《Frontiers in Neurology》：Genetic basis of Charcot-Marie-Tooth disease in Pakistani consanguineous families
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腓骨肌萎缩症（Charcot-Marie-Tooth, CMT）是一组具有遗传异质性的遗传性神经肌肉疾病，临床表现包括远端肌无力和萎缩、足部畸形、感觉丧失以及反射减弱或消失，遗传方式可包括显性、隐性及X连锁。全外显子测序（whole exome sequenc
腓骨肌萎缩症（Charcot-Marie-Tooth, CMT）是一组具有遗传异质性的遗传性神经肌肉疾病，临床表现包括远端肌无力和萎缩、足部畸形、感觉丧失以及反射减弱或消失，遗传方式可包括显性、隐性及X连锁。全外显子测序（whole exome sequencing, WES）可用于此类异质性疾病的分子诊断。研究人员纳入5个巴基斯坦近亲家系，共14例受累个体，表现包括下肢严重肌无力、肌萎缩、爪形手和足畸形。WES分析在A–D家系中分别发现GDAP1（NM_018972）c.1A?>?G（p.Met1Val）、c.683A?>?G（p.Glu228Gly）、c.734C?>?T（p.Thr245Ile）和c.811G?>?A（p.Gly271Arg），其中含2个新发变异和2个已报道纯合错义变异；E家系发现SBF2新发纯合变异c.2746G?>?C，p.（Gly916Arg）。Sanger测序验证上述变异在家系内共分离。分子建模显示这些变异可改变GDAP1和SBF2蛋白整体构象并降低蛋白稳定性。该研究拓展了GDAP1和SBF2的突变谱，并说明下一代测序（NGS），尤其是WES，在异质性神经肌肉病快速精准诊断中的价值。
论文解读
研究背景方面，腓骨肌萎缩症（Charcot-Marie-Tooth disease, CMT）是最常见遗传性神经肌肉疾病之一，全球患病率约1/2500。CMT临床异质性强，以远端肌无力与萎缩、足畸形、感觉障碍和反射改变为核心表现，可按神经生理分为脱髓鞘型、轴突型和中间型。目前已报道相关基因超过140个，机制涉及髓鞘合成、细胞内运输、缝隙连接通讯、线粒体生物学和转录调控等，但最终共同通路为进行性轴突丢失与周围神经病。尽管基因发现迅速，仍有约40% CMT病例未获分子诊断。在巴基斯坦近亲婚配人群中，隐性遗传和神经肌肉病负担突出，但基因组研究资源不足，人群特异性突变谱尚不充分。因此，研究人员开展本研究，利用全外显子测序（whole exome sequencing, WES）对5个巴基斯坦近亲家系进行分子病因解析，以拓展CMT致病基因变异谱，并验证WES在异质性神经肌肉疾病中的诊断价值。该论文发表在《Frontiers in Neurology》。
主要关键技术方法方面，研究人员采用的总体策略为：先纳入巴基斯坦起源近亲家系，进行临床表型采集、神经系统查体和神经传导研究；随后对部分家系受累个体开展WES，使用参考基因组hg19比对，并通过ANNOVAR等流程注释，优先筛查纯合与复合杂合变异；再用双向Sanger测序进行家系共分离验证；最后以AlphaFold 2.0预测GDAP1和SBF2三维结构，用ProSA-web与Ramachandran plot验证模型质量，用mCSM计算ΔΔG稳定性变化，用Chimera和PyMOL叠加野生型与突变型结构并计算RMSD。样本队列来自巴基斯坦近亲婚配家系，共31人，其中14例受累、17例未受累。
研究结果部分保留原文小标题如下。
临床信息：研究人员收集A–E五个家系的临床资料。A、B家系来自Swat地区，表现为发育迟缓轻微、儿童期后逐渐出现下肢无力、肌萎缩、爪形手、足畸形，最终轮椅依赖；C家系表现为行走异常、步态高抬、感觉与运动功能进行性受损；D家系为Punjab北部家系，两名患儿早期发育正常，9岁后运动倒退、踝足锁死和易疲劳，但认知保留；E家系四名女性患者12岁左右起病，出现手套袜套样感觉丧失、跖屈畸形、锤状趾、高弓足和软木塞瓶样萎缩。总体表型符合遗传性感觉运动神经病。
遗传分析：研究人员对WES数据按隐性遗传模式筛选，发现A–D家系分别携带GDAP1四种纯合错义变异，E家系携带SBF2 c.2746G?>?C p.Gly916Arg纯合错义变异。Sanger测序证明变异与疾病在家系中共分离，未受累父母和同胞多为杂合携带者。GDAP1变异分别位于第1、5、6外显子，SBF2变异位于第22外显子，变异位点跨物种高度保守，并被多种预测工具判为有害。
生物信息学分析：研究人员用AlphaFold 2.0建立GDAP1与SBF2模型，Ramachandran plot显示GDAP1有85.4%残基位于最适区、SBF2有92.1%残基位于最适区；ProSA-web的z分数分别为?7.46和?4.11，模型可靠。mCSM显示GDAP1 p.Met1Val、p.Glu228Gly、p.Thr245Ile、p.Gly271Arg的ΔΔG分别为?0.36、?0.804、?0.185、?0.29 kcal/mol；SBF2 p.Gly916Arg的ΔΔG为?0.907 kcal/mol，均提示去稳定化。野生型与突变型叠加后，GDAP1各突变RMSD为2.225 ?、2.19 ?、2.850 ?、2.629 ?，SBF2为0.737 ?，说明变异引起蛋白构象改变。
讨论部分总结：研究人员指出，GDAP1编码蛋白主要表达于神经元并定位于线粒体外膜，参与线粒体网络动力学，其变异可扰乱融合裂变、分布、膜电位、活性氧平衡、谷胱甘肽和能量代谢，从而导致周围神经病。巴基斯坦既往GDAP1变异报道可见进行性远端无力、疲劳、感觉损害、肌萎缩、足畸形、指弯、反射减弱等，但本队列未见某些既往报道中的声嘶、脊柱侧凸和高抬步。SBF2在神经系统中高表达，在施万细胞（Schwann cell）中与MTMR2互作，调节膜运输和髓鞘稳态；CMT4B2相关SBF2变异多为截短型，本研究的p.Gly916Arg为错义变异，位于高度保守GRAM结构域，可能通过结构失稳导致功能丧失。所有五个变异均无公共数据库中纯合记录，残基跨物种保守，临床、共分离和计算机模拟结果一致支持致病性。研究人员也说明本研究缺乏实验性功能验证。
研究结论部分翻译：总之，研究人员在五个独立巴基斯坦近亲家系中鉴定出GDAP1的4个纯合错义变异和SBF2的1个纯合错义变异。这些发现不仅拓展了GDAP1和SBF2所致CMT在基因组资源不足人群中的遗传谱，也借助生物信息学分析提供了致病机制见解。此外，研究凸显WES在临床与遗传均高度异质的神经系统疾病鉴定中的诊断价值。本研究局限在于所报告新变异缺乏实验性功能验证；尽管共分离、临床发现和计算机模拟分析支持致病性，仍需要后续功能研究确认其生物学影响和疾病机制。
