20世紀(jì)90年代,美國(guó)聯(lián)邦政府通過(guò)立法為每個(gè)州提供基金,創(chuàng)立和支持新生兒聽(tīng)力篩查項(xiàng)目被稱作為早期聽(tīng)力檢測(cè)和干預(yù)計(jì)劃,即EHDI 計(jì)劃(Early Hearing Detection and intervention)。目的是對(duì)出生的嬰兒進(jìn)行聽(tīng)力篩查,最好在出院之前進(jìn)行,并確認(rèn)3個(gè)月內(nèi)仍未通過(guò)篩查的嬰幼兒是否為耳聾,從而可以進(jìn)行早期干預(yù)以預(yù)防言語(yǔ)障礙的發(fā)生。隨著EHDI計(jì)劃的開(kāi)展和實(shí)施,先天性聽(tīng)力損失患兒確診的平均年齡從24-30月齡提前到了2-3月齡1。目前,美國(guó)的各州均已推行了EHDI計(jì)劃項(xiàng)目,該項(xiàng)目至少在39個(gè)州強(qiáng)制執(zhí)行,約93%的新生兒接受了聽(tīng)力篩查2,3]。該項(xiàng)目不僅可以使篩查中未通過(guò)而后確診的患兒獲益于早期的干預(yù),同時(shí),還將為研究遺傳和環(huán)境因素在聽(tīng)力損失中的致病作用提供有價(jià)值的流行病學(xué)資料,為聽(tīng)力損失在不同種族的變異研究提供依據(jù)。在國(guó)際上,波蘭的新生兒篩查項(xiàng)目開(kāi)展的非常成功,到2004年夏天,99%的波蘭新生兒出院前均進(jìn)行了篩查4]。同時(shí)英國(guó)的新生兒篩查項(xiàng)目也很成功,在2006年4月,94%的英倫三島新生兒進(jìn)行了聽(tīng)力篩查,最為重要的英國(guó)新生兒聽(tīng)力篩查隨后的隨訪系統(tǒng)很完善。
在反思和評(píng)估新生兒聽(tīng)力篩查在全球開(kāi)展的狀況時(shí),研究者發(fā)現(xiàn)先天性聽(tīng)力損失的發(fā)病原因是隨著時(shí)代和人群的改變而變化的。以前,胚胎期風(fēng)疹病毒感染等環(huán)境因素造成的聽(tīng)力損失在自然界很流行,除風(fēng)疹病毒感染外,其他可以導(dǎo)致聽(tīng)力損失的環(huán)境因素包括:早產(chǎn)、出生前及出生后感染、頭部外傷、蛛網(wǎng)膜下出血和藥物的耳毒性等等也是非常重要的因素。目前,在南美洲,獲得性免疫缺陷綜合征相關(guān)的聽(tīng)覺(jué)疾病(包括感音神經(jīng)性和傳導(dǎo)性聽(tīng)力損失)仍然風(fēng)靡流行。在印度,先天性風(fēng)疹病毒感染導(dǎo)致的聽(tīng)力損失在出生缺陷性疾病中高居榜首[5]。而在發(fā)達(dá)國(guó)家,遺傳因素導(dǎo)致的聽(tīng)力損失在兒童聽(tīng)力損失患者中高達(dá)50-60%以上。
在我國(guó),2000年,政府以中華人民共和國(guó)母嬰保健法的形式肯定了進(jìn)行新生兒聽(tīng)力篩查的意義和必要性。在全國(guó)范圍內(nèi)廣泛開(kāi)展了新生兒的聽(tīng)力篩查。然而隨著新生兒聽(tīng)力篩查工作的廣泛開(kāi)展和臨床經(jīng)驗(yàn)的積累,逐漸發(fā)現(xiàn)在新生兒聽(tīng)力篩查中存在一個(gè)重大的局限或缺陷,即并不是所有的聽(tīng)力損失均會(huì)在出生后立即表現(xiàn)出來(lái)。某些情況,諸如巨細(xì)胞病毒感染、Pendred綜合征、非綜合征型常染色體顯性遺傳性聽(tīng)力損失、隱性遺傳的前庭導(dǎo)水管擴(kuò)大以及線粒體12SrRNA基因1555G和1494T突變等均可導(dǎo)致出生時(shí)不表現(xiàn)聽(tīng)力損失,出生后出現(xiàn)遲發(fā)性聽(tīng)力損失。即便是縫隙連接蛋白致聾的病例,雖然最早認(rèn)識(shí)的是該基因突變與先天性重度耳聾相關(guān),在不同種族中約18-50%的先天性耳聾患者攜帶GJB2突變。然而近年來(lái)的報(bào)道發(fā)現(xiàn)有些族群有一定比例的輕度耳聾患者,少數(shù)有進(jìn)行性的聽(tīng)力損失的變化??梢员憩F(xiàn)為先天性聾、非先天性的語(yǔ)前聾、語(yǔ)后聾和遲發(fā)的聽(tīng)力下降,其發(fā)病年齡從6-8個(gè)月至20歲。有些新生兒通過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)的新生兒聽(tīng)力篩查,但隨后出現(xiàn)GJB2突變導(dǎo)致的遲發(fā)性聽(tīng)力損失[6,7]。因此,隨著人類基因組計(jì)劃所取得的偉大成就和致聾基因的發(fā)現(xiàn)與克隆以及不同種群致聾基因的分子流行病學(xué)研究進(jìn)展所提供的大量的線索與依據(jù),使我們?cè)絹?lái)越清晰地意識(shí)到在新生兒聽(tīng)力篩查過(guò)程中正在醞釀一場(chǎng)靜悄悄的革命,即在新生兒聽(tīng)力篩查中融入聾病易感或常見(jiàn)基因的篩查的行動(dòng)!那么是否必須?是否必要?是否可行?能夠給社會(huì)和家庭帶來(lái)什么?采取什么策略?這一系列的問(wèn)題就猶如剛剛開(kāi)展新生兒聽(tīng)力篩查一樣,人們有疑惑,有猶豫和不解。本文作者就目前的國(guó)內(nèi)外進(jìn)展和自己的認(rèn)識(shí)來(lái)初步綜述和回答上述問(wèn)題。相信隨著這場(chǎng)“革命”的進(jìn)行,我們的思路會(huì)越來(lái)越清晰明朗!
一.新生兒聽(tīng)障發(fā)病率的變化給予的警示
我們知道,新生兒的聽(tīng)力篩查在美國(guó)的開(kāi)展歸功于Marion Downs一生的不懈努力。早在1964年,她就發(fā)現(xiàn)通過(guò)新生兒行為聽(tīng)力篩查可以發(fā)現(xiàn)新生兒中重度至極重度聽(tīng)力損失的患兒[8]。她在17000名新生兒中發(fā)現(xiàn)了17名重度-極重度聽(tīng)力損失的患兒[9],發(fā)病率為1‰(17/17000)。這個(gè)數(shù)字也許就是我們大家都知道的新生兒先天性聽(tīng)力損失發(fā)病率為1‰的最早的證據(jù)了。這一數(shù)值與當(dāng)時(shí)對(duì)雙側(cè)重度-極重度聽(tīng)力的估計(jì)數(shù)值相一致。然而隨著聽(tīng)力篩查技術(shù)的完善,DPOAE與AABR在新生兒的不同月齡的聯(lián)合使用,使嬰幼兒遲發(fā)型和聽(tīng)神經(jīng)病患者的發(fā)現(xiàn)也逐漸增多起來(lái)。然而,由于診斷標(biāo)準(zhǔn)的不同,隨訪的完整性及篩查的策略使得新生兒聽(tīng)力損失的發(fā)病率在不同地區(qū)具有一定差異。在英格蘭,診斷性檢查的依從性較高,患兒的永久性聽(tīng)力損失定義為雙側(cè)感音神經(jīng)性聽(tīng)力損失≥40dB HL,他們所報(bào)道的新生兒聽(tīng)力損失發(fā)病率為1.33‰。在美國(guó),由于30-40%的聽(tīng)力損失是單側(cè)的,因此,將雙耳中任何一側(cè)聽(tīng)力損失≥35dB HL的患兒的篩查結(jié)果均標(biāo)識(shí)為“refer”,需進(jìn)行診斷性檢查,新生兒聽(tīng)力損失的發(fā)病率約為1.86‰,從圖1-1可見(jiàn)新生兒聽(tīng)力損失中遺傳因素占據(jù)了65%的病因10-12。然而,隨著新生兒年齡的增長(zhǎng),永久性聽(tīng)力損失患兒持續(xù)增加13,五歲之前聽(tīng)力損失患兒的發(fā)病率上升達(dá)到2.7‰,青春期聽(tīng)力損失患兒的發(fā)病率達(dá)到3.5‰。隨著患兒的增加和診斷的完善,各發(fā)病因素所占比例也在變化,從圖1-2可見(jiàn),在對(duì)四歲及四歲以內(nèi)的聽(tīng)力損失患兒病因進(jìn)行分析時(shí),遺傳因素所占比例為61-66%。這些數(shù)據(jù)意味著對(duì)于新生兒篩查的聽(tīng)力學(xué)監(jiān)控的時(shí)間需要延長(zhǎng),同時(shí)也為新的聾病篩查方法的建立提出了挑戰(zhàn)。如何能夠盡可能充分實(shí)現(xiàn)早期的監(jiān)控和發(fā)現(xiàn)?遺傳學(xué)的手段是否可以給我們提供更多的幫助和指導(dǎo)?
那么,讓我們?cè)倏匆豢磭?guó)內(nèi)的新生篩查和發(fā)病率的數(shù)據(jù):實(shí)際上目前國(guó)際上尚無(wú)對(duì)同一人群的多致病因素綜合分析的資料。因此,國(guó)內(nèi)一些學(xué)者的工作在我國(guó)新生兒聽(tīng)力篩查早期發(fā)現(xiàn)聽(tīng)力損失患兒提供可參考的發(fā)病率數(shù)據(jù)中做出了可貴的貢獻(xiàn),但是其中的數(shù)據(jù)差別也是很大的。下面僅舉幾篇文獻(xiàn)報(bào)道的發(fā)病率供參考和思考。2003年,聶文英等[14]對(duì)2000年5月-2002年5月出生的10501例新生兒篩查的結(jié)果顯示先天性聽(tīng)力損失在篩查中的發(fā)生率為5.90‰。2004年余紅等15報(bào)道7040例新生兒篩查,最后確診12例聽(tīng)力損失患兒,發(fā)生率為1.70‰。2005年呂秀芹等16報(bào)道6066例新生兒聽(tīng)力篩查結(jié)果顯示診斷為聽(tīng)力損失者13例,輕度7例,中度5例,重度1例,發(fā)生率為2.1‰。2006年,丁怡冰等17報(bào)道11275例新生兒聽(tīng)力篩查,診斷為聽(tīng)力損失的39人,輕度5人,中度23人,重度5人,極重度6人,發(fā)生率為3.45‰。2006年,姚敏清18等報(bào)道13960例新生兒聽(tīng)力篩查,其中正常產(chǎn)新生兒11610例,診斷為聽(tīng)力損失的為5例,發(fā)生率為0.34‰;高危新生兒2350例,診斷為聽(tīng)力損失的8例,發(fā)生率4.3‰(8/2350),綜合的發(fā)病率為0.93‰(13/13960)。同年,潘俊芳等19報(bào)道16567例新生兒聽(tīng)力篩查,診斷雙耳聽(tīng)力損失的94例,單耳聽(tīng)力損失的34例,發(fā)生率為7.7‰(128/16567)。綜合上述報(bào)道的數(shù)據(jù),新生兒先天性耳聾的發(fā)生率在0.93-7.7‰不等。由于篩查診斷的策略和技術(shù)手段的不同,加之地區(qū)性發(fā)病率的差異和不同,綜合的發(fā)病率目前尚不十分清楚。因此,是否還有更加有效的手段來(lái)完善新生兒聽(tīng)力篩查,使發(fā)現(xiàn)聽(tīng)力損失的證據(jù)更為準(zhǔn)確?作者認(rèn)為,目前可以借助的只有遺傳學(xué)的研究手段了。
二.關(guān)于遺傳學(xué)研究進(jìn)展和分子流行病學(xué)數(shù)據(jù)在聽(tīng)力損失中的作用分析
遺傳性耳聾的致病基因的克隆和分子流行病學(xué)研究使我們對(duì)聽(tīng)力損失的機(jī)制的詮釋產(chǎn)生了強(qiáng)烈的信心,為近年來(lái)聽(tīng)力損失疾病的診斷和治療理念上的飛躍產(chǎn)生了深刻的影響?,F(xiàn)在我們已經(jīng)能夠做到:當(dāng)看到一個(gè)先天性重度耳聾的患兒時(shí),探究其病因?qū)W,可以考慮其50%的可能是由于DFNB1基因座的GJB2基因突變導(dǎo)致的;當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)患者對(duì)氨基糖苷類藥物敏感并檢測(cè)到線粒體12SrRNAA1555G或12SrRNAC1494T突變時(shí),可以揭示母系遺傳的特征并可以進(jìn)行有效的預(yù)警;當(dāng)一個(gè)患者被檢測(cè)發(fā)現(xiàn)DFN3基因座的POU3F4基因突變時(shí),提示醫(yī)生要注意避免實(shí)施鐙骨手術(shù),患者有鐙井噴的危險(xiǎn);當(dāng)發(fā)現(xiàn)患者存在前庭水管擴(kuò)大時(shí),早期的預(yù)防和預(yù)警以及基因診斷(SLC26A4)有利于明確病因并可以盡可能地防止聽(tīng)力進(jìn)行性下降。這些進(jìn)展為臨床疾病的診斷提供了更為全面的手段,為病人提供了更為有效的咨詢。
聽(tīng)力損失相關(guān)基因具有明顯的異質(zhì)性。但仍然令人驚奇的是,在各個(gè)不同種族人群中,極重度非綜合征型聽(tīng)力損失患者,單純由GJB2基因突變導(dǎo)致的聽(tīng)力損失高達(dá)30-50%20。GJB2基因編碼的蛋白connexin 26是一種由六個(gè)單體組成的縫隙連接蛋白,廣泛分布于耳蝸支持細(xì)胞和結(jié)締組織??p隙連接蛋白在毗鄰細(xì)胞的表面構(gòu)成細(xì)胞間的通道,與毛細(xì)胞至血管紋的鉀離子循環(huán)有關(guān)。通過(guò)這些通道,鉀離子被泵回到耳蝸內(nèi)淋巴,從而維持耳蝸內(nèi)淋巴電位并感知傳入的聲音21。對(duì)于GJB2基因的初始了解認(rèn)為該基因僅與先天性極重度聽(tīng)力損失有關(guān)。然而,研究表明GJB2基因突變導(dǎo)致的聽(tīng)力損失具有較大的變異性,部分GJB2基因突變者的聽(tīng)力損失并不是先天性的,此研究為病例回顧性分析22,23,無(wú)法確認(rèn)這些病例的聽(tīng)力在新生兒時(shí)期是確鑿的完全正常還是亞臨床表現(xiàn)。因此,建立GJB2基因突變的全面的表達(dá)圖譜成為首要的工作。盡管目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)GJB2基因具有100多種突變,在多數(shù)人群中,35delG突變?cè)谒兄虏⌒酝蛔冎兴急嚷蕝s高達(dá)70%24。在中國(guó)常見(jiàn)的突變形式則為235delC,在致病性突變中占74.14%25。
大多數(shù)遺傳性聽(tīng)力損失由單個(gè)基因突變導(dǎo)致,小部分聽(tīng)力損失與兩個(gè)互不相關(guān)基因的突變間的相互作用有關(guān),并且這類聽(tīng)力損失的數(shù)量在逐漸增加。例如DFNB1型聽(tīng)力損失可以由GJB2基因的兩個(gè)突變導(dǎo)致,也可由位于GJB2基因附近的GJB6基因的兩個(gè)突變導(dǎo)致,甚至是兩個(gè)分別來(lái)自于GJB2和GJB6基因的突變也可導(dǎo)致DFNB1型聽(tīng)力損失24]。GJB6基因與GJB2基因相似,其編碼基因connexin30同樣表達(dá)于耳蝸,可與connexin26的亞單位一起構(gòu)成異側(cè)的縫隙連接蛋白通道,揭示了GJB2和GJB6兩基因突變共同作用導(dǎo)致聽(tīng)力損失的分子病理機(jī)制。
而對(duì)于GJB2基因雜合的耳聾患者聽(tīng)力損失的發(fā)生機(jī)制的解釋來(lái)自于聾人之間的互相婚配,這種婚配是以手語(yǔ)進(jìn)行交流的耳聾患者的顯著特征,這種現(xiàn)象可以延續(xù)數(shù)代,因此導(dǎo)致與耳聾相關(guān)的各種罕見(jiàn)基因突變頻率較隨機(jī)婚配明顯升高。罕見(jiàn)耳聾基因頻率在古代耳聾人群中的傳遞導(dǎo)致基因頻率的增加,同時(shí)使顯性遺傳性基因?qū)е碌亩@發(fā)病率也相應(yīng)增加,而合并攜帶GJB2基因突變幾率也相應(yīng)增加,因此,也許可以解釋GJB2基因雜合的耳聾患者也可以表現(xiàn)為聽(tīng)力損失。
那么,導(dǎo)致GJB2基因突變性耳聾高發(fā)的原因可能包括如下幾方面:頻發(fā)突變的存在、人口的薄弱環(huán)節(jié)、雜合優(yōu)勢(shì)以及始祖效應(yīng)(起源于同一個(gè)祖先)等等26]。最近研究顯示,聾啞人群遺傳適合度(生殖能力)的增加(開(kāi)始于400年前手語(yǔ)在西方社會(huì)的介入)與語(yǔ)言選擇的同型交配(依據(jù)交流方式選擇配偶,大約開(kāi)始于殘疾兒童寄宿學(xué)校的建立)相結(jié)合導(dǎo)致了GJB2相關(guān)性耳聾在200年前的美國(guó)大地上成倍增加27。計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)研究顯示這一機(jī)制會(huì)導(dǎo)致人群中最常見(jiàn)的隱性遺傳性耳聾基因GJB2優(yōu)先傳遞,這個(gè)機(jī)制能夠很好的解釋在15000-200000年前,自人類語(yǔ)言相關(guān)的第一個(gè)基因出現(xiàn)后,其在人類進(jìn)化史上的有一個(gè)異常加速積聚的過(guò)程28。因此,在實(shí)行新生兒聽(tīng)力篩查監(jiān)控時(shí),人們忽略或者是沒(méi)有意識(shí)到遺傳累積現(xiàn)象的存在,這有可能使我們?cè)?jīng)非常自信的聽(tīng)力篩查“通過(guò)”一詞顯得缺少了力量,因?yàn)?,這個(gè)通過(guò)的新生兒很可能是GJB2的純合或雜合突變者,他或她隨后還會(huì)出現(xiàn)聽(tīng)力問(wèn)題!
藥物的耳毒性是導(dǎo)致語(yǔ)前聽(tīng)力損失的一個(gè)重要的環(huán)境與遺傳互作因素。在美國(guó),耳毒性藥物相關(guān)的聽(tīng)力損失患者中,10%的具有12SrRNA基因1555G突變,該突變可以增加耳蝸對(duì)氨基糖甙類藥物的敏感性29]。美國(guó)語(yǔ)前聽(tīng)力損失患者中,1555G突變患者的發(fā)病率約為1/20000-1/40000。在西班牙,1555G突變與15-20%的家族性非綜合征型聽(tīng)力損失有關(guān),許多年老的家族成員即使沒(méi)有使用氨基糖甙類藥物也可發(fā)生因此突變導(dǎo)致的聽(tīng)力下降30]。在中國(guó),藥物性耳聾的發(fā)病率超出了原有的想象,在一系列的文章報(bào)道中,發(fā)現(xiàn)在門診散發(fā)的耳聾患者中的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)約5%的患者是由于12SrRNA 1555G突變導(dǎo)致的,而在聾啞學(xué)校這樣一個(gè)特殊群體,則高達(dá)12%的患者是由于12SrRNA 1555G突變接觸氨基糖甙類藥物而致聾31。同時(shí)在中國(guó)群體中還發(fā)現(xiàn)了12SrRNAC1494T突變與藥物性耳聾的關(guān)系,目前至少已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了三個(gè)大的家系是由于這個(gè)突變導(dǎo)致的32,33。因此,藥物性耳聾導(dǎo)致的聽(tīng)力損失,如果不應(yīng)用分子手段篩查很難提前發(fā)現(xiàn)和預(yù)知。
在各種綜合征中,Pendred綜合征相對(duì)較常見(jiàn),遺傳方式為常染色體隱性遺傳,其耳聾的發(fā)病多在新生兒期或幼年時(shí)期。Pendred綜合征患者的另一臨床特征——甲狀腺腫大是由于甲狀腺細(xì)胞碘運(yùn)輸障礙造成的,這一臨床特征的出現(xiàn)多在青春期或成人期。因此,青春期的甲狀腺腫和幼年的聽(tīng)力損失即成為Pendred綜合征的典型特征34。Pendred綜合征患者的耳蝸存在結(jié)構(gòu)異常,可表現(xiàn)為Mondini畸形或前庭水管的擴(kuò)大。部分患者單純表現(xiàn)為前庭水管擴(kuò)大合并耳聾,而無(wú)甲狀腺腫的表現(xiàn)35。研究表明Pendred綜合征的病人在SLC26A4基因檢測(cè)時(shí)常帶有兩個(gè)突變位點(diǎn),而61%的單純前庭水管擴(kuò)大患者僅帶有單個(gè)突變,這一點(diǎn)提示在1.7%的SLC26A4基因突變攜帶者中,超過(guò)30%的人都可能具有發(fā)病的危險(xiǎn)36。同時(shí)也表明,在這些單純前庭水管擴(kuò)大患者中,可能存在其他基因的突變與SLC26A4基因的單個(gè)突變相互作用37。最近的研究顯示,在810名感音神經(jīng)性耳聾的患兒中,20.8%的患兒表現(xiàn)為前庭水管擴(kuò)大并感音神經(jīng)性聾,理論上講,這些患兒出生后即有癥狀,然而這些癥狀發(fā)現(xiàn)的平均年齡卻為5.8歲38??梢酝茰y(cè),他們之中至少1/3,即約7%的患兒表現(xiàn)為語(yǔ)前聽(tīng)力損失,若當(dāng)時(shí)進(jìn)行早期檢測(cè)和干預(yù)的話這些患兒會(huì)大大受益。
本文作者趙亞麗等39對(duì)101個(gè)大前庭水管的家庭-107名患者(包括95例前庭水管擴(kuò)大單一患者家系和6例雙患者家系)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,揭示97.2%的患者的發(fā)病在學(xué)齡前,73.3%的患者表現(xiàn)為重度-極重度感音神經(jīng)性或混合性聽(tīng)力損失,69.1%的患者具有低頻氣骨導(dǎo)差。在6例雙患者家系中,12名患者均檢測(cè)到雙等位基因的突變, 共檢測(cè)到6種突變類型,包括3種國(guó)際上尚未報(bào)道的突變(G209E、E303Q和1746delG,1746delG在單一患者家系也有發(fā)生)和3種已報(bào)道突變(IVS7-2A>G、H723R、N392Y)。在95例單一患者前庭水管擴(kuò)大家系的患者中,97.9%(93/95)的具有該基因的突變,其中雙等位基因突變、單等位基因突變、無(wú)突變者分別占88.4%(84/95)、9.5%(9/95)和2.1%(2/95)。研究中共發(fā)現(xiàn)38種突變類型,包括23種新的突變E37X、P76L、T94I、P112S、349delC、387delC、G197R、G204V、D271G、916_917insG、G316X、N392S、Q421P、K440X、Q446X、Q514X、I529S、S532R、N558I、D573Y、1746delG、V659L、R685I;15種曾經(jīng)報(bào)道的突變:K77I、M147V、IVS7-2A>G、A387V、N392Y、1181_1183delTCT、R409H、T410M、S448X、S448L、IVS14+1G>A、IVS14-1G>C、IVS15+5G>A、L676Q、H723R。這些突變位點(diǎn)遍布于除外顯子1、9、20、21之外的17個(gè)外顯子,其中較易突變的區(qū)域包括外顯子8、19、10、15和17。位于外顯子8側(cè)翼序列的IVS7-2A>G 是此人群特異性常見(jiàn)的突變位點(diǎn),其在所有突變體中約占57.63%(102/177),75/95個(gè)家系發(fā)生了此種突變,占78.9%;其次為外顯子19上的H723R,約占16.8%。SLC26A4基因突變及雙等位基因突變的高發(fā)性、SLC26A4基因突變的多樣性及中國(guó)前庭水管擴(kuò)大患者SLC26A4基因特有突變,常見(jiàn)突變、常見(jiàn)突變區(qū)域的特異性構(gòu)成了中國(guó)前庭水管擴(kuò)大患者富有特色的SLC26A4基因突變譜。
另外對(duì)159名重度感音神經(jīng)性耳聾患者的基因檢測(cè)中,發(fā)現(xiàn)33名患者檢測(cè)到了SLC26A4基因的突變,約占20.8%,包括雙等位基因突變者21名,單等位基因突變者12名。趙亞麗的研究首次完成了我國(guó)分布于16個(gè)省市的107名前庭水管擴(kuò)大患者的SLC26A4基因全序列檢測(cè),提出了97.9%的患者具有該基因的突變的理論,為目前國(guó)際上突變率最高的報(bào)道。并初步繪制了前庭水管擴(kuò)大相關(guān)基因SLC26A4在中國(guó)人群的突變圖譜:發(fā)現(xiàn)了存在于中國(guó)人群SLC26A4基因的40種突變,描述了25種國(guó)際上尚未報(bào)道的突變。研究還發(fā)現(xiàn)了SLC26A4基因的五個(gè)突變熱點(diǎn)區(qū)域,分別為:外顯子8、19、10、15和17,幾乎每位患者至少有一個(gè)突變體位于這一區(qū)域。
遺傳學(xué)的研究和分子流行病學(xué)的數(shù)據(jù)使我們認(rèn)識(shí)到遺傳基因在維護(hù)聽(tīng)力健康和發(fā)現(xiàn)聽(tīng)力異 常中的重要性。那么,對(duì)于遲發(fā)型聽(tīng)力損失,則新生兒的聽(tīng)力篩查似乎就更顯得無(wú)能為力了。對(duì)于這些遲發(fā)性的以及處于亞臨床癥狀的語(yǔ)前聽(tīng)力損失患者的最佳檢測(cè)方法是對(duì)所有新生兒的血斑進(jìn)行遺傳學(xué)的分子篩查,以便發(fā)現(xiàn)這些人是否具有引起遲發(fā)性聽(tīng)力損失的高危病因,若有則將這些新生兒列為持續(xù)聽(tīng)力監(jiān)測(cè)的對(duì)象。GJB2基因和A1555G突變相關(guān)性聽(tīng)力損失的分子檢測(cè)容易開(kāi)展。而SLC26A4基因較大,具有21個(gè)外顯子,但如若對(duì)幾個(gè)熱點(diǎn)突變所在外顯子進(jìn)行檢測(cè)的話,Pendred綜合征或大前庭水管綜合征患者中70%的雜合子以及90%的純合子可以被發(fā)現(xiàn)。如果對(duì)所有新生兒進(jìn)行遲發(fā)性聽(tīng)力損失相關(guān)的三個(gè)基因(GJB2、SLC26A4及A1555G、1494T突變)進(jìn)行檢測(cè),再加上對(duì)巨細(xì)胞病毒感染的檢查,那么這些新生兒中具有遲發(fā)性聽(tīng)力損失的高危兒中,60%可在新生兒期做到癥狀前診斷,也因此檢查使先天性聽(tīng)力損失患兒中至少40%的可以明確病因。這是一個(gè)令人鼓舞的數(shù)據(jù)和具有很好前景的革命性工作。
但是,我們必須清楚地意識(shí)到,單純應(yīng)用分子檢測(cè)來(lái)診斷遺傳性聽(tīng)力損失是不可行的,因?yàn)榉肿訖z測(cè)結(jié)果中存在眾多的不確定和難以解釋的因素。然而,將聽(tīng)力篩查和基因篩查聯(lián)合應(yīng)用作為早期發(fā)現(xiàn)處于語(yǔ)前聽(tīng)力損失或遲發(fā)型高?;純旱姆椒ǎ强涨白顬橛辛Φ暮Y查策略40。
三.關(guān)于在新生兒聽(tīng)力篩查中注入基因篩查理念的必要性
根據(jù)聾病遺傳學(xué)研究的進(jìn)展和分子流行病學(xué)研究提供的數(shù)據(jù),本文作者認(rèn)為在新生兒聽(tīng)力篩查理念中注入基因篩查具有極其的必要性。那么,什么是新生兒聾病易感基因篩查?作者認(rèn)為新生兒聾病易感基因篩查是指在廣泛開(kāi)展的新生兒聽(tīng)力篩查的基礎(chǔ)上融入聾病易感基因分子篩查的理念,在新生兒出生時(shí)或出生后3天內(nèi)進(jìn)行新生兒臍帶血或足跟血采集來(lái)篩查聾病易感和常見(jiàn)基因,策略上亦包括普遍人群篩查和目標(biāo)人群篩查。新生兒聾病易感基因篩查的提出是基于十余年來(lái)新生兒聽(tīng)力篩查實(shí)施模式的經(jīng)驗(yàn)積累,遺傳性耳聾基因?qū)W研究的快速進(jìn)展,大規(guī)?;诓煌N族的聾病分子流行病學(xué)的研究以及聾病基因診斷的開(kāi)展和技術(shù)的日臻完善。
為什么要進(jìn)行新生兒聾病易感基因的篩查? 2006年,美國(guó)的一份研究報(bào)告以及我們逐漸發(fā)現(xiàn)遲發(fā)型聽(tīng)力減退患兒的幾率逐漸攀升的現(xiàn)象使我們不得不動(dòng)搖了我們最初為患兒得出的“聽(tīng)力篩查正常通過(guò)”的結(jié)論。Norris 等[7]人在2006年報(bào)道了9名于1994至2002年間出生于亞利桑那州、愛(ài)達(dá)荷州、伊利諾州、密蘇里州、北卡羅來(lái)納州、賓夕凡尼亞州、德克薩斯州及弗吉尼亞州的患兒,包括在Gallaudet大學(xué)研究院實(shí)施的“兒童和青少年耳聾及聽(tīng)力困難年度調(diào)查”中所確認(rèn)的先證者。這9名兒童均接受了采用標(biāo)準(zhǔn)聽(tīng)力學(xué)技術(shù)的聽(tīng)力篩查,并且通過(guò)了新生兒聽(tīng)力篩查,有4例最初采用OAE篩查,3例采用ABR篩查,另外2例我們無(wú)法確認(rèn)其所用的(新生兒)篩查方法。然而在12-60個(gè)月之間被確診為耳聾。9例中3例為GJB2基因的復(fù)合雜合突變,6例為35delG純合突變。所鑒定出的3種非35delG的突變分別為312del14、delE120及V37I。35delG和312del14為截短突變,而delE120和V37I為非截短突變。既往有研究提示上述兩種截短突變(純合子)較一種截短突變合并一種非截短突變的復(fù)合雜合突變將會(huì)導(dǎo)致更為嚴(yán)重的表型41。這項(xiàng)研究報(bào)告數(shù)據(jù)清楚地說(shuō)明,攜帶GJB2基因突變的兒童并非總是能夠通過(guò)新生兒期傳統(tǒng)的篩查方法來(lái)鑒別,這可能與診斷耳聾的標(biāo)準(zhǔn)有關(guān),也可能是由于耳聾確實(shí)為遲發(fā)性。所以,除非出生后同時(shí)進(jìn)行分子水平的篩查,否則很難將這兩種可能鑒別開(kāi)來(lái)。
我們?cè)倩仡櫼幌旅绹?guó) “新生兒聽(tīng)力篩查中能發(fā)現(xiàn)GJB2基因突變型耳聾患兒?jiǎn)??GJB2致聾的外顯率” 這份研究報(bào)告7。在報(bào)告中,作者根據(jù)各州的出生檔案統(tǒng)計(jì),1994-2002年八個(gè)州共計(jì)出生嬰兒1,156,924名。如果假定嬰幼兒中重度至極重度耳聾的發(fā)生率為1/1000,而其中有20%的病例是由縫隙連接蛋白突變導(dǎo)致的話,則調(diào)查期間共計(jì)將有231例病例出現(xiàn)。如果我們的調(diào)查范圍包括這些年來(lái)各州不完全外顯的每一個(gè)病例,則出生后(耳聾)不完全外顯的發(fā)生率約為3.8%(9/231)。由于我們無(wú)法鑒定出這些州中所有的不全外顯的病例,我們只能得出出生后(耳聾)不完全外顯的發(fā)生率要高于3.8%的結(jié)論。顯然,對(duì)于患有非綜合征型耳聾的嬰兒或者兒童,即使新生兒聽(tīng)力篩查的結(jié)果在正常范圍內(nèi),診斷上仍不能排除GJB2型耳聾的可能。 因此,基于美國(guó)學(xué)者的研究,結(jié)合文獻(xiàn)的報(bào)道,可以清楚地看到并非所有帶有GJB2致病突變的嬰兒出生后就會(huì)出現(xiàn)耳聾。若要了解其具體發(fā)生的情況,則需進(jìn)行新生兒聽(tīng)力篩查同時(shí)合并耳聾相關(guān)基因的分子篩查并且進(jìn)行長(zhǎng)期跟蹤隨訪的前瞻性研究。
國(guó)內(nèi)的研究也為我們這個(gè)新理念的提出提供了強(qiáng)有力的證據(jù)。我們知道除了GJB2基因突變與遲發(fā)型進(jìn)行性聽(tīng)力減退相關(guān)之外,線粒體12SrRNA1555G,1494T 以及SLC26A4基因的突變患者在出生之時(shí)未必表現(xiàn)出聽(tīng)力損失,而是在接觸藥物和頭部震蕩外傷后出現(xiàn)聽(tīng)力損失。本文作者研究小組對(duì)101個(gè)大前庭水管的家庭進(jìn)行研究揭示,患兒的父母均為隱性攜帶者,正是父母雙方具有隱性基因的攜帶導(dǎo)致他們?cè)杏艘粋€(gè)基因突變體的患兒。而這些父母曾經(jīng)均為新生兒,在他們從新生兒到成人階段沒(méi)有任何概念了解自己攜帶有導(dǎo)致耳聾的基因。當(dāng)家有聾兒的時(shí)候,他們則非常的希望如果早有預(yù)知,則可以有效的避免。同樣對(duì)于耳毒性藥物敏感基因攜帶者,則有太多的實(shí)例說(shuō)明早期的預(yù)知是多么的重要。我們對(duì)大規(guī)模的聾病人群的分子流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)散發(fā)耳聾患者的線粒體12SrRNA1555G發(fā)生率在5%左右,而聾啞學(xué)校的發(fā)生率高達(dá)12%。如果按照我國(guó)聽(tīng)力殘疾人數(shù)2780萬(wàn)計(jì)算(2006年第二次殘疾人普查),其中5-12%的人群是由于線粒體12SrRNA1555G突變導(dǎo)致的,那么我們保守估計(jì)約有139-333萬(wàn)聾啞兒童可以避免厄運(yùn)的降臨。而在2780萬(wàn)聽(tīng)力殘疾者中約9%是由于SLC26A4基因突變導(dǎo)致的,那么將有250萬(wàn)的聾啞兒童可以了解病因,監(jiān)控聽(tīng)力狀況,避免突發(fā)的永久性的聽(tīng)力損失。如果在2780萬(wàn)聽(tīng)力殘疾者約20%是由于GJB2基因突變導(dǎo)致的,那么將有556萬(wàn)聾啞兒的病因被查明。我們可以綜合計(jì)算一下,2780萬(wàn)聽(tīng)力殘疾者他們?cè)?jīng)均是新生兒,如果在新生兒期對(duì)他們進(jìn)行聽(tīng)力篩查和三個(gè)基因的分子篩查,可以發(fā)現(xiàn)945-1139萬(wàn)患兒,他們可以通過(guò)避免藥物的接觸,避免外傷和在早期發(fā)現(xiàn)聽(tīng)力損失而進(jìn)行有效的干預(yù)來(lái)有效地降低我國(guó)聾啞人群的發(fā)病率。更為重要的是我們還可以發(fā)現(xiàn)大量潛伏的耳聾基因攜帶者!這些潛伏的耳聾基因攜帶者,他們擁有正常的聽(tīng)力,但是線粒體基因突變的攜帶者可以通過(guò)母親將突變傳遞給患兒,GJB2和SLC26A4基因突變的攜帶者,在婚配時(shí)有25%的幾率孕育聾兒。還有GJB2基因不完全外顯的攜帶率,在美國(guó)初步為3.8%。那么我們?cè)儆?jì)算一下,在我國(guó)每年約有2000萬(wàn)新生兒出生,每年新增3萬(wàn)聾兒,他們可以通過(guò)聽(tīng)力篩查發(fā)現(xiàn)。而聽(tīng)力正常者三個(gè)基因的綜合攜帶率在5%左右(保守估計(jì)),每年則可以發(fā)現(xiàn)100萬(wàn)的耳聾基因攜帶者。因此,新生兒聽(tīng)力篩查的目標(biāo)希望做到聾而不啞,而融入聾病易感基因篩查則可以做到在全社會(huì)范圍內(nèi)有效減少聾兒的出生,有效咨詢耳聾基因的攜帶者使他們?cè)杏粋€(gè)聽(tīng)力正常的新生兒。
四.關(guān)于開(kāi)展新生兒基因篩查的可行性
盡管特異性的基因異常是語(yǔ)前聽(tīng)力損失最常見(jiàn)的病因,盡管特異性基因檢測(cè)可檢測(cè)的基因越來(lái)越多,盡管得到專業(yè)組織42和新生兒聽(tīng)力聯(lián)合委員會(huì)推薦43,在大多數(shù)篩查項(xiàng)目中,尚未將系統(tǒng)的遺傳學(xué)評(píng)估和咨詢作為對(duì)已確診為聽(tīng)力損失的新生兒的常規(guī)處理方法。不久的將來(lái),已日漸成熟的DNA芯片技術(shù)對(duì)多個(gè)基因及突變的檢測(cè)技術(shù)將運(yùn)用于分子診斷。當(dāng)綜合征型耳聾可以通過(guò)臨床表現(xiàn)確診時(shí),基因篩查則局限于引起該綜合征的相應(yīng)的突變的檢測(cè)。盡管對(duì)個(gè)別突變或新的突變存在難以解釋的現(xiàn)象,但陽(yáng)性檢測(cè)結(jié)果可以確信是高度精確的。陰性結(jié)果不能排除其他特別疾病或其他基因相關(guān)性耳聾的診斷?;驒z測(cè)過(guò)程中由于采用僅對(duì)耳聾相關(guān)基因編碼區(qū)進(jìn)行測(cè)序的方法,位于非編碼區(qū)的調(diào)節(jié)突變作為致病基因或危險(xiǎn)因素的可能性是不能排除的。除此之外,對(duì)于檢測(cè)結(jié)果中雜合現(xiàn)象的解釋也存在一定困難。然而目前令人振奮的是,正在推行的超低價(jià)格的全基因組DNA測(cè)序(所謂的1000美元基因組測(cè)序項(xiàng)目44)的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)時(shí),如上所述的大多數(shù)模糊概念可迎刃而解。盡管目前存在一定的局限性,對(duì)于診斷為聽(tīng)力損失的全部新生兒進(jìn)行分子診斷的項(xiàng)目仍在全球范圍內(nèi)日益擴(kuò)大,并將成為聽(tīng)力保健的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),代表著對(duì)耳聾新生兒臨床診治上的重大進(jìn)步!
那么,如何開(kāi)展新生兒聾病易感基因篩查?作者認(rèn)為在廣泛開(kāi)展的新生兒疾病篩查中融入聾病易感基因篩查的理念并加以廣泛的推廣和應(yīng)用雖然具有挑戰(zhàn)性和艱巨性,但是具有可行性。因此要從目前已經(jīng)成熟的新生兒聽(tīng)力篩查網(wǎng)絡(luò)以及篩查流程中得到借鑒,從點(diǎn)滴做起,做到對(duì)專業(yè)人員、各婦幼保健院和承擔(dān)助產(chǎn)工作的醫(yī)療單位進(jìn)行宣教、知情同意、篩查策略、篩查模式和遺傳咨詢和干預(yù)手段等各個(gè)環(huán)節(jié)的宣教和方案的實(shí)施。在進(jìn)行新生兒聾病易感基因的篩查時(shí),最為重要的應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是在新生兒聽(tīng)力篩查的基礎(chǔ)上進(jìn)行的聾病易感基因的普遍篩查,不是基因診斷?;蚝Y查的結(jié)果報(bào)告形式也是以“通過(guò)”和“未通過(guò)”來(lái)表示。對(duì)于聽(tīng)力篩查通過(guò)而基因篩查“未通過(guò)”的個(gè)體要進(jìn)行進(jìn)一步的基因診斷和遺傳咨詢以及聽(tīng)力學(xué)監(jiān)控和隨訪;對(duì)于聽(tīng)力篩查“未通過(guò)”而目前常見(jiàn)的易感基因篩查“通過(guò)”的則仍然要進(jìn)行進(jìn)一步的聽(tīng)力學(xué)診斷和基因診斷;對(duì)于聽(tīng)力篩查和基因篩查均通過(guò)者進(jìn)入目前成熟的聽(tīng)力篩查流程,但是不排除其他基因?qū)е碌倪t發(fā)性聽(tīng)力減退的情況,隨著科學(xué)的進(jìn)步,篩查的流程還要不斷的完善。因此,在開(kāi)展此項(xiàng)工作中涉及到廣泛的宣教工作;系統(tǒng)的篩查流程的建立和運(yùn)行;熟練的技術(shù)操作人員的培訓(xùn);樣品輸送和申請(qǐng)報(bào)表的填寫、篩查結(jié)果的上傳和統(tǒng)計(jì)、匯報(bào)、匯總;篩查結(jié)果的遺傳咨詢;人員的培訓(xùn);行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的制定等一系列工作。因此,作者認(rèn)為新生兒聾病易感基因篩查-多中心合作呼之欲出,進(jìn)行以新生兒聽(tīng)力篩查為基礎(chǔ)的新生兒聾病易感基因篩查。為有效降低我國(guó)耳聾發(fā)病率從新生兒聾病篩查做起,在未來(lái)的20-30年后真正實(shí)現(xiàn)聾啞發(fā)病率和發(fā)病人群大幅度降低的目標(biāo)。
總而言之,新生兒聽(tīng)力篩查在世界范圍內(nèi)的普遍推廣取得了令人震驚的成績(jī),是一場(chǎng)健康與保健界的革命。這一項(xiàng)目之所以能成功開(kāi)展得益于篩查標(biāo)準(zhǔn)的建立,異常篩查結(jié)果的迅速確診,聽(tīng)力損失病因?qū)W分析的介入以及遲發(fā)型語(yǔ)前聽(tīng)力損失高危新生兒的盡早確診。通過(guò)對(duì)所有新生兒進(jìn)行最常見(jiàn)致聾因素,包括遺傳因素和環(huán)境因素的檢測(cè),可以在新生兒出生不久即發(fā)現(xiàn)聽(tīng)力損失的原因,或者可以發(fā)現(xiàn)由于遺傳因素、環(huán)境因素、或其他可預(yù)防因素導(dǎo)致的遲發(fā)性語(yǔ)前聽(tīng)力損失。這場(chǎng)靜悄悄的革命正在醞釀,熱切希望每一位致力于新生兒聽(tīng)力篩查和聾病防治的同仁們?cè)缛占尤氲竭@場(chǎng)革命中,在思想和理論上得到升華,為推動(dòng)這場(chǎng)革命貢獻(xiàn)力量!