支持FANCM并非FA致病基因的观点。83.3%的染色体脆性阳性率挑战了该试验作为FA诊断金标准的特异性。

基因型-表型相关性显示:

  • C端PTV(如p.Gln1701和 p.Gly1906Alafs12)**:主要导致女性不孕、乳腺癌风险(尤其是芬兰人群)、染色体脆性和化疗毒性,男性仅不孕。

  • 非C端PTV(如p.Arg658*:即使与C端PTV组合,也导致早发性乳腺癌/HNSCC、儿科血液癌、更高染色体脆性/化疗毒性风险,且无性别差异。

这与此前 monoallelic PTV研究一致:C端变异致癌风险低/细胞表型轻,N端变异风险高/表型重。结构生物学表明,N端结构域具有ATP依赖性分支迁移(依赖MHF1/2结构域)和分支DNA结合(依赖MM1结构域招募FA核心复合物)的双重功能。C端PTV仅影响FAAP24结构域,导致FA通路激活丧失,引发女性乳腺癌、染色体脆性和化疗毒性;而N端p.Arg658* 破坏MHF1/2、MM1和FAAP24结构域,全面损害FANCM功能,导致早发性癌症、高染色体脆性和化疗毒性。

不孕患者中缺乏癌症表型可能因年龄较小(部分未来可能发病)或不完全外显率。巴基斯坦 consanguineous 家庭中p.Pro648Leufs*16 homozygous 携带者年老未癌变,提示种群特异性遗传修饰因子可能 attenuate 癌症风险。

7例芬兰健康携带者提示C端PTV外显率不完全,但数据有限。近期新增芬兰病例(p.Gln1701* homozygous 女性35岁患TNBC伴染色体脆性/化疗毒性,另一58岁未患癌)支持“芬兰特异性风险修饰因子”假说,即某高频变异与p.Gln1701* 互作增强乳腺癌风险。

5. 结论

基因型-表型相关性证实FANCM不引起FA或FA样疾病,但导致一种新型隐性综合征,特征为不孕、染色体脆性、癌症和化疗毒性。症状严重度取决于PTV位置和携带者性别:

  • C端双等位基因女性:不孕、乳腺癌风险、染色体脆性/化疗毒性;部分芬兰女性早发乳腺癌。

  • C端双等位基因男性:仅不孕。

  • 非C端双等位基因携带者(无论性别):染色体脆性、不孕、早发性乳腺癌/HNSCC、儿科血液癌和化疗毒性。

这些发现有助于年轻携带者的不孕和癌症风险预测,但需更大规模研究验证和细化。

作者贡献

概念化:GF, PP;数据管理:GF, AB, PP;形式分析:GF, AB, PP;初稿撰写:GF, AB, PP;审阅编辑:GF, AB, PP;监督:PP。

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