大前庭水管综合征及其相关的基因_SLC26A4

大前庭水管综合征及其相关的基因—ＳＬＣ２６Ａ４赵亚丽翟所强王秋菊中国人民解放军总医院耳鼻咽喉研究所（北京１００８５３）临床和流行病学研究表明，每１０００名新生儿中就有１名先天性耳聋的患儿。

大前庭水管综合征（ｌａｒｇｅｖｅｓｔｉｂｕｌａｒａｑｕｅｄｕｃｔｓｙｎｄｒｏｍｅ，ＬＶＡＳ）是先天性耳聋的一种。

１９７８年，Ｖａｌｖａｓｓｏｒｉ和Ｃｌｅｍｉｓ［１］在对３７００例颞骨连续分层摄片中发现，有５０例前庭水管扩大，并将其命名为大前庭水管（ｄｉｌａｔｅｄｖｅｓｔｉｂｕｌａｒａｑｕｅｄｕｃｔ，ＤＶＡ），又将临床上伴感音神经性听力损失等症状者称“大前庭水管综合征”。

近年，随着ＣＴ、ＭＲＩ以及分子遗传学的发展，对此病的认识已经从影像学诊断、临床表现、发展到了分子诊断的水平。

１大前庭水管综合征的临床表现、发病机理及诊断大前庭水管是儿童感音神经性聋最常见的内耳畸形，由其导致的大前庭水管综合征是一种独立性疾病，除了前庭水管扩大外，不合并其它畸形，属于非综合征型耳聋。

其临床表现为波动性感音神经性听力损失，多呈进行性下降。

可从出生后至青春期这一年龄段内任何时期开始起病，但多数为出生后几年内发病。

发病突然或隐匿，通常之前有感冒、轻微颅外伤或其他使颅内压增高的病史。

约８１％－９４％的患者为双侧发病，单侧发病者少见［２］。

听力受损以高频为主，听力图多为下降型，少数为平坦型，无一例为上升型［３］。

听力下降的程度与前庭水管的大小无关，可表现为从接近正常到极重度聋。

并且，双耳听力可不对称。

大多数患者仅表现为听力损失，只有少数患者伴有前庭症状，约占２９％，但有人认为前庭症状少见可能与发病人群多为幼儿有关［４］。

目前，关于前庭水管扩大导致感音神经性聋的致病机理还不是很清楚，通常有三种假说：（１）内淋巴液返流学说，前庭水管扩大时，往往同时伴有内淋巴管和内淋巴囊的异常扩大，突然的脑压变化，迫使两层脑膜间内淋巴囊内容返流入耳蜗，囊内高渗内淋巴进入耳蜗基底周，损伤神经感觉上皮，产生感音神经性耳聋。

（２）膜迷路破裂和外淋巴漏学说，ＬＶＡＳ膜迷路较菲薄，在基底膜和前庭膜处可产生蜗内破裂使内外淋巴液混合，损伤毛细胞，产生进行性感音神经性聋。

（３）脑压波动殃及内耳，脑脊液压力异常波动，经宽大的前庭水管传到内耳，正常情况脑压变化，被狭窄的前庭水管和耳蜗水管缓冲，当前庭水管扩大耳蜗水管正常时，快速脑压变化使耳蜗暂时压力失衡，造成膜迷路损伤或蜗内漏管。

大多数学者赞同第一种假说。

并且，内淋巴囊内淋巴液比耳蜗内淋巴液蛋白成分高十几倍，倒流于蜗管，可损害毛细胞而出现耳聋［５］。

ＬＶＡＳ的诊断依据主要是：结合儿童有感冒、头部外伤或其他使颅内压增高的病史，听力检查示高频听力下降为主的感音神经性聋，高分辨率轴位ＣＴ扫描可见，颞骨岩部后缘有一深且大的三角形骨质缺损影，缺损边缘清晰，内端连接前庭或总脚，前庭水管中点（半规管总脚至前庭水管外口间１／２处）的宽度大于１．５ｍｍ。

近年，Ｏｋａｍｏｔｏ等［６］提出，前庭水管扩大的病例几乎均有内淋巴管和内淋巴囊的扩大。

因此又给ＬＶＡＳ的诊断增加了一条途径。

２大前庭水管综合征相关基因的研究近１０年来，随着分子遗传学技术的发展和人类连锁图谱的绘制，使发现遗传性耳聋相关基因、破译听觉系统的遗传基因编码、探索遗传性耳聋发病机理的研究产生了革命性的飞跃。

对于ＬＶＡＳ的分子学病因的研究也在不断开展。

１９９６年，Ｇｒｉｆｆｉｔｈ首先［７］报道了ＬＶＡＳ男性先证者和其患同一疾病之・聋病基因专辑・基金项目：国家自然基金面上项目（３０３７０７８２＆３０４７０９５６），北京市重大科技专项子课题（Ｈ０２０２２００２０６１０）及“８６３”计划滚动项目（２００４ＡＡ２２１０８０）联合资助。

作者简介：赵亚丽（１９８０－），女，河北人，医学硕士，专业方向：遗传性耳聋基因的分子流行病学研究通讯作者：王秋菊，副教授。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｑｃｒ＠３０１ｅｎｔ．ｏｒｇ兄弟出生于无耳疾的父母，嗣后Ｎｏｗａｋｅ等［８］报道姐弟同患ＬＶＡＳ的病例。

１９９７年，Ａｂｅ等［９］推测，ＬＶＡＳ是以常染色体隐性遗传的方式遗传的。

１９９９年，Ｕｓａｍｉ等［１０］把前庭水管扩大伴感音神经性聋的非综合征性聋的基因定位在７ｑ３１，与Ｐｅｎｄｒｅｄ综合征的致病基因相同，即ＳＬＣ２６Ａ４，又名ＰＤＳ基因。

Ｕｓａｍｉ等认为ＳＬＣ２６Ａ４基因突变，可引起综合征或非综合征性感音神经性聋，ＬＶＡＳ为非综合征性的。

下面对ＳＬＣ２６Ａ４基因的结构、功能、突变谱与致病机理作一阐述。

２．１ＳＬＣ２６Ａ４基因的结构Ｅｖｅｒｅｔｔ等［１１］应用ＧＲＡＩＬ生物信息分析软件，将ＳＬＣ２６Ａ４ｃＤＮＡ序列与同源ＢＡＣＲＧ３６４Ｐ１６序列进行比较，推断ＳＬＣ２６Ａ４基因的ｍＲＮＡ全长４９３０ｂｐ，含外显子２１个，开放阅读框架２３４３ｂｐ，每个内含子与外显子的界限分明，众多的外显子表明ＳＬＣ２６Ａ４基因将编码一个结构和功能十分复杂的蛋白质。

ＳＬＣ２６Ａ４基因的开放阅读框架起始于２号外显子，穿越剩余２０个外显子。

除２１号外显子之外，其它外显子长度约为５５－２３１ｂｐ。

Ｈａｉｌａ等［１２］发现，ＳＬＣ２６Ａ４基因与ＤＲＡ（ｄｏｗｎｒｅｇｕｌａｔｅｄｉｎａｄｅｎｏｍｄ）基因具有高度同源性，两者外显子数目相同，对应外显子序列长度相近。

但对应内含子的序列长度却差异较大。

这种相似的外显子序列反映两种基因编码的蛋白质功能相似，内含子之间的差异意义尚待进一步阐明。

２．２ＳＬＣ２６Ａ４基因的表达分布与功能用ＮｏｒｔｈｅｒｎＢｌｏｔ分析显示，ＳＬＣ２６Ａ４基因在甲状腺高表达，在成年人和胎儿的肾脏及脑组织，仅有弱的表达。

ＳＬＣ２６Ａ４基因在甲状腺的高表达说明其与甲状腺功能有关。

有人用ＰＣＲ分析胎儿耳蜗ｃＤＮＡ文库，检测到ＳＬＣ２６Ａ４基因在耳蜗内的表达。

１９９９年，Ｅｖｅｒｅｔｔ等［１３］利用ＲＮＡ的原位杂交技术，观察了从胚胎８天到出生后５天小鼠内耳ＳＬＣ２６Ａ４基因ｍＲＮＡ的表达模式。

发现在胚胎１３天，小鼠内淋巴管和内淋巴囊就有ｍＲＮＡ的强表达，而在胚胎１５天时，椭圆囊、球囊和耳蜗才有弱表达，这就说明ＳＬＣ２６Ａ４基因的突变可能导致ＳＬＣ２６Ａ４基因的高表达区—内淋巴管和内淋巴囊的功能障碍。

ＳＬＣ２６Ａ４基因编码的是一个分子量为８６ｋＤ，含７８０个氨基酸的蛋白质，即Ｐｅｎｄｒｉｎ。

Ｐｅｎｄｒｉｎ主要是由疏水性氨基酸组成，其与ＤＲＡ（ｄｏｗｎｒｅｇｕｌａｔｅｄｉｎａｄｅｎｏｍｄ）基因编码的蛋白具有高度的同源性，同属于离子转运体家族。

因此，Ｅｖｅｒｅｔｔ等［１１］推测Ｐｅｎｄｒｉｎ可能是一种硫酸盐转运子。

１９９９年，Ｓｃｏｔｔ等［１４］利用显微注射的方法把ＳＬＣ２６Ａ４基因的ｃＲＮＡ注入爪蟾卵母细胞内，并使其表达Ｐｅｎｄｒｉｎ，结果发现，与对照组相比较，其硫酸盐的转运功能没有明显差异，而碘和氯的转运较对照组分别增加３０倍和１０倍。

此外，Ｓｃｏｔｔ等还对ＳＬＣ２６Ａ４基因重组的杆状病毒转染的Ｓｆ９细胞进行研究，也得到类似的结果，提示Ｐｅｎｄｒｉｎ并不是一种硫酸盐转运子，而是一种碘／氯离子转运子。

为了进一步研究Ｐｅｎｄｒｉｎ在细胞的定位，Ｂｉｄａｒｔ等［１５］用抗肽抗体和实时定量ＰＣＲ技术，研究了人体甲状腺组织在正常、良性和恶性病变时Ｐｅｎｄｒｉｎ的表达，结果发现，仅在甲状腺滤泡细胞的顶膜存在Ｐｅｎｒｉｎ表达。

Ｒｏｙａｕｘ等用特异性多肽抗体对Ｐｅｎｄｒｉｎ进行免疫定位，也发现Ｐｅｎｄｒｉｎ主要位于甲状腺滤泡上皮细胞顶端亚膜单位。

他认为，当碘离子从基底膜侧吸收到甲状腺滤泡细胞后，Ｐｅｎｄｒｉｎ及时把碘离子转运到滤泡胶质内，与甲状腺过氧化物酶作用导致碘的有机化，并与甲状腺球蛋白结合，维持甲状腺的正常功能。

既然Ｐｅｎｄｒｉｎ不仅在甲状腺表达，也可在内耳的内淋巴管、内淋巴囊及Ｃｏｒｔｉ’ｓ器外沟细胞中表达（这些结构与内淋巴液代谢有关），因此Ｐｅｎｄｒｉｎ可能作为氯离子转运体，调节内淋巴液的离子平衡［１３］。

２．３ＳＬＣ２６Ａ４基因突变与表型变化ＳＬＣ２６Ａ４基因的突变可以导致ＤＶＡ、Ｍｏｎｄｉｎｉ畸形和甲状腺肿，如此多变的表型预示ＳＬＣ２６Ａ４存在一个广泛的基因突变谱。

目前已经报道的ＳＬＣ２６Ａ４基因的突变位点超过１００个，其中绝大部分是错义突变，另外还有框移突变和剪接位点突变。

这些突变在ｍＲＮＡ链上的分布无明显聚集现象，除外显子２０尚未发现突变外，其余各个外显子上均检测到突变位点。

在对西方人群的研究中，最常见的突变位点是Ｌ２３６Ｐ，其曾经在调查的２６个家庭［１６－２１］中筛查到，它位于外显子６上，编码的蛋白位于细胞外第三个环上。

其次分别是Ｔ４１６Ｐ、Ｈ７２３Ｒ、ＩＶＳ８＋１Ｇ＞Ａ，分别位于外显子１０、外显子１９和内含子８上，除Ｔ４１６Ｐ位于氨基酸序列的高度保守区外，Ｈ７２３Ｒ和Ｌ２３６Ｐ均位于非保守区［１６］，ＩＶＳ８＋１Ｇ＞Ａ位于外显子８的剪接位点，其突变影响前体ｍＲＮＡ的剪接过程，从而影响Ｐｅｎｄｒｉｎ的结构。

在众多的突变中，多数突变既见于Ｐｅｎｄｒｅｄ综合征，又见于ＬＶＡＳ。

因此，同一位点的突变可能导致不同的临床表现。

ＳＬＣ２６Ａ４基因在甲状腺和胚胎组织的内耳均有表达，但Ｐｅｎｄｒｉｎ蛋白是如何使这样两个完全不同的组织同时致病的呢？如前所述，Ｐｅｎｄｒｉｎ在甲状腺是表达在滤泡细胞的顶膜，当Ｐｅｎｄｒｉｎ蛋白功能障碍时，不能把碘离子及时转运到滤泡胶质，使碘离子在滤泡细胞内积聚，从而不能有效地有机化与甲状腺球蛋白结合，这一点与Ｐｅｎｄｒｅｄ综合征的病人的甲状腺球蛋白水平多数升高相一致，可能是负反馈作用的结果。

但多数Ｐｅｎｄｒｅｄ综合征病人血中的甲状腺激素水平是正常的，只有少数人轻度升高，机制尚不清楚。

１９９９年，Ｑｖｏｒｔｒｕｐ等［２２］曾报道，大鼠的内淋巴囊类似甲状腺滤泡，有平衡胶状物质填塞囊腔，内淋巴囊上皮细胞的功能类似于甲状腺滤泡细胞，可以合成、分泌、吸收及消化蛋白质。

因此，Ｐｅｎｄｒｉｎ可能在维持内淋巴平衡上发挥作用，此学说有可能解释同一种蛋白功能缺陷以导致两种不同组织疾病。

在内耳，氯离子转运障碍可导致内淋巴液成分的改变，从而损伤感觉上皮细胞，且由于渗透压改变和成分改变的毒性机制导致膜迷路结构改变。

由于内淋巴管（ＥＤ）和内淋巴囊（ＥＳ）到４岁时才停止发育，因此它们的扩大可导致周围骨性结构的改变，如前庭水管或耳蜗结构的改变［２３］。

因此，内淋巴管和内淋巴囊的扩大对于ＬＶＡＳ和Ｐｅｎｒｅｄ综合征都很有诊断价值。

为了深入研究突变的ＳＬＣ２６Ａ４基因编码的Ｐｅｎｄｒｉｎ的致病机理，Ｔａｙｌｏｒ等［２４］观察了９个（Ｌ１１７Ｆ、Ｑ４４６Ｒ、Ｖ１３８Ｆ、Ｔ４１０Ｍ、Ｙ５５６Ｃ、Ｇ６７２Ｅ、Ｇ２０９、Ｇ１０２Ｒ、Ｌ２３６Ｐ）ＳＬＣ２６Ａ４基因的错义突变的突变体在细胞的定位和功能上的变异。