医学遗传与胚胎发育：第五组：血友病

血友病F8/F9突变X连锁主要内容染色体内重组转座因子插入可变的表达度蛋白替代疗法主要症状发病年龄：婴儿至成年出血性素质关节积血血肿疾病历史以及进展一名38岁的健康女性S.T.预约了一次医疗咨询，以评估她的孩子遗传血友病的风险。她有一个舅舅年幼时死于血友病，还有一个哥哥小时候有出血不止的症状，然而该症状在青春期时消失了。其他家庭成员都不曾出现类似症状。遗传学家解释称，根据她的家族史推测，这些症状的缘由是一种X连锁的关于凝血异常的疾病，譬如血友病A或B，而她的哥哥青春期时症状的好转尤其表明了与血友病B相关的IXLeyden因子的存在。出于准确诊断的考虑，遗传学家告知S.T.，由于单一样本的检测是难以确定她是否为携带者的，她的哥哥应当先进行检查。她的哥哥在她的劝说下同意了进行遗传检查，结果表明他确实有IX因子缺乏的病史，然而现在他血浆中的IX因子水平几乎是正常的。DNA变异分析证实在他的F9基因启动子处存在变异，与IXLeyden因子存在的预测吻合。后续对S.T.的检查显示她没有携带同样的变异基因。背景介绍病因及发病率血友病A（MIM#307600）和血友病B（MIM#306900）分别是由X染色体上F8和F9基因的变异造成的凝血障碍，F8和F9基因变异分别导致了凝血因子Ⅷ和Ⅸ表达水平的低下或功能障碍。血友病是一种没有种族偏好的泛族裔障碍，血友病A在新生男婴中发病率为1/5000到1/10,000。而血友病B则更为罕见，发病率为1/100,000。发病机理凝血系统通过对凝块的形成与抑制的静谧调控，维持了脉管系统的正常功能。凝血级联中的蛋白酶和辅助因子在血液中作为未激活的前提，在出现伤口时被相继活化形成纤维蛋白凝块。凝块及时而有效的形成依赖级联反应中指数级的活化与扩增。凝血因子VIII和IX形成的复合体可以活化凝血因子X，而X因子则反过来激活更多的VIII因子和IX因子，这是级联反应中扩增的关键（见图8-5）。IX因子在反应中作为蛋白酶，VIII因子作为其辅助因子。因子VIII或IX的缺乏或是功能障碍都会导致血友病。F8基因的变异包括缺失，插入，倒位和点突变。最常见的变异是一个导致Ⅷ羧基端被删除的倒位，有25%的血友病A病例起因于此，包括严重病例中的40%~50%。这个倒位发生于F8的内含子22和F8同源序列的端粒之间，属于染色体内重组。另一种多见的变异涉及L1反转录转座子重复序列插入基因。对于所有F8基因变异，VIII-IX因子复合物残余的酶活性与临床症状的严重程度呈正相关（见表格）。在B型血友病患者中同样发现了F9基因的变异，但与血友病A中多为F8基因部分倒置相比，B型血友病中未发现一常见的F9变异。IXLeyden因子的表达由F9基因启动子上的一种少见的点突变引起，该因子与IX因子的低水平表达以及儿童时期的严重的血友病有关。但随着患者进入青春期，IX因子水平接近正常，血友病症状自发地消失。对于所有F9基因变异，VIII-IX因子复合物残余的酶活性与临床症状的严重程度呈正相关（见表格）。表型及自然发展血友病从一般意义上来说只在男性中发生，然而由于X染色体失活仍有少量病例见于女性。临床上，血友病A与血友病B是无法分辨的——两者的特征都是血液渗入软组织、肌肉和承重关节（见图18）。出血通常在受创后几小时到几天内发生，而且通常会持续几天到几周。严重的血友病通常在新生儿期就得以确诊，因为可见大量头部血肿，以及脐带或包皮环切伤口的持续出血。中度病情的患者通常在他们开始爬或走时才发生血肿或关节血肿，因此到那时他们才会被诊断出患血友病。轻度患者一般在青少年时期或成年期因关节血肿或术后、创伤后持续出血而表现出来。血友病A与血友病B可以通过检测VIII因子和IX因子活性水平来区分。对于两种血友病，两种因子的活性水平都与患者临床症状相关。疾病治疗与控制尽管目前的基因疗法仍旧带来希望，然而除了肝移植（见第13章）外，至今仍没有能治愈血友病A和B的方法。现在一般的治疗方式是在静脉中替代水平偏低的蛋白。蛋白替代疗法已经将患者的病后寿命期望值从20世纪初的平均1.4年延长到今天的大约65年。遗传概率如果女方有血友病的家族史，那么她的致病基因携带情况可以通过连锁分析或通过检测家族中F8或F9两个变异基因来确认。但常规的检测只能鉴定出F8基因倒位，而通过酶活性的载波检测技术因较困难运用并不广泛。如果母亲是携带者，则儿子有50%的概率患病，而女儿则有50%的概率是携带者（遗传母亲的F8或F9变异基因）。考虑到可能的某一来源的X染色体全部失活（虽然概率较低，但仍具有一定的临床意义），女性变异基因携带者也有一定可能性患病。如果母亲有一个患血友病的儿子，但她的其他亲人都不患病，那么她是携带者的概率取决于基因变异类型。因为在男性进行减数分裂时，基因发生点突变和F8基因倒位的概率较高，所以，如果某个男性带有这几种突变基因中的某一种，那么他的母亲是携带者的概率高达98%（母亲的致病基因是来源于她的父亲在形成配子时产生的新突变）。而在雌性进行减数分裂是基因缺失的概率较高。如果不能识别突变类型，那么大约有1/3的概率，是其父母的基因在F8或F9基因处产生了新突变。运用贝叶斯定理，在分析了该家庭中不患病的儿子的数目后，可以进一步精确这个概率。（见第十九章）小组讨论题1.还有什么疾病是由于DNA重复序列之间的重组引起的？请比较血友病的重组机制与Smith-Magenis综合症和家族性高胆固醇血症间的异同。2.在F8上一个更为罕见的变异是L1转座因子插入外显子14。转座因子是什么？在一个基因组中转座因子是怎样移动的？请说出另一种因转座因子移动导致的疾病。3.在IXLeyden因子引起的B型血友病患者中，为什么IX的缺乏在青春期得以好转？4.将血友病与戈谢病（Gaucherdisease）中的蛋白替代疗法进行对比。大约10%的血友病患者在临床上产生了针对VII因子或IX因子的抗体。为什么？是因为遗传易感性吗？我们应该如何应对这种免疫反应？对于具有这种抗体的患者，基因治疗有效吗？5.讨论目前对于血友病B的基因治疗手段