《Neural Plasticity》：A Novel Mutation in ACTG1 as the Probable Cause of Nonsyndromic Hearing Loss in Chinese Han Population
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听力损失是人类最常见的感觉神经系统缺陷，约半数病例具有遗传病因。目前虽已鉴定超过300个基因与1000种突变导致遗传性听力损失（hereditary hearing loss, HHL），但仍有大量未知基因待发掘。研究人员旨在分析一个遗传性非综合征性听力损失（
听力损失是人类最常见的感觉神经系统缺陷，约半数病例具有遗传病因。目前虽已鉴定超过300个基因与1000种突变导致遗传性听力损失（hereditary hearing loss, HHL），但仍有大量未知基因待发掘。研究人员旨在分析一个遗传性非综合征性听力损失（nonsyndromic hearing loss, NSHL）家系的临床听力学特征并鉴定致聋基因突变。研究纳入一个含6名成员的中国汉族显性遗传耳聋家系，在收集详细听力学临床资料后，采用全外显子测序（WES）与Sanger测序定位关键基因。家系图谱提示疾病呈显性遗传；WES与Sanger测序显示ACTG1基因第5外显子存在新型突变c.842C>G，导致编码蛋白p.S281C改变。该变异与听力损失表型完全共分离：所有受累成员携带杂合c.842C>G突变，唯一未受累成员为野生型ACTG1。多序列比对表明p.Ser281在脊椎动物中高度保守；生物信息学分析预测其对蛋白结构与功能具损害效应。研究据此鉴定出ACTG1基因一个新型致病变异导致NSHL，拓展了ACTG1相关听力损失的突变谱，后续体内外研究可进一步阐明ACTG1影响听力的机制，为HHL基因治疗提供干预靶点。
研究背景：听力损失为全球超五亿人口受累的常见感觉障碍，遗传因素占约50%，其中约70%为非综合征性听力损失（NSHL）。常染色体显性NSHL约占NSHL的20%，多由单基因异常引起。耳蜗毛细胞静纤毛（stereocilia）发育与机械传导依赖细胞骨架肌动蛋白，γ-actin由ACTG1编码，是维持内耳细胞骨架架构及声电转换的关键分子。既往已知ACTG1多个变异与NSHL相关，亦可致Baraitser–Winter综合征2型（BRWS2; OMIM 614583），但突变谱仍待扩充。本研究针对一个中国汉族显性耳聋家系，旨在明确其致病变异以拓展ACTG1基因型谱。
主要技术方法：研究人员纳入海军医科大学第二附属医院耳鼻咽喉头颈外科就诊的6人汉族家系（5人完成评估与测序），行纯音测听（PTA）、耳声发射（OAE）、颞骨CT及前庭功能检查排除综合征特征；提取外周血基因组DNA，先对5个样本行全外显子测序（WES，Agilent SureSelectXT Human All Exon V6捕获，Illumina HiSeq 2×150 bp），用BWA比对hg19、GATK-HaplotypeCallercall变异，按MAF<0.01、显性耳聋基因、共分离三步骤过滤，锁定ACTG1 c.842C>G；继而用Sanger测序在家系全员验证共分离。生物信息学上取人、黑猩猩、小鼠等9种脊椎动物同源序列ClustalX比对保守性；基于PDB 5L2W用PyMOL 2.5建模野生型与突变型γ-actin空间构象；以SIFT、PolyPhen-2、MutationTaster、REVEL、CADD五工具预测致病性，并按ClinGen VCEP的ACMG/AMP标准评级。
研究结果：
3.1 临床特征：先证者女44岁，家系中4人经PTA确诊双侧进行性重度感音神经性聋，OAE未引出，颞骨CT与头颅MRI无异常，无前庭障碍及BRWS2相关系统异常，无耳毒药与噪声史；家系图支持Ⅰ-2源发性常显遗传。
3.2 WES数据分析：5例WES获~12 Gb数据（Q30达93%，靶区平均深度117×，97%区域≥20×）。Phenolyzer打分中ACTG1居显性候选首位，基因-疾病网络显示其与耳聋紧密关联。Sanger确认4名患者杂合携带c.842C>G，唯一未患病者（Ⅱ-1）为C/C野生型。该位点在dbSNP、EXAC、1000G及200例汉族正常对照库中均缺席；多序列比对示p.Ser281跨物种高度保守；PyMOL显示p.S281C引起氢键与空间构象改变。
讨论总结：ACTG1致病变异既往见于欧美、日韩、中国台湾等多地家系，本研究c.842C>G（p.S281C）为未报道新型变异。该变异对应dbSNP rs2143775658，gnomAD极罕见，ClinVar解释存冲突；因先证者之母亡故仅证父源新生（de novo）起源，获PM6中等证据。五款工具一致判损（SIFT 0.001 deleterious，PolyPhen-2 0.982 probably damaging，MutationTaster 0.998 disease causing，REVEL 0.912 damaging，CADD 23.7 pathogenic），结合保守性、结构改变与表型共分离，按PM6+PM2+PP3+PP4组合评可能为致病（likely pathogenic）。研究指出本家系呈全频重度聋，或系高频隐性起病被掩盖，不同于典型ACTG1-NSHL青少年高频先行模式。
结论翻译：基于本研究，研究人员发现ACTG1第5外显子新型突变致编码蛋白p.S281C改变，引起进行性重度耳聋；该突变存在于全部患病成员而缺席唯一未患病成员，与疾病表型完全共分离。因此可设计进一步体内外实验解析ACTG1影响听力的内在机制，为部分HHL基因治疗提供干预靶点。论文发表于《Neural Plasticity》。
