ACTG2基因中复发性精氨酸替代是内脏肌病疾病负担和严重程度的主要驱动因素

Recurrent arginine substitutions in the ACTG2 gene are the primary driver of disease burden and severity in visceral myopathy

作者信息Nurit Assia Batzir, Pranjali Kishor Bhagwat, Austin Larson, Zeynep Coban Akdemir, Maciej Bagłaj, Leon Bofferding, Katherine B Bosanko, Skander Bouassida, Bert Callewaert, Ashley Cannon, Yazmin Enchautegui Colon, Adolfo D Garnica, Margaret H Harr, Sandra Heck, Anna C E Hurst, Shalini N Jhangiani, Bertrand Isidor, Rebecca O Littlejohn, Pengfei Liu, Pilar Magoulas, Helen Mar Fan, Ronit Marom, Scott McLean, Marjan M Nezarati, Kimberly M Nugent, Michael B Petersen, Maria L Rocha, Elizabeth Roeder, Robert Smigiel, Ian Tully, James Weisfeld-Adams, Katerina O Wells, Baylor-Hopkins Center for Mendelian Genomics, Jennifer E Posey, James R Lupski, Arthur L Beaudet, Michael F Wangler
PMID31769566
期刊Hum Mutat
发布时间2020-03
DOI10.1002/humu.23960

实验完整度

队列研究结合靶向测序和外显子组测序,进行基因型-表型关联分析,包含临床特征统计和文献荟萃分析,但缺乏细胞或动物功能实验。

主要模型

53个内脏肌病家系 ACTG2基因突变携带者

重点核对

队列包含53个家族,其中40例有完整临床信息 AACTG2靶向测序覆盖所有外显子和内含子-外显子边界 外显子组测序使用BCM-HGSC CORE外显子捕获设计,HiSeq 2000平台测序 临床结果分为不良结局(TPN依赖、移植或早夭)和较好结局

摘要

伴有肠道和膀胱蠕动异常的内脏肌病包括巨膀胱-小结肠-肠蠕动减弱综合征和慢性假性肠梗阻的临床谱系。绝大多数病例由ACTG2基因的显性变异引起;然而,内脏肌病的整体遗传结构尚未得到充分表征。我们确定了53个基于巨膀胱、功能性膀胱/胃肠道梗阻或小结肠的内脏肌病家族。结合靶向ACTG2测序和外显子组测序,我们报告分子诊断率为64%(34/53),其中97%(33/34)归因于ACTG2。引人注目的是,涉及CpG二核苷酸的五个保守精氨酸残基的错义突变占队列中疾病的49%(26/53)。作为一组,ACTG2阴性病例的临床结局更佳,疾病受累范围更局限。在ACTG2阳性组中,不良结局(以全肠外营养依赖、死亡或移植为特征)总是由其中一个精氨酸错义等位基因引起。对特定残基的分析提示严重程度谱为p.Arg178 > p.R257 > p.R40,以及其他较少报告的位点p.R63和p.R211。这些结果为ACTG2相关疾病提供了基因型-表型相关性,并证明了精氨酸错义变化在内脏肌病中的重要性。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
内脏肌病的遗传结构如何,ACTG2基因变异是否与疾病负担和严重程度相关?
核心机制
ACTG2基因中影响五个保守精氨酸残基的复发性错义突变(涉及CpG二核苷酸)是疾病负担和严重程度的主要驱动因素。
主要证据
基于53个家系队列,结合靶向ACTG2测序和外显子组测序,发现精氨酸错义突变占49%的病例,且所有不良结局均来自精氨酸错义等位基因;p.Arg178变异与更差的结局和更高的小结肠发生率相关。
研究意义
这些结果为ACTG2相关疾病提供了基因型-表型相关性,对MMIHS患者的临床分子诊断、预后判断和遗传咨询具有重要意义。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

队列构建与临床特征收集

确定内脏肌病患者的临床表型谱和疾病负担。

招募53个内脏肌病家系,收集临床资料,包括巨膀胱、微结肠、膀胱导管插入、TPN依赖等,并整理40例的完整临床信息。

2

分子诊断

通过靶向测序和外显子组测序确定患者的致病基因变异。

对ACTG2基因进行靶向Sanger测序和/或外显子组测序,以检测致病性变异。

3

基因型-表型关联分析

评估ACTG2变异类型与临床结局之间的关联。

比较ACTG2阳性与阴性组、精氨酸与非精氨酸变体组之间的临床特征和结局;并分析特定精氨酸位点(如p.Arg178和p.Arg257)的结局差异。

4

文献荟萃分析

通过结合已发表病例,验证基因型-表型相关性。

回顾文献中ACTG2相关内脏肌病病例,汇总变异类型和临床结局数据,重复关联分析。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Illumina HiSeq 2000Illumina--
NimbleGenRoche NimbleGen--
Sanger测序----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
队列纳入
纳入标准:产前或产后巨膀胱、微结肠、肠道蠕动减弱、肠梗阻、梅干腹综合征或TPN依赖;排除标准:脊柱裂、Hirschsprung病或已知继发原因
阅读提示:Methods 部分的第一段
靶向ACTG2测序
引物设计覆盖所有外显子和内含子-外显子边界;Sanger测序确认
阅读提示:Methods 中的 Targeted ACTG2 Sequencing 部分
外显子组测序
基因组DNA 1μg;捕获设计BCM-HGSC CORE;Illumina HiSeq 2000平台;比对参考基因组GRCh37 (hg19)
阅读提示:Methods 中的 Exome Sequencing 部分
临床结局评估
不良结局定义为全肠外营养依赖、内脏移植或早夭;较好结局为无上述特征
阅读提示:Methods 中的 Meta-Analysis 部分