《Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology》:Predominance and clustering of splice-site variants in Koreans with IMPG2-associated retinopathy: implications for haploinsufficiency and loss of function as disease mechanisms
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目的: 研究韩国人群中IMPG2相关视网膜病变的遗传学与表型谱系。
方法: 这项回顾性多中心研究纳入了来自韩国四家医疗机构、经基因确诊的IMPG2相关视网膜病变患者。研究人员分析了包括视力、眼底表现和OCT(光学相干断层扫描)在内的综合临床特征。基因检测采用靶
目的: 研究韩国人群中IMPG2相关视网膜病变的遗传学与表型谱系。
方法: 这项回顾性多中心研究纳入了来自韩国四家医疗机构、经基因确诊的IMPG2相关视网膜病变患者。研究人员分析了包括视力、眼底表现和OCT(光学相干断层扫描)在内的综合临床特征。基因检测采用靶向下一代测序panel(基因 panel)或全外显子组测序(WES)。根据ACMG(美国医学遗传学与基因组学学会)指南对检出的变异进行分类以确定其致病性。
结果: 共纳入14例患者(男性11例,女性3例;平均年龄41.4±22.6岁),其中13例为双眼受累。临床诊断包括成人发病卵黄样黄斑营养不良(AVMD,n=7)、视网膜色素变性(RP,n=6)以及以细微多灶性光感受器改变为特征的非典型黄斑营养不良(n=1)。在14例患者中的12例(85.7%)中检出位于外显子7–8连接处的剪接变异(c.828+1G>A、c.829-2_829-1delAG)及外显子9的剪接受体位点变异(c.909–2A>T),其中c.828+1G>A最为常见(8/14,57.1%)。84.2%的检出变异和92.9%的患者携带功能缺失突变,包括剪接、移码和无义变异。
结论: IMPG2的功能缺失(包括单倍剂量不足)似乎在IMPG2相关视网膜病变中发挥主要作用。外显子7–8连接处附近剪接位点变异的主导性与聚集性可能反映了奠基者效应和区域序列易感性。
论文解读
一、研究背景与目的
IMPG2(光感受器间基质蛋白聚糖2)基因编码一种对维持光感受器间基质结构和功能完整性至关重要的蛋白聚糖,该基质支持光感受器及视觉功能。IMPG2基因的致病变异已被证实与一系列遗传性视网膜疾病相关,其中最为突出的是视网膜色素变性(RP)、成人发病卵黄样黄斑营养不良(AVMD)及其他黄斑营养不良(MD)。RP通常以常染色体隐性(AR)方式遗传,而AVMD则多以常染色体显性(AD)模式遗传。这些疾病表现出多样的表型表现,常使临床诊断和预后判断变得复杂。
截至2025年6月14日,涉及人类受试者的IMPG2相关临床和遗传学研究极为有限,仅有4篇病例报告和4篇原创研究论文发表。值得注意的是,几乎没有涉及包括韩国人在内的亚洲人群的报道。这一数据缺口对理解IMPG2相关视网膜病变在遗传结构和表型谱方面可能存在的种族或地区差异构成了重大障碍。为填补这一知识空白,研究人员在韩国开展了这项多中心研究,旨在刻画经基因确诊的IMPG2相关视网膜病变韩国队列中的突变谱系,将特定基因型与相应临床表型相关联,界定疾病谱系,并识别该人群中的复发性或潜在奠基者突变。
二、研究设计与方法
该研究经首尔大学盆唐医院机构审查委员会批准,遵循《赫尔辛基宣言》原则。这项回顾性多中心研究纳入了2011年7月至2024年6月间来自韩国四家医疗机构(首尔大学盆唐医院、Keye眼科中心、建国大学医院和峨山医疗中心)的14例经基因确诊的IMPG2相关视网膜病变患者。基因检测根据各中心临床可及性,采用包含IMPG2基因的靶向下一代测序panel或全外显子组测序。每个变异均评估其合子性、核苷酸改变及相应氨基酸替换,并根据ACMG最新指南分类。研究还综合运用了多种剪接预测算法,包括基于深度学习的SpliceAI和Pangolin、基于人类转录组数据的SpliceVault、以及评估经典剪接位点强度的MaxEntScan和NNSplice。所有患者均接受全面眼科检查,包括最佳矫正视力(BCVA)、屈光检查、眼底照相、光学相干断层扫描(OCT)、全视野视网膜电图(ERG)和眼电图。鉴于回顾性设计,仅分析基因诊断时的基线临床发现,采用描述性统计。
三、研究结果
队列临床特征: 共纳入14例患者(女性3例,男性11例),检查时平均年龄41.4±22.6岁(范围5–81岁)。13例为双眼受累,1例为单眼。临床诊断包括AVMD(n=7)、RP(n=6)和非典型黄斑营养不良(n=1)。最常见的就诊症状为视力下降(n=7)、夜盲(n=6)和视物变形(n=2)。平均BCVA为0.39±0.48 logMAR,平均等效球镜为?2.81±4.26屈光度。7例患者有ERG数据:4例RP患者中3例显示暗视和明视反应几乎熄灭,1例两种条件下反应均降低;而3例黄斑局限性疾病患者(2例AVMD和1例非典型黄斑营养不良)暗视和明视反应均正常。
遗传变异谱: 共检出9种不同的IMPG2变异。最常见的变异为c.828+1G>A(n=8),其次为c.829-2_829-1delAG(n=3)和c.2317_2318delTT(n=2)。检出3种剪接位点变异,其中2种为复发性。9种变异中,c.828+1G>A和c.1589C>A既往已有报道,其余7种为新发变异。14例患者中12例(85.7%)携带至少一种剪接变异。值得注意的是,外显子7和8之间连接处的剪接变异见于11例患者(78.6%)。多种剪接预测工具一致支持这3种复发性剪接变异对经典剪接供体或受体位点的破坏。MaxEntScan预测经典剪接位点强度显著降低(79.7–115.7%),NNSplice在全部突变序列中均无法识别相应经典剪接位点。预测工具提示c.828+1G>A导致外显子7跳跃或供体位点移位,c.829?2_829?1delAG导致外显子8或外显子8–9跳跃,c.909–2A>T导致涉及外显子10的异常剪接。总体而言,84.2%的检出变异和92.9%的患者携带功能缺失突变,包括剪接、移码和无义变异。
基因型-表型关联: 携带双等位基因IMPG2变异的患者表现出典型的RP临床特征,未因具体变异不同而出现显著表型差异。相反,携带c.828+1G>A变异的39岁男性患者(患者9)表现为双侧特征性卵黄样沉积。携带c.3298G>A错义变异的患者7表现为单眼(左眼)AVMD伴进行性卵黄样病变,81岁才确诊,发病年龄远晚于携带外显子7–8连接处剪接变异的患者。患者14为14岁男性,因眼科检查中偶然发现光感受器层斑驳样改变而诊断为非典型黄斑营养不良,无任何视觉症状,基因检测发现c.909–2A>T剪接位点变异。
四、讨论与结论
研究人员观察到,无论临床表现如何,c.828+1G>A均为最常见变异,见于超过半数患者。该变异此前由研究团队在韩国患者中报道过,其在本次多中心队列中的反复检出提示其可能是韩国人群中的复发性疾病相关变异,高频出现也提示可能存在奠基者效应。复发性c.828+1G>A剪接变异根据合子性不同与不同表型相关:携带双等位基因变异的患者发展为典型RP,而携带单等位基因变异的患者主要表现为黄斑局限表型(包括AVMD)。这一观察提示存在基因剂量效应,即IMPG2功能的部分缺失(单倍剂量不足)可能足以引起局部黄斑功能障碍,而完全缺失则导致RP特征的广泛光感受器变性。
与BEST1基因(另一种与卵黄样黄斑营养不良相关的基因,其致病性变异中超过85%为错义突变)不同,本研究中仅1例AVMD患者单独携带错义变异。这一机制差异可能由两种蛋白的结构差异解释:bestrophin-1形成多聚体离子通道,而IMPG2是单体细胞外基质蛋白聚糖,缺乏多聚体结构支持了IMPG2致病变异更可能通过功能缺失而非显性负效应发挥作用。
值得注意的是,本队列中检出的3种剪接位点变异均位于编码SEA-1结构域的外显子剪接连接处。外显子7和9为框内(可被跳跃而不破坏阅读框),而外显子8和10为框外(跳跃将导致移码)。c.828+1G>A、c.829-2_829-1delAG和c.909–2A>T均位于这些框外外显子的上游,预测将导致破坏开放阅读框的外显子跳跃,进而产生移码和提前终止密码子,最终导致IMPG2功能缺失。
患者14的独特表型——眼底外观正常但红外反射成像显示蜂窝状模式、OCT显示椭圆体带和交指带细微多灶性破坏,且在42个月随访期间保持稳定——此前在IMPG2相关视网膜病变或其他与BEST1、IMPG1和PRPH2相关的VMD中均未见描述。这可能代表明显卵黄样改变前的前驱阶段,或IMPG2相关视网膜病变的一种新表型变异。
本研究是首个针对韩国人群IMPG2相关视网膜病变的多中心研究,揭示了多样的临床表型,并确定了外显子7–8连接处剪接位点变异的聚集性。研究结论为:韩国人群中的IMPG2相关视网膜病变表现出多样的临床表型,包括RP、AVMD和非典型黄斑营养不良;研究结果支持功能缺失(包括单倍剂量不足)是IMPG2相关视网膜病变的主要致病机制,尤其与外显子7–8连接处剪接位点变异的聚集性相关。