admin 管理员组

文章数量: 1086019


2024年4月28日发(作者:column怎么用)

9O Journal of Audiology and Speech Pathology 2010.Vol 18.No.1 

.-| 劳 , 

GJB2基因突变与NSHI患者临床表型的相关性研究进展 

杨晓林 综述 

【中图分类号】R764.43 1 【文献标识码】A 

许政敏 审校 

【文章编号1 1006—7299(2O10)01—0090—04 

新生儿先天性听力损失是一种常见的出生缺陷。研究 

表明,新生儿听力损失发生率为0.1 ~0.3%,重症监护病 

隙连接蛋白功能及Hela细胞连接功能的减退,影响细胞间 

的正常物质转运,从而阻碍了声信号向神经信号的转化。其 

房的新生儿听力损失发生率可高达2 ~4 ]。据报 

道l2],超过5O 的语前聋与遗传因素有关,在遗传性聋中, 

约7O 为非综合征型聋(nonsyndromic hearing impairment, 

NSHI),NSHI中属于常染色体隐性遗传的约占8O 左右, 

常染色体显性遗传的约占15 ~20 左右,而x连锁遗传 

以及线粒体遗传则各占l 左右。迄今为止,已有140多个 

基因位点被认为与非综合征型聋有密切关系(http:// 

webh01.ua.ac.be/hhh/),其中GJB2基因是目前已知的最 

主要的致聋基因,约占5O 以上 ]。 

1 GJB2基因的结构和功能 

编码缝隙连接蛋白26(connexin 26,CX26)的G-IB2基 

因是1993年被克隆出来的,1997年首次被发现其与NSHI 

有密切关系,定位于常染色体13ql1—12,DNA全长为4 804 

bp,由两个外显子组成[即一个简短的非编码外显子(exon1) 

和一个长的蛋白编码外显子(exon2),编码区主要存在于后 

者],编码区为678 bp。其启动子区域由7个GC盒(即 

GGGCGG或CCGCCC分别位于DNA序列的一1 229,一 

746,~379,一313,一151,一93及一8l位点)、两个GT盒, 

个TTAAAA盒(位于DNA序列的一24位点)、一个NF 

B结合位点、一个金属反应元件、一个乳腺因子结合位点 

及一个YY1样结合位点共同组成[6]。其编码的缝隙连接蛋 

白26以六聚体的形式在细胞缝隙连接处形成穿膜通道,这 

些通道是细胞问电解质、第二信使和代谢物质的重要通路, 

在信息传递和物质交换中起重要作用 ]。在内耳,GJB2基 

因主要表达在耳蜗的支持细胞、血管纹、基底细胞、螺旋隆 

凸、神经感觉上皮和耳蜗传导纤维[ 。目前认为CX26在 

钾离子从毛细胞到耳蜗内淋巴的再循环中起重要的作用。 

当毛细胞受到外界刺激后,钾离子经内耳毛细胞循环回流进 

入耳蜗内淋巴液,缝隙连接蛋白通道在此过程中具有调控作 

用。GJB2基因突变包括移码突变、缺失、插入等,可产生有 

功能缺陷或无功能的Connexin26蛋白,在其蛋白翻译及通 

道蛋白聚集水平产生影响。Paola等 应用免疫荧光的方 

法(利用luciferyellow)研究Connexin26基因突变所产生的 

Connexin蛋白功能影响的过程中,发现部分突变可导致缝 

* 上海市科委基金(05411 9508)、“十一五”支撑课题 

(2007BAIl8B12)、上海市重大基础研究项目(09DJ1400603)资助。 

1 复旦大学附属儿科医院眼耳鼻咽喉科 上海市儿童听力障碍诊 

治中心(上海2O1102) 

通讯作者:许政敏(Email:xuzhengmin@shl63.net) 

影响至少存在于三个方面:①影响缝隙连接蛋白的聚集;② 

引起蛋白交通或标靶的缺陷;③产生结构完整但功能缺失的 

连接蛋白。因此,GJB2基因突变可以引起Connexin26蛋白 

正常结构的破坏,使上皮细胞间连接通道的完整性破坏以及 

通道开关的异常…,使其传递信息的功能受阻或紊乱。而 

细胞外的离子浓度是毛细胞能量转换的基础,由于连接通道 

的异常,使钾离子回流进入内淋巴液的循环受到影响,浓度 

发生改变,导致Corti器钾中毒,从而引起感音神经性聋l 】。 

2 GJB2基因突变的分子流行病学 

近年来世界各国均对本国耳聋患者的GJB2基因进行 

了大规模调查研究。匈牙利耳聋患者中GJB2基因突变占 

遗传性隐性非综合征型聋的46 【l引,德国患者中占 

l7 “],美国患者中占24.3 E1 5],黎巴嫩患者中占 

33 [1 6I,奥地利患者中占45.8 ~71.4 [17,18],中国患者 

中占21 l 】,巴西患者中占l1.5 ~22 21],伊朗患者 

中占l6.7 ],巴勒斯坦患者中占ll ,希腊患者中占 

42.2 Voo L ],印度患者中占17.7 [ ,以色列患者中占39 

l2 

各国的研究情况进一步说明,GJB2基因突变在导致 

遗传性非综合征型语前聋方面有着非常重要的意义,亟待开 

展对该基因的临床检测工作。 

GJB2基因突变分为致病突变和多态性改变,致病突变 

是指人群中个体的DNA分子结构发生改变,使基因的表达 

性状和功能发生改变,在单基因遗传病家系后代中,与遗传 

性状共同出现。多态性改变是指人群中个体的DNA分子 

结构发生改变,但基因的表达性状及功能不改变,不与遗传 

性状共伴随。截止2008年1O月9 Et已有219种以上的突 

变方式报道(http://www.hgmd.cf.ac.uk/ac/index.php), 

其中至少有111种突变明确可以引起NSHL(http://davin- 

ci.crg.es/deafness),这给(;JB2基因的分子诊断造成很大的 

困难,也是其临床表现差异很大的一个重要原因。另外尚有 

部分突变形式如lO9G A等是否引起耳聋还存在争议, 

需要进一步的大样本研究来证实。 

GJB2基因的致病突变是遗传性非综合征型聋的主要致 

病原因,常见的突变热点有35delG、235delC、33—35insG、 

l67delT等。近年的研究发现,这些突变热点存在明显的种 

族差异,比如:在地中海国家和美国遗传性非综合征型聋患 

者中35delG突变位点占总突变的6O ~85 口 ;犹太人中 

最常见的突变热点为1 67delT,约占53 ,而35delG突变只 

占l8 ;中国和日本中最常见的的突变热点为235de1C,分 

别占93 、73 [zs,zs q,而35delG的发生频率却很低 。 

听力学及言语疾病杂志2010年第18卷第l期 

GJB2常见的致病突变的分子学表现为:①35delG突变 

是其序列的第3O~35位的6个G残基中缺失一个G残基, 

导致密码子序列移位产生终止密码子,使其翻译过程提前中 

止于13号密码子,形成含有12个氨基酸的小多肽而导致缝 

隙连接蛋白功能的异常 ];②167delT是指编码区167处的 

T缺失造成移码突变,使终止密码提前到82位,最终形成含 

有81个氨基酸的多肽 ;③235delC是指在编码区235处C 

缺失造成移码突变,使终止密码提前82位,最终形成含有 

81个氨基酸的多肽,比野生型蛋白的226个氨基酸截短了 

145个,且只有前79个氨基酸与野生型相同 。Connexin 

26蛋白分为5个区,即NT区、跨膜区(M1、M2、M3、M4)、 

细胞外区(E1、E2)、胞浆内连接区(CI )和CT区。235de1C 

突变型Cx一26多肽的M2区部分缺失,CI M3、E2和M4 

区完全缺失,产生无功能的缝隙连接蛋白。此突变型蛋白可 

能丧失对缝隙连接通道pH值的调控,降低缝隙连接的通透 

性,导致听力下降。以上这几种常见的突变形式均可以称为 

截断突变,此类基因所合成的Connexin26几乎没有功能,可 

以引起相对来说更严重的临床表现。另外还发现有许多突 

变位点只是其中某个核苷酸的置换,结果影响了其中一氨基 

酸的性质,并未使合成的肽链的长度改变,使其所合成的 

Connexin26功能相对低下,此种形式可以称之为非截断突 

变。 

多态性改变属于正常现象,绝大部分基因的多态性改变 

在1 左右。GJB2基因的多态性改变明显增高,目前已报 

道的约有42种(http://davinci.erg.es/deafness),如 

G79A、T101C、C384T等,多态性改变单独出现均不引起疾 

病,但如此多无义突变的出现给GJB2基因的分子诊断带来 

了很大的麻烦。 

3 GJB2基因诊断方法的研究进展 

GJB2基因的编码区只有679 bp,且集中在一个外显子 

上,这使得对它的检测相对方便,然而由于其突变的多样性, 

突变位点的不确定性以及其在普通人群中比较低的发生率, 

目前尚难以形成一种经济、快速的方法进行大范围的筛查。 

传统的方法主要包括限制性片段长度多态性分析(restrie— 

tion fragment length polymorphism,RFI P)、限制酶切指 

纹一单链构象多态性分析(restriction endonucleases finger— 

printing--single strand conformation polymorphism REF~ 

SS CP)、聚合酶链反应一单链构象多态性分析(poly~ 

merase chain reaction--single strand conformation poly~ 

morphism PCR--SSCP)、变性梯度凝胶电泳法(denaturing 

gradient gel electr。phoresis,DGGE)、变性高效液相色谱分 

析(denaturing high performance liquid chromatography,dH— 

PI C)及直接测序(di reetsequencing,DS)等 35¨。其中比 

较适合于大样本筛查的方法之一是变性高效液相色谱分析 

(dHPI c),该方法主要原理是基于不同片段的Tm值的差 

异对PCR扩增产物进行筛查,依据其峰形的不同进行初步 

筛查,对于有异常峰形的通过DNA测序进行确定。对于 

GJB2这种突变形式多样且片段短小集中的基因来说,此方 

法有很大的优势,是目前比较快速的基因筛查方式之 

_3“ 

另外,基因芯片技术是近几年出现且不断完善的 

基因检测方法之一,针对GJB2在中国常见的几种突变形 

91 

式,王国建等L3 利用基因芯片技术进行了检测,证实了其 

具有快速、高通量、高准确性等特点,显示出广阔的临床应 

用前景,然其费用高是其目前难以用于临床的主要原因之 

积极开发和完善新的基因检测芯片,使GJB2基因检测 

进入临床,是广大科研工作者面临的一个重要任务。 

4 GJB2突变患者基因型与临床表型相关-陛研究现状 

大量的临床研究显示[” 】,由GJB2基因突变导致的 

遗传性非综合征型聋在两侧对称性、始发年龄、听力损失程 

度、稳定性方面都具有多样性。GJB2相关性耳聋一般为双 

耳同时受累,耳聋程度呈对称性,少数表现为不对称性,也有 

单耳受损报道;多数表现为出生即有的先天性聋,部分表现 

为婴幼儿期或青少年始发的后天性聋,但多为语前聋;其听 

:J丁损失程度变异比较大,可由轻度到极重度,但多数为重度 

或极重度聋;听力图曲线主要为残余型、斜坡型和平坦型,极 

少为u型,但没有以低频下降为主的上升型曲线。通过耳 

声发射、听性脑干反应等电生理的研究提示,GJB2基因突变 

对耳蜗的损伤主要是在外毛细胞,与动物实验结果一致[4。】。 

2006年Norris等n 报道了1994~2002年出生于亚利桑那 

州、爱达荷州、伊利诺州等州的9名有GJB2基因突变的患 

儿出生后均通过了新生儿听力筛查,然而在出生后12~6O 

个月时被确诊为耳聋。2006年Waheedal4 也报道了2例 

GJB2突变患者出现迟发性听力损失[4 。这些研究表明,并 

非所有的GJB2基因突变患者在出生时即已发生听力损失, 

在连接蛋白功能缺陷最终形成并对机体造成损害前,可能存 

:臣一个早期的窗口期,这对早期诊断带来了困难,也给治疗 

带来了新的希望 。另外Tomohiro等 删在大规模的研 

究中发现,患者的听力学表现与发生在GJB2基因上的突变 

位点有很大的关系,截短突变(如235delC、35delG)比非截短 

突变(M34T、V37I、L90P)引起的临床症状重,纯合的截短 

突变与一种截短突变合并一种非截短突变的复合杂合突变 

形式导致的临床症状更为严重。随着听力学检测技术和基 

因诊断技术的不断发展,对于GJB2基因突变和临床表现之 

间的关系的研究会不断深化。 

5结论和展望 

近年来对GJB2基因及其与NSHI患者临床表型相关 

性的研究已经越来越深入,对GJB2基因的结构、Gonnex— 

in26的结构和功能以及GJB2相关性耳聋患者临床表现分 

型的研究都有了很大的进展,确定的致病突变位点数在不断 

上升,发现了越来越多的分型和新的特点,这些研究成果为 

进一步诊断和干预先天性耳聋提供了新的机遇和挑战。目 

前,对于GJB2基因型和表现型的研究还主要是在横断面水 

平进行研究,对于早期的听力学状况以及动态的纵向研究 

少,一方面是由于病例分散,难以进行长期跟踪分析;另一方 

面在新生儿听力筛查和基因诊断没有广泛开展之前,难以对 

此类患者做出早期诊断,以致不能对GJB2基因突变患者听 

损伤的自然发病过程特别是早期的听力学情况有更深入的 

认识。随着GJB2基因诊断技术的不断提高、全国新生儿听 

力筛查工作的广泛开展及对这一疾病的发生发展的进一步 

认识,有可能在更早的时间对此类疾病进行诊断和干预,为 

最终预防和治疗打好基础。如果在进行新生儿听力筛查的 

同时对GJB2基因进行筛查并对携带有此基因突变的人群 

92 Journal of Audiology and Speech Pathology 2010.Vol 18.No.1 

进行前瞻性研究,以总结分析此类人群的听力学特点,进而 

有可能依据表型推出基因型,制定出更适合此类人群的诊断 

标准,以便能在疾病早期给于确诊和干预,最大限度的预防 

患者的听力下降。王秋菊等[473 已经在国内开展了GJB2基 

因检测在新生儿听力筛查中小样本的研究,但更大范围和更 

大规模的研究还有待于进一步的进行。 

6参考文献 

1 Gracey K.Current concepts in universal newborn hearing screening 

and early hearing detection and intervention programs[J].Ad— 

vances in Neonatal Care,2003,3:308. 

2 Peterson MB,Willems PJ.Non—syndromic,autosomal—re— 

cessive deafness[J].Clin Genet,2006,69:371. 

3 Kelsell DP,Dunlop J,Stevens HP,et a1.Connexin 26 muta— 

tions in hereditary non—syndromic sensorineural deafness[J]. 

Nature,l997,387:80. 

4 Rabionet R,Gasparini P,Estivill X.Molecular genetics of hearing 

impairment due to mutations in gap junction genes encoding beta 

connexins[J].Hum Mutat,2000,16:190. 

5 Marazita ML,Ploughman LM,Rawlings B,et a1.Genetic epi— 

demiologieal studies of early—onset deafness in the US school 

—age population[J].Am J Med Oenet,1993,46:486. 

6 Bruzzone R,White TW,Paul DL.Connections with connexins: 

The molecular basis of direct intercellular signaling[J ̄.Eur J 

Biochem,1996,238:1. 

7 Shoab A,Chen SP,Sun JJ,et a1.Connexins 26 and 30 are co 

——assembled to form gap junctions in the cochlea of mice[J]. 

Biochemical and Biophysical Research Communications,2003, 

307:362. 

8 Cohen--Salmon M,Ott T,Michel V,et a1.Targeted ablation 

of connexin26 in the inner ear epithelial gap junction network 

causes hearing impairment and cell death[J].Curr Biol,2002, 

12:1 106. 

9 Friedman T,Battey J,Kachar B,et a1.Modifier genes of he— 

reditary hearing loss[J].Curr Opin Neurobiol,2000,10:487. 

10 Mukherjee M,Phadke SR,Mittal B.Connexin26 and autoso— 

eral recessive non—syndromic hearing loss[J].Indian J Hum 

Genet,2003,9:40. 

1I Paola DA,Veronesi V,Bicego M,et a1.Hearing loss:Fre— 

quency and functional studies of the most common connexin26 

alleles[J].Bioehem Biophys Res Commun,2002,296:685. 

1 2 Lefebvre PP,Van D,Water TR.Connexins,hearing and 

deafness:Clinical aspects of mutations in the connexin 26 gene 

EJ].Brain Res Brain Res Rev,2000,32:159. 

13 Toth T,Kupka S,Haack B,et a1.GJB2 mutation8 in patients 

with n0n—syndromic hearing loss from Northeastern Hunga— 

ryEJ].Human Mutation,2004,23:631. 

14 Zoll B,Petersen L,Lange K,et a1.Evaluation of Cx26/GJB2 

in German hearing impaired persons:Mutation spectrum and 

detection of disequilibrium between M34T(c.101T>C)and 

493del10[J].Human Mutation,2003,21:98. 

15 Putcha GV。Bejjani BA,Bleoo S,et a1.A muhicenter study of 

the frequency and distribution of GJB2 and GJB6 mutations in 

a large North American cohort[J].Genetics in Medicine, 

2007,9:413. 

16 

Mustapha M,Salem N,Delague V,et a1.Autosomal reces— 

sive non—syndromie hearing toss in the Lebanese population: 

prevalence of the 30delG mutation and report of two novel 

mutations in the connexin26(GJB2)gene[J].J Med Genet, 

2001,38:E36. 

17 

Ramsebner R,Volker R,Lucas T,et a1.High incidence of 

GJB2 mutations during screening of newborns for hearing loss 

in Austria[J].Ear&Hearing,2007,28:298. 

18. 

郭玉芬,刘晓雯,关静,等.西北地区非综合征型耳聋患者 

GJB2、SLC26A4基因突变的分子流行病学研究[J].听力学及 

言语疾病杂志,2008,16:362. 

19 

Yu F,Han DY,Dai P,et aI.Mutation of GJB2 gene in non— 

syndromic hearing impairment patients:analysis of 1 1 90 ca— 

ses[J].Chinese Medical Journal,2007,87:2 814. 

2O 

Shi GZ,Gong LX,Xu XH,et a1.GJB2 gene mutations in 

newborns with n0n—syndromic hearing impairment in North— 

ern China[J].Hearing Research,2004,197:19. 

21 

Oilveira CA,Maciel—Guerra AT,Sartorato EL.Deafness re— 

suiting from mutations in the GJB2(connexin26)gene in Bra— 

ziI ian patients[J].Clin Genet,2002,61:354. 

22 

Najmabadi H,Nishimura C,Kahrizi K,et a1.GJB2 muta— 

lions:passage through Iran[J].American Journal of Medical 

Genetics.,2005,133:132. 

23 

Walsh T,Abu Rayan A,Abu Sa ed J,et ai.Genomic analysis 

of a heterogeneous Mendelian phenotype:Multiple novel al— 

leles for inherited hearing loss in the Palestinian population 

[J].Human Genomics,2006。2:203. 

24 

Pampanos A,Economides J,Iliadou V,et a1.Prevalence of 

GJB2 mutations in prelingual deafness in the Greek popula— 

tion[J].Int J Pediatr 0torhin0laryngol,2002,65:101. 

25 

RamShankar M,Girirajan S,Dagan O,et a1.Contribution of 

connexin26(GJB2)mutations and founder effect to n0n—syn— 

dromic hearing loss in India[J].J Med Genet,2003,40:e68. 

26 

Lerer I,Sagi M,Ben—Neriah Z,et a1.A deletion mutation in 

GJB6 cooperating with a GJB2 mutation in trans in non—syn— 

dromic deafness:A novel founder mutation in Ashkenazi Jews 

[J].Hum Mutat,2001,18:460. 

27 

Girish VP。Bassem A,Bleool s,et a1.A muhicenter study of 

the frequency and distribution of GJB2 and GJB6 mutations in 

a large North American cohort[J].Genetics in Medicine, 

2007,9:413. 

28 

Ohtsuda A,Yuge I,Kimura S,et a1.GJB2 deafness gene shows a 

specific spectrum of mutations in Japan,including a frequent 

founder mutation[J].Hum Genet,2003。112:329. 

29 

Xiao ZA,Xie DH.GJB(Cx26)gene mutations in Chinese pa— 

tients with congenital sensorineural deafness and a report of 

one novel mutation[J].Chinese Medical Journal,2004,117: 

1 797. 

30 

Liu Y,Ke X,Q Y,et at.Connexin 26 gene(GJB2):prevalence 

of mutations in the Chinese population[J].J Hum Oenet, 

2002,47:688. 

31 

Denoyelle F,Well D,Maw MA,et a1.Prelingual deafness:High 

prevalence of a 30 delO mutation in the connexin 26 gene[J]. 

Hum Mol Genet,1997,6:2 173. 

32 

Liu Y,Ke X,Qi Y,et a1.Connexin26 gene(GJB2):Prevalence 

听力学及言语疾病杂志2010年第18卷第i期 

of mutations in the Chinese population[J].J Hum Genet, 

2002,47:688. 

33 

Simsek AL,Wanly N,Khabory M.A seminested PCR test for 

simultaneous detection of two common mutations(35delG and 

167derT)in the connexin--26 geneEJ].Mol Diagn,2001,6: 

63. 

34 

Le Marchal C,Audrzet MP,Qur I,et a1.Complete and rapid 

scanning of the cystic fibrosis transmembrane conductance 

regulator(CFTR)gene by denaturing high--performance li— 

quid chromatography(D--HPLC):Major implications genetic 

counselling[J].Hum Genet,2001,108:290. 

35 

Pallares—Ruiz N.Blanchet P,Mondain M,et a1.Evaluation 

of dHPLC for CX26 mutation screening in patients from 

southern France with sensorineural deafness[J].Genet Test, 

2001,5:339. 

36 

王国建,戴朴.基因芯片技术在非综合征性耳聋快速基因诊 

断中的应用研究EJ].中华耳科学杂志。2008,6:61. 

37 

Orzan Z,Murgia A.Connexin 26 deafness is not always con 

genital[J].International Journal of Pediatric Otorhinolaryn— 

gology,2007,71:501. 

38 

Salvinelli F。Casale M,D Ascanio I 。et a1.Hearing loss asso— 

ciated with 35delG mutation in connexin~26(GJB2)gene: 

Audiogram analysis[J].The Journal of Laryngology&Otolo 

gY,2004,118:8. 

39 

Murgia A,Orzan E,Polli R,et a1.Cx26 deafness:mutation a— 

nalysis and clinical variability[J].J Med Genet,1999,36: 

829. 

40 

1liadou V,Eleftheriades N,Metaxas AS,et a1.Audiological 

93 

profile of the prevalent genetic form of childhood sensorineu— 

ral hearing loss due to GJB2 mutations in northern Greece 

[J].Eur Arch otorhinolaryngol,2004,261:259. 

41 

Xue ZL.Arti P。Simon A,et a1.Audiological features of GJB2 

(connexin26)deafness[J].Ear&Hearing,2005,26:361. 

4l2 

Engel--Yeger B,Zaaroura S,Zlotogora J,et a1.Otoaeoustic 

emissions and brainstem evoked potentials in compound carri— 

ers of connexin 26 mutations[J].Hearing Research,2003, 

175:140. 

43 

Norris VW,Arnos KS,Hanks WD,et a1.Does universal new- 

born hearing screening identify all children with GJB2(Con— 

nexin 26)deafness?Penetrance of GJB2 deafness[J].Ear 

&Hearing,2006,27:732. 

44 

Waheeda P,Maria BG,Knight J,et a1.Late postnatal onset 

of hearing loss due to GJB2 mutations[J].International Jour— 

nal of Pediatric 0tor hjnolaryngology,2006,70:1 l 1 9. 

45 

Tomohiro O。Akihiro 0,Shigenari H,et a1.Clinical features 

of patients with GJB2(connexin26)mutations:Severity of 

hearing loss is correlated with genotypes and protein expres— 

sion patterns[J].J Hum Genet。2005,50:76. 

Rikkert LS,Patrick LMH,Delphine F,et a1.GJB2 mutations 

and degree of hearing loss:A multicenter study[J].Am J 

Hum Genet,2005,77:945. 

47 

王秋菊,赵亚丽,兰兰,等.新生儿聋病基因筛查实施方案与 

策略研究[J].中华耳鼻咽喉头颈外科杂志,2007,42:809. 

(2009—06—11收稿) 

(本文编辑李翠娥) 


本文标签: 突变 基因 研究 患者 听力