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缺失的遗传学效应范文1
[关键词] inv(9);不孕不育;关系;遗传学
[中图分类号] R711 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742(2016)09(b)-0025-03
[Abstract] Objective To study the relationship between the arm inversion [inv (9)] of the 9 chromosome and the infertility. Methods Convenient selection 450 cases of infertility patients in our department from January to December 2015 were selected as the research subjects. At the same time, select 420 cases of non infertility patients for genetic counseling as the control group. The peripheral blood lymphocytes were cultured on the peripheral blood lymphocytes of the patients, and the chromosome was prepared by G banding method. The two groups were compared of the detection rate of inv(9). Results The detection rate of inv (9) in the observation group was 4.44% higher than 1.90% in the control group, and the difference was statistically significant (χ2=4.50,P
[Key words] inv (9); Infertility; Relationship; Genetics
染色体结构改变可以产生临床效应,其中以染色体臂间倒位比较常见。染色体臂间倒位可发生于人体所有染色体,其是指一条染色体两处断裂,断裂点位于着丝粒的两侧,断裂的中间片段倒置180°与上下两段连接[1]。倒位区仅含有着丝粒及周围异染色质,不是黑色及基因结构的改变,属于平衡重排,对遗传物质的传递无影响。9号染色体臂间倒位inv(9)是目前发生率最高的一种类型,在普通人群中的发生率为1%~3%。有研究显示inv9与不孕、先天畸形、复发性流产等临床表现有关,但也有学者认为inv(9)是正常变异,本身不具有生理学效应[2]。该研究方便选取2015年1―12月该院收治的450例不孕不育患者于420例接受遗传学咨询的非不孕不育患者为研究对象,探讨inv(9)与不孕不育的关系。
1 资料与方法
1.1 一般资料
方便选取450例不孕不育的患者,设为观察组。纳入标准:①均知情同意参与该研究;②均符合不孕不育的诊断标准;③均为已婚夫妇;④病历资料完整、记录详细;⑤均进行染色体及不孕症的常规检查。不孕年限>2年。其中男274例,占60.9%;女178例,占39.1%。年龄22~45岁,平均(36.5±9.5)岁。另选取该院同期收治的进行遗传学咨询的420例非不孕不育患者作为对照组,纳入标准:①均知情同意参与本研究;②均为已婚夫妇;③无不孕不育史,因其他原因来我院进行遗传学咨询;④病历资料完整、记录详细;⑤均进行染色体及不孕症的常规检查。其中男218例,占51.9%;女202例,占48.1%。年龄21~42岁,平均(35.2±9.6)岁。
1.2 方法
对所有的患者进行9号染色体臂间倒位检测,具体方法为:均用一次性2.5 mL注射器抽取患者的外周血淋巴细胞2~3 mL,肝素抗凝,取380 μL无菌接种于5 mL淋巴细胞专用培养液中,置入恒温箱37℃培养72 h,终止培养前2 h加秋水仙素,阻断细胞的有丝分裂,终浓度为1.0 g /mL[3],后经低渗、固定、滴片、烤片,9号染色体臂间倒位检测用G显带和G显带技术,制备染色体G显带核型分析,大约在320~400条带水平,采用国联染色体自动识别图像系统成像。每例计数至少30个中期分裂相,G显带分析5个核型,若有异常者加倍计数与分析。根据人类遗传学国际命名体制(An International System for Human Cytogenetic Nomenclature,ISCN)对染色体核型进行命名和报告。
1.3 观察指标
比较两组患者inv(9)的检出率,将观察组、对照组各方面女性亚组、男性亚组,并进行性别组之间的相互比较。
1.4 统计方法
采用SPSS 15.0统计学软件分析数据,计数资料采用百分比表示,组间比较采用χ2检验,等级资料的比较采用轶和检验,以P
2 结果
2.1 两组患者inv(9)的检出率比较
观察组中有20例患者检测出inv(9),检出率为4.44%(20/450)。对照组中有9例患者检测出inv(9),检出率为1.90%(8/420)。观察组的inv(9)的检出率高于对照组,差异有统计学意义(χ2=4.50,P
2.2 两组患者各亚组inv(9)的检出率比较
观察组中男性亚组inv(9)的检出率高于女性亚组,但差异无统计学意义(P>0.05)。对照组中男性亚组组inv(9)的检出率与女性亚组差异无统计学意义(P>0.05)。观察组中男性inv(9)的检出率高于对照组男性组和对照组女性组,差异有统计学意义(P
3 讨论
不孕不育是一种比较常见的问题,近年来的发生率有逐渐上升的趋势。引起不孕不育的原因较多,明确原因,对症治疗是关键。染色体分析在不孕不育的诊断、预后判断中占有重要作用。9号染色体臂间倒位是一种比较常见的染色体畸变,具有家族性。近年来,随着遗传学的发展和检测方法的进步,关于9号染色体臂间倒位的报道日益增多。且有部分研究认为,9号染色体臂间倒位是导致不孕不育、死胎、习惯性流产的重要原因[4]。倒位产生的效应与倒位片段的大小有关。通常倒位越短,则重复和缺失的部位越长,配子和合子正常发育的可能性越小。这种情况下生殖异常的发生可能较小。反之,倒位越长,生殖异常的可能性越大[5]。但也有部分遗传学家认为9号染色体臂间倒位,不涉及基因结构的改变因此是一种正常变异[6]。就目前而言有关9号染色体臂间倒位是否具有临床遗传效应是个尚有争议的问题。
该研究选取450例不孕不育患者于420例接受遗传学咨询的非不孕不育患者为研究对象,进行外周血淋巴细胞培养,制备染色体,比较两组的inv(9)的检出率,结果发现,不孕不育组inv(9)的检出率为4.44%高于对照组的1.90%,差异有统计学意义(P
综上所述,不孕不育的患者与inv(9)的有一定的相关性,而且不孕男性的检出率高于女性。
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缺失的遗传学效应范文2
一、表观遗传学和表观遗传流行病学
近年研究表明,高等生命遗传信息的复杂性不仅在于基因组有更多的结构蛋白基因编码,还在于基因表达调控机制的复杂性。因此基因表达调控是现代分子生物学的核心。其主要探讨在不改变DNA序列的条件下改变基因的表达,这种改变不仅可以影响个体的发育,还可以遗传,因此表观遗传学(epigenetics)应运而生。表观遗传是指DNA序列未发生改变,而基因表达发生了可遗传的改变[1]。表观遗传改变从3个层面上调控基因的表达[2],
1.DNA修饰:DNA共价结合一个修饰基团,例如甲基基团(CH3),使具有相同序列的等位基因处于不同的修饰状态;
2.蛋白修饰:通过对蛋白进行修饰或者改变蛋白的空间构象来调控基因的表达,例如组蛋白乙酰化等;
3. 非编码RNA的调控:由非编码的RNA通过某些机制对基因转录或转录后进行调控,例如RNA干扰(RNA interference,RNAi)。
表观遗传学研究的内容非常广泛,涉及染色质重塑、DNA甲基化、X染色体失活和非编码RNA调控等[2],目前研究最充分的表观遗传改变是DNA甲基化。
表观遗传学被Feinberg[3]认为是现代医学的中心,这是因为其有助于解释个人的遗传背景、环境因素、老龄化和疾病发生之间的关系。表观遗传学可以完成这样的工作是因为虽然DNA序列没有发生改变,但是表观遗传状态在人的一生中和不同的组织中是不同的,并且随着细胞逐渐适应人体内部环境和外部环境的改变,表观遗传机制将会通过对基因表达的编程和再次编程过程将这些改变记录下来[3]。
对于人类疾病,表观遗传学认为那是由于正常表型可塑性被破坏的结果。表型可塑性是指同一基因型受环境的不同影响而产生的不同表型,是生物对环境的一种适应。表型的改变包括行为、生理、形态等[4]。第一个由表观遗传学机制引起的人类疾病的例子就是癌症。1983年,研究发现与同一个患者正常的粘膜组织相比,结肠癌细胞DNA存在全面的去甲基化改变[5]。去甲基化被认为可以导致癌症基因的异常活跃,同时引起遗传不稳定性和染色体重组[6]。接着在癌症抑癌基因的启动子上发现存在高度甲基化[7~9]。
流行病学是关于人群疾病的研究,而疾病表观遗传学的进步只能来源于一门新兴的交叉学科,即表观遗传流行病学[3]。目前对表观遗传流行病学还没有公认的定义,Waterland and Michels[10]认为表观遗传流行病学是研究疾病发生危险与表观遗传变异之间关联的科学,而Jablonka[11]认为暂时的,表观遗传流行病学可以被定义为“研究可遗传的表观改变对疾病发生和分布的流行病学分支”。表观遗传流行病学在传统的流行病学病例对照研究、暴露测量和风险评估上做了一些改进。其所增加的表观遗传测量和统计学上的革新,主要是为了解决某些表观遗传方式不符合孟德尔遗传定律的问题。例如,某些印迹基因,其等位基因表达与否与其是来自于父亲还是母亲有关,这需要新的模型分析技术。
在表观遗传流行病学领域进行的第一项研究,是由De Baun等[12]建立的一个以人群为基础的脐疝巨舌巨人症综合征,beckwithwiedemann syndrome,BWS)登记系统。BWS临床表现为胚胎和胎盘过度增长、正中腹壁缺陷、耳垂皱纹或耳轮小凹、新生儿低血糖症、Wilms瘤和其他胚胎肿瘤的发生危险增加,例如肾上腺皮质癌、胚胎性横纹肌肉瘤和肝母细胞瘤等。BWS是了解肿瘤表观遗传学的经典范例,因为它是由少数几个基因发生表观遗传改变而导致的罕见家族性疾病。DeBaun等[12]设计了一个BWS登记系统,由一组专家通过对临床症状、家族史资料和医院病历进行严格调查,最终获得了数百个BWS家庭。研究将BWS每个临床体征发生的危险与每个遗传缺陷联系起来,第一个遗传缺陷就是胰岛素样生长因子II(insulinlike growth factorII, IGF2)基因发生印迹丢失(loss of imprinting,LOI)的改变。IGF2是一个印迹的生长因子基因,正常情况下只有遗传自父亲的等位基因才会表达,但是在BWS中,来自父亲和母亲的等位基因都表达了。这项研究最重要的结果是,虽然只有大约15 %的BWS患者出现IGF2基因的LOI改变,但是该研究将癌症的发生与表观遗传改变特异的联系在一起[12]。这是第一个以人群为基础将表观遗传暴露与肿瘤的发生特异的结合起来的范例,从流行病学角度探讨表观遗传学改变导致人类肿瘤发生机制的实例[12]。同时研究还将其他的表观遗传改变与BWS其他表型联系起来,将长QT内含子转录子1基因(long QT intronic transcript1,LIT1)基因的印迹丢失和细胞周期素依赖性激酶(cyclindependent kinase inhibitor,P57KIP2)基因突变与过度增长和正中腹壁缺陷联系起来,将单亲二倍体本身与低血糖症联系起来[12]。
二、表观遗传流行病学假说
由于表观遗传流行病学是一门新兴的交叉学科,其学科定义、发展方向和基本理论受到其前身学科流行病学和表观遗传学的影响。流行病学的发展方向虽然不断扩展,但其根本的学科定义和基本理论已经相当成熟。而表观遗传学这个学科名称虽然已经沿用了大约60年,但是学科领域正在不断扩展,其学科定义的内涵比较大而外延还在不断延伸中。因此作为下游学科的表观遗传流行病学的理论也在不断更新。目前表观遗传流行病学有若干假说,但是这些假说之间关系究竟是何种关系,还有待于进一步验证,本文仅提出两个相对成熟的假说。
1.年龄相关性疾病和常见疾病遗传和表观遗传学假说:现代医学更多关注的是减缓或减轻衰老造成的结果,而不是逆转和消灭疾病,因为对人类所有组织和器官的功能将随着时间的推移而逐渐衰退。有人将衰老定义为在相当一段时间内的表型可塑性的缺失[2]。这种可塑性的缺失会使得一些与潜在的与遗传变异相关的疾病的作用被加强,表现为部分与年龄相关常见疾病的发生,例如心脏病、糖尿病等。但是什么导致了这种表型可塑性缺失?这种缺失与疾病易感性位点的DNA甲基化水平是否存在相互关联?
Bjornsson等[13]提出了一个模型,可以从表观遗传学角度回答上述问题,这就是常见疾病遗传和表观遗传学模型(common disease genetic and epigenetic model,CDGE)。这是一个疾病遗传易感性模型,同时包括一个表观遗传因素与其相互作用。环境因素作用改变了DNA和染色质上的表观遗传学标志,例如DNA甲基化依赖于从膳食摄入的蛋氨酸和叶酸,后二者都受到个体营养水平的影响。对小鼠的研究发现,降低膳食中蛋氨酸的水平,可以通过改变agouti基因的DNA甲基化水平而改变其毛发的颜色[14]。给大鼠简单地摄入低蛋氨酸水平的膳食,可以通过导致其DNA发生去甲基化的方式,诱导其更容易发生肝癌[15]。
在CDGE模型中,表观遗传学组还可以间接地与基因组相互作用。一些因素如DNA甲基化转移酶I和MeCP2蛋白是由基因表达产生,如果基因存在变异,可以通过影响DNA甲基化机器的保真度来影响疾病的易感性。这一机制来自新杆状线虫蠕虫实验。研究发现,遗传变异可以影响很多信号途径,这些途径似乎与编码染色质重塑的基因有关[16]。反过来,一些常见的DNA变异所编码的突变蛋白,如果由于表观遗传学原因没有被表达,也不会产生生物学作用。一个非常明显的例子是Rutherford和Lindquist[17]进行的果蝇实验,通过热休克。这一种外界刺激,可以提高果蝇表观遗传学的筛选能力,从而允许一些潜在突变基因表达的频率更高,但是对生物体本身不会产生严重影响。
对一组不同年龄的同卵双生子同胞的研究发现,提示与年轻的同胞对相比,年龄较大的同胞对个体之间表观遗传学标志物,例如DNA甲基化水平的不一致性更大[18]。但是,这项研究没有探讨同一个个体不同时期的表观遗传改变情况,所以我们不知道这是由于DNA甲基化水平的变化,还是他们本身就有差异。后来的一项研究没有发现DNA甲基化水平的变异与年龄之间存在相关,但是这项研究同样的也没有分析单个个体的甲基化水平是否随时间发生变化[19]。
CDGE提供了一个流行病学框架,通过这个框架将表观遗传学引入到疾病年龄相关易感性的遗传研究。在CDGE模型中,表观遗传学编码可以修正有害基因的效应或者受到异常环境因素的影响。因此,将表观遗传学引入到人类疾病的流行病学研究中,有助于解释基因组和环境因素之间的关系,还可以为疾病预防和治疗提供新的线索。
2.疾病和健康的发育源性假说:在近40年内,越来越多的流行病学研究提示胎儿宫内生长环境对其一生健康和疾病状况有着重要的作用。Forsdahl[20]首先通过队列研究发现,挪威40~69岁人群年龄调整心血管疾病(cardiovascular disease, CVD)死亡率与同一人群婴儿死亡率呈正相关关系。这一结果提示宫内环境因素决定了个体今后发生CVD的风险。随后Barker和Osmond[21]发现,在英格兰和威尔士,新生儿死亡率高的地区,成年人冠心病(coronary heart disease,CHD)死亡率也比较高,提示宫内环境是一个重要的中间变量。
在英国赫特福郡进行的一次回顾性研究发现,新生儿出生体重与CHD病死率之间存在负相关[22]。随后大量的研究结果都提示,新生儿低出生体重与心脏病[23]、高血压[24]、II型糖尿病[25]的发病危险增加有关,此外新生儿低出生体重还与异常的血糖胰岛素代谢[25]和血清胆固醇浓度[26]变化有关。
宫内环境除了与上述成年期慢性疾病发病危险增加有关,还有假说认为与成年期癌症的发生有关。1990年Trichopoulos[27]认为,乳腺癌的发生可能与个体胎儿时期宫内因素暴露有关。新生儿高出生体重与其今后发生乳腺癌的危险性增高有关[28,29]。此外,儿童白血病和癌也与新生儿高出生体重有关[30]。因此,有学者提出,胎儿在宫内暴露于较高的生长激素水平,可能会启动一些潜在的生物学机制,使得新生儿的出生体重和细胞增殖增加,为成人期发生心脑血管疾病、癌症和其他慢性病设定了相应的风险[29]。
不同的研究采用不同的观察终点都提示了胎儿早期宫内环境暴露与其今后的疾病状况存在关联。Lucas[31]用“编程”一词来描述在胎婴儿发育的关键或敏感时期,外界的刺激或伤害将对个体出生后造成永久的或长期的影响。Waterland和Garze[32]采用“代谢性印迹”来描述在生命的早期,胎婴儿在特定的敏感时期,对特定的营养水平的适应性反应,这种反应将会在该个体的成年期长期存在。此外代谢性印迹还提出宫内暴露和结局之间的关系是特异的和可测量的,并且可以用剂量反应关系或阈值关系来表示。
2004年,Lucas和Gluckman等[31~34]提出了人类健康和疾病的发育源性假说(developmental origins of health and disease,DOHaD),即在哺乳动物出生前和出生后发育的关键时期,营养和其他环境刺激将对哺乳动物的发育进程产生影响并且在代谢和慢性疾病易感性上引起永久的改变。尽管很多人群流行病学和动物模型实验数据支持这个假说,但是关于该假说的生物学机制目前还不清楚。Waterland等[10]认为要理解DOHaD的生物学机制,就需要对表观遗传学的定义有个清晰的界定,应当接受Jaenisch和Bird[35]关于表观遗传学的新定义,即表观遗传除了遗传基因表达的改变外,还应当包括遗传基因表达改变的可能性。这个定义上的微小改变是非常关键的,这样表观遗传不仅能遗传基因的表达情况,还可以将应对细胞外信号反应而改变基因表达水平的能力进行遗传。Waterland等[10]认为,不同的引起个体间表观遗传变异的因素都可以导致疾病的发生,除了遗传和表观遗传外,随机性也可以影响个体表观遗传调控的建立。在表观遗传机制建立和成熟过程中,环境刺激对出生前和出生后早期的表观遗传水平有着重要的影响,所产生的错误信息在以后的表观遗传复制中被不断积累,最终导致个体随着年龄的增长而表观差异变得越来越大,一些个体更容易发生疾病。
目前大多数关于DOHaD的人群流行病学研究,都是采用出生体重作为新生儿营养水平和宫内发育的标志,尽管出生体重的结果很容易获得,但是对宫内发育来说这个指标还比较粗,会受到很多因素的影响。今后需要采用一些能够反映代谢性印迹的分子生物学标志物对DOHaD假说进行研究。
三、表观遗传流行病学研究常用的指标
前面已经提及,表观遗传学涉及的研究内容非常广泛,目前研究最充分的是DNA甲基化水平的改变,这也是表观遗传流行病学最为常用的指标。DNA甲基化是一种可遗传的表观遗传改变,并且在基因的转录表达抑制、X染色体失活、基因印记和基因组稳定中发挥作用。异常的甲基化水平改变与许多疾病的发生有关,包括出生缺陷、肿瘤、糖尿病、心脏病和神经系统疾病[36]。甲基化反应通常发生在DNA序列中位于鸟嘌呤之前的胞嘧啶碱基上,后者通常被称为CpG双核苷酸。DNA甲基化是在DNA复制后形成,在胞嘧啶环的第5位碳原子上共价结合的一个甲基,从而形成甲基化胞嘧啶。发生这种表观遗传学改变的胞嘧啶占到了哺乳动物基因组总胞嘧啶数的5 %,并且这种改变虽然不是DNA序列的改变,但是可以遗传。DNA甲基化反应是由一组DNA甲基化转移酶(DNA methyltransferases,DNMTs)催化,并且利用S腺苷蛋氨酸(SAM)和DNA作为反应的底物。蛋氨酸、胆碱、叶酸和维生素B12可以直接的提供或者再生甲基单位,并且被证实可以影响DNA的甲基化水平[37]。
对于DNA甲基化的研究,目前有很多方法,黄琼晓等[38]将这些方法大致分为两类:一类是从DNMTs的角度,另一类是从DNA甲基化水平的角度进行研究,后者又分为全基因组甲基化水平和位点特异性甲基化水平。目前表观遗传流行病学较多采用全基因组甲基化水平作为指标。
由于叶酸可以作为一碳单位的载体参与蛋氨酸循环,为甲基化反应提供甲基单位[37],因此很多表观遗传流行病学研究开始探讨叶酸增补对甲基化水平的影响及与肿瘤发病危险之间的关系。例如Rampersaud等[39]的研究发现,叶酸缺乏会显著降低全基因组甲基化的水平。Pufulete等[40]研究发现,与安慰剂组相比,结肠癌病例每日增补400 μg/d叶酸可以使得白血球全基因组甲基化水平升高31 %,结肠粘膜组织细胞全基因组甲基化水平升高25 %。
除了DNA甲基化外,研究比较充分的表观遗传学改变还有染色质重塑,例如丝氨酸的磷酸化、赖氨酸的乙酰化和赖氨酸的泛素化等[3]。但是,目前这些指标在哺乳动物的研究还很少,因此还未被表观流行病学所利用。
四、表观遗传流行病学的未来研究方向
现在越来越多的研究围绕着疾病表观遗传学进行了更加深入的分析,包括全基因组分析和更大人群的研究。这些研究依赖于分析技术的发展,这些技术可以在上百万个位点深入评价表观基因组的变化。Feinberg[3]研究常见疾病,如精神分裂症和孤独症所采用的方法是基于全基因组高通量芯片的相对甲基化水平分析(comprehensive high throughout arraybased relative methylation analysis, CHARM)。该方法用于分析全基因组两百万个以上CpG双核苷酸位点。
表观遗传流行病学目前仍然存在很多待解决的问题,例如在人群研究和动物模型中应当收集怎样的科学信息?发生改变的表观遗传状态是否稳定?它们是通过生殖细胞传递的吗?如果是,这种表观遗传改变将会持续多少代人?这些表观遗传改变是否可以被逆转?等等[11]。尽管表观遗传流行病学非常复杂,但是作为一个新兴的领域,丰富了经典流行病学研究的内容,使我们对人类疾病的病因和分布情况有了更加深入的了解,最终可以帮助解释基因组和环境因素之间的关系,为疾病预防和治疗提供新的线索。
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缺失的遗传学效应范文3
1散发性CSVD与VaD相关的遗传学研究
流行病学研究证实,高血压、糖尿病、高脂血症、同型半胱氨酸血症、C反应蛋白增加、纤维蛋白原升高、吸烟、肥胖、呼吸睡眠暂停、长期慢性感染、卒中、反复发作的短暂性脑缺血发作和缺血性心脏病等是血管病变的危险因素,也是CSVD与VaD共同的危险因素?。对CSVD和VaD的危险因素进行遗传学研究,进而对其进行有效干预和一级预防对避免卒中和VaD具有重要意义。
基金项目:国家自然科学基金(1160472);广西科学研究与技术开发计划项目:(桂科攻1550054-5);柳州市科学研究与技术开发计划:(201F010401)11脂质代谢异常脂质代谢异常是CSVD和VaD的共同危险因素。分子遗传学研究发现,胆固醇从头合成的调节剂--固醇转录因子调节元件结合蛋白1等位基因携带者患痴呆的风险更高;在痴呆患者中,胆固醇"24S-羟化酶的水平有显著改变M。而在CSVD中,高胆固醇水平对于脑小血管的影响显而易见,其直接促成脑血管的脂质透明变性,进而引起脑的小血管病变M。
另外一个与痴呆相关的基因是载脂蛋白E4(apolipopro-teinE4,apoE4)的等位基因,它与其他风险因素协同作用直接影响CSVD。上海的一项调查研究证实,VaD患者apoE4出现的频率显著高于正常对照组6。另一项研究表明,apoE4的基因多态性与20%的VaD有关。一项关于中国人VaD与apoE4关联性的荟萃分析表明,apoE4基因多态性与中国VaD患者的发病相关,研究还指出apoE4的等位基因增加患VaD的风险,而apoE的等位基因有防止VaD的作用。
基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinase,MMPs)的功能是重构组织损伤和修复过程中的细胞外基质。目前为止,此家族有名成员与VaD相关。与VaD相关的MMP4基因启动子位于(1G/2G,-1607bp),由于鸟嘌呤的插入或缺失,致使2G等位基因和基因型的存在(2G2G和1G2G),进而增强转录相关基因的活性[1647]。研究表明,与AD患者及正常对照组相比,VaD患者脑脊液中MMP~9的水平明显升高,进一步分析发现,MMPs的三种启动子位点合并基因型能增强VaD的易患性。
12血管血压因素脑血管出血或梗死与患者的凝血功能息息相关,纤维蛋白原和凝血因子在其中扮演着重要角色。纤维蛋白原基因多态性基因型A与梗死风险相关,随着纤维蛋白原水平的升高,VaD的风险明显升高。研究表明,纤维蛋白原基因启动子A等位基因将增加腔隙性脑梗死的风险。在凝血因子MVal4Leu的多态性研究中,M的缬氨酸等位基因通过增加纤维蛋白的溶解阻力,增加血栓形成风险。凝血因子V、凝血酶原、纤维蛋白原、纤溶酶激活物 以及其他蛋白抑制剂与非遗传性小血管梗死和VaD的风险相关62。白细胞介素6和细胞间黏附分子1基因的多态性与缺血性脑梗死显著相关,其组合更增加了缺血性脑梗死的发生风险2。血管内皮型一氣化氮合酶有增加不完全皮质下梗死和VaD的风险。关于血管内皮型一氣化氮合酶基因型G94T和94TT的多态性研究表明,两者与亚甲基四氢叶酸还原酶(methylenetetrahydrofolatereductase,MTHFR)的C677TT多态性及血管紧张素转换酶的D/D基因型协同关联,增加缺血性脑梗死的风险,可与高血压、糖尿病、吸烟、酗酒等进一步产生协同效应。
血管紧张素转换酶的D/D基因型和MTHFR的C677TT基因型与不完全皮质下梗死及VaD的发病相关,认为其是脑白质病变的独立危险因素,与脑白质的改变以及认知功能衰退密切相关M。此外,MTHFR的C677TT基因型与血管紧张素转换酶的D/D基因型表现出协同效应。但目前关于血管紧张素转换酶D/D基因型与脑卒中及VaD的研究尚存在争议,这可能是由种族差异或其他协同因素造成的,也可能是样本量的问题。
1炎症与氣化应激因素同型半胱氨酸水平的升高可产生过多的活性氣并抑制一氣化氮合酶,进而造成血管功能障碍;同时同型半胱氨酸又促进脂蛋白a与纤维蛋白结合,产生自由基,促进低密度脂蛋白氣化,进一步导致卒中发作和VaD发生。
MTHFR是同型半胱氨酸代谢的主要酶类之一。MTHFRC677T的多态性与年轻患者的脑缺血相关,其TT型基因与无症状脑梗死及脑白质病变相关2。
血小板内皮细胞黏附分子1是白细胞跨内皮迁移的关键介质,其基因的多态性是冠状动脉疾病与血清血小板内皮细胞黏附分子1水平的共同风险因素,其水平的升高增加了脑梗死的风险,可能与VaD发病及再次加重相关。
谷胱甘肽-转移酶1具有抗氣化应激作用,其外显子4(Ala140Asp和Glu155Glu)是基因的两个错义突变。研究表明,谷胱甘肽-S-转移酶1Ala140Asp多态性降低了酶的活性,降低了抗氣化应激的作用,增加了脑梗死和VaD的易患风险。
14其他研究证实,新发现的17q25基因位点与缺血性卒中的白质高信号相关,特别是与rs994的多态性有关。同时此研究进一步说明,17q25单核苷酸的多态性与腔隙性脑梗死并无关联。虽然17q25基因位点与白质高信号有关,但并不是通过责任血管和小血管促进梗死发生,具体原因还未见相关报道。
最近的一项全基因组关联研究也未发现VaD与散发性CSVD间存在确定的遗传关联。研究表明,肿瘤坏死因子基因的启动子(C-770T的T序列和TTGAT)表达的降低可增加女性患VaD的易患性。非受体酪氨酸激酶SYK基因的内含子的rs290227多态性增加患VaD风险。对血小板白细胞C激酶底物同源性结构域B家族2成员的相关性研究也倾向于其对VaD有遗传易患性。
2单基因遗传性CSVD与VaD的遗传学研究
单基因遗传性CSVD主要有家族性淀粉样脑血管病(familialcerebralamyloidangiopathy,FCAA)、伴有皮质下梗死
和白质脑病的常染色体显性遗传性脑动脉病(cerebralautosomaldominantarteriopathywithsubcorticalinfarctsandleukoen-cephalopathy,CADASIL)、伴有皮质下梗死和白质脑病的常染色体隐性遗传性脑动脉病(cerebralautosomalrecessivearteri-opathywithsubcorticalinfarctsandleukoencephalopathy,CARA-
SIL)、伴视网膜病的遗传性小血管病、弥漫性躯体性血管角化瘤病等。
FCAA是一种因淀粉样蛋白积聚在血管壁导致的卒中和VaD,其至少包括以下几种类型:荷兰型,是由第21号染色体APP695基因的61位密码子发生了G-C的单一位点突变;冰岛型,位于20p112的CC基因外显子CTG突变为CAG,并存在限制性内切酶识别位点的缺失;此外还有Flemish突变、北极型突变、爱何华型突变等。散发性FCAA主要与载脂蛋白E基因、早老素基因、a抗糜蛋白酶基因、脑啡肽酶基因、Ap降解酶以及转录生长因子h等的基因突变有关。
CADASIL的致病基因是Notch基因,现已发现190多种Notch基因多态性与CADASIL有关。Notch基因位于表皮生长因子受体的串联重复区,其基因突变导致半胱氨酸残基的增益和损失,影响血管平滑肌功能和血管内环境的稳定,导致这些血管平滑肌细胞凋亡缺陷,影响微血管功能,继发神经元损伤。
CARASIL的主要症状与CADASIL相似,半数患者有卒中发作,而无卒中症状的患者主要表现为进行性脑功能损害,也可出现精神症状。研究表明,HTRA1基因突变与CARASIL
有关。
伴视网膜病的遗传性小血管疾病主要有种类型,其中遗传性视网膜病未见有痴呆病例报道;伴视网膜■肾病^卒中的遗传性内皮细胞病虽有卒中症状,但也未见痴呆病例报道;大脑视网膜血管病有卒中和痴呆症状。三者的致病基因均定位于p211~p21,属常染色体显性遗传。目前研究认为,伴视网膜病的遗传性小血管疾病致病基因位于p211~p21的DS157~DS564区域,具点尚未见报道。
弥漫性躯体性血管角化瘤病的临床症状几乎遍布全身各个脏器,在中枢神经系统表现为卒中、感觉性神经性耳聋以及VaD,其是一种性连锁遗传性疾病,是位于Xq22位点的a^半乳糖苷酶A基因突变,导致溶酶体X^半乳糖苷酶A功能缺陷,鞘磷脂GB在全身各个系统的血管异常表达。弥漫性躯体性血管角化瘤病的基因突变主要是a^半乳糖苷酶A的单错义突变、插入、重复和复合重整。
缺失的遗传学效应范文4
【关键词】性逆转综合征;男性不育:染色体;无精症;决定因子候选基因
Clinical analysis of diagnosis and the treatment of the males sex reversal syndrome with 46XXCHEN Liang1, FU Jie1, YU Li1, QI Wen1, PAN Hong1, CHEN Fei1, ZHANG Na1, WANG Sheng1, WANG Ling1, JU Huiyan1, XUE Qing1, HE Zhanju2, ZUO Wenli1, XU Yang1. 1. Medical Center of Reproductive and Genetics, Peking University First Hospital, Beijing 100034, China; 2.Department of Urology, Peking University First Hospital, Beijing 100034, China
【Abstract】Objectives: To better understand the diagnosis and treatment of male sex reversal syndrome with 46XX by analyzing the clinical cases. Methods: In 3 male infertile patients with 46XX, the expression of Sex-determining Region on the Y Chromosome (SRY) gene and 6 AZF sites on Y chromosome were detected by PCR. The level of serum sexual hormone was detected by chemiluminescence analysis, the quality of sperm was detected by semen analysis and the pelvic cavity was observed by color Doppler. Testicular tissue pathology was detected by immunohistochemistry. Results: The deletion of all the 6 AZF (abc) sites were found in the 3 male cases with 46XX, and the level of serum T was low but the level of FSH and LH was significantly increased. There was no sign of female internal genital organs. The expression of SRY gene was found in 2 patients and pelvic ultrasound demonstrated smaller bilateral testis. Otherwise, the expression of SRY gene was not found in the third patient and the appearance of sexual development was pseudohermaphroditism. The pathologic result of testicular biopsy demonstrated that the seminiferous tubule was atrophic with hyaline degeneration and there were no sperm cells and sperm. Conclusion: The dyszoospermia due to the AZF microdeletion and the expressive obstacle of SRY gene may be associated with male infertility in patients with 46XX. Male sex reversal syndrome with 46XX should be identified with hermaphroditism and pseudohermaphroditism clinically. Testosterone supplement therapy is conducive to improving the symptom of the deficiency of androgen. Prenatal diagnosis including the amniocentesis can provide helpful guide to investigate the expression of SRY.
【Key words】Sex reversal syndrome; Male infertility; Chromosome; Azoospermia; Sex-determining region on the Y chromosome (SRY)
【中图分类号】R698+2【文献标志码】A
男性性逆转综合征(sex reversal syndrome)是性别决定和分化异常导致的男性性腺性别与染色体性别不相符合的一类疾病,染色体核型多表现为46,XX,极少数男性患者表现为45,X。在性逆转综合征患者中,46,XX男性患者的发生率约为新生儿的1/20000[1-5],在临床上较为罕见,鉴别诊断困难,容易误诊。仅20%在儿童时期得到诊断,大部分患者因婚后不育就诊。多数患者表现为无精症及性腺功能减退,随着辅助生殖技术的开展应用,越来越多的无精症患者能有希望拥有遗传学意义的后代,但对于男性性逆转综合征伴发的原发性生精障碍患者生育仍是一个难题。同时,由于男性性逆转综合征的特殊性,特别是当患者得到明确诊断后,不能认清自己的真实性别,常常给其心理和婚姻带来诸多困扰。本文以3例男性性逆转综合征患者为例,对该类患者的临床诊疗进行分析。
1研究对象
3例均为我院生殖中心男科就诊的男性不育患者,年龄分别为26岁、27岁、30岁,结婚2~4年,婚后同居未避孕,女方未孕。
2研究方法
21常规分析
患者禁欲2~7d,取精,37℃温箱孵育液化后,按《WHO人类检查与处理实验室手册》(WHO,4版)进行常规分析。无精症的诊断为至少2次以上高速离心后沉渣镜检未见。
22血清性激素检查
采用酶联免疫法对患者血清中卵泡刺激素(FSH)、黄体生成素(LH)及睾酮(T)进行测定。
23外周血染色体核型分析
外周血淋巴细胞37℃培养72h,常规制片,G显带,染色计数30个细胞,分析5个细胞核型。异常者分析10个核型,均有两名遗传学家对核型分析的结果进行审核。
24Y染色体AZF微缺失检测
抽取患者外周血3mL,肝素抗凝,按血液基因组DNA提取试剂盒提供的方法进行操作。根据欧洲男科会议建议的六个STS位点进行Y染色体微缺失的分析,即:AZFa(SY84、SY86):AZFb (SY127、SY134):AZFc(SY254、SY255)。每次实验均设正常男性及空白对照。以所提取的基因组DNA为模板进行PCR扩增。扩增条件:95℃预变性5min,95℃变性30s,58℃退火30s,72℃延伸1min,30个循环,72℃延伸l0min。电泳检测:用2%琼脂糖凝胶电泳对扩增产物进行分析。
25B超检测
利用超声对患者泌尿及生殖系统进行探查。
3研究结果
31查体结果
3例患者均呈现男性性征发育不良,皮肤细腻,无明显胡须,声音尖细,稀少。2例患者外观及大小正常,阴囊外观正常,可触及小,均在4mL以下,质地较软。第3例患者外生殖器呈现尿道下裂,未触及,外生殖器外观见图1。
32分析结果
3例患者量都极少,少于03mL。至少两次常规分析高速离心沉渣未见。
33血清性激素结果
3例患者血清FSH和LH水平均显著上升,睾酮水平明显降低。见表1。
34染色体核型分析结果
均为46XX。
35Y染色体AZF微缺失检测结果
AZFa(SY84、SY86):AZFb (SY127、SY134):AZFc(SY254、SY255)6个位点均缺失,2例(外生殖器发育相对好)SRY阳性,1例(尿道下裂者)SRY阴性。
36盆腔探查结果
2例均为双侧小,前列腺、精囊腺发育不良,3例均未见子宫及附件等女性内生殖器组织。第3例在腹腔及腹股沟未探及。
37组织病理学结果
曲细精管横切面直径大小不一,大部分曲细精管萎缩,纤维组织增生、增厚,伴玻璃样变性;个别曲细精管内可见幼稚生精细胞,未见细胞及,灶性可见间质细胞。见图2。图2病理学结果
4讨论
46,XX男性性逆转综合征又称46,XX发育不良(testicular disorder of sex development),1964年由de la Chapelle等[1]首次报道,在男性新生儿中发病率约为1/20 000,患者染色体核型为46,XX,但表型为男性[2-5]。男性性逆转综合征的发生机制仍然不清,临床上鉴别诊断困难,容易漏诊及误诊,本研究对3例男性性逆转综合征进行了临床分析,为后续该类病例的诊疗提供了借鉴。
本研究3例男性性逆转综合征均因男性不育就诊,患者均为年轻育龄男性(分别为26、27及30岁),3例患者身高(155~160cm)均低于同龄正常男性,皮肤细腻,声音尖细,胡须及喉结不显,呈现男性第二性征发育不全,量少且无,有2例患者偏小但外形正常,男科体检发现患者小且质地软,不同于克氏症(46XXY)小而质硬的,本2例患者诉功能正常,能完成同房,可。第3例患者外生殖器呈现尿道下裂,不能站立排尿,未有阴囊外观,未触及,3例患者的核型分析为46XX。
关于男性性逆转综合征的发生机制目前还不明了。目前有几种可能的发生机制:YP-XP末端易位或性染色体与常染色体之间的易位,主要是指SRY基因阳性的患者而言;SOX基因家族的过度表达或缺失,以及参与性别决定的其他基因突变或缺失等。人类性别决定及分化非常复杂而精细,其中由Y染色体上的决定因子基因TDF(testis determining factor,TDF)控制的发育是控制性别向男性发育的中心环节,如果扰乱这个过程,就会导致性发育异常。近年来研究证实,SRY基因(sex-determining region of Y-chromosome)是TDF的最佳候选基因,SRY位于Yp1131,编码的活性蛋白通过对下游基因的转录调控使未分化的性腺发育为[6]。根据SRY基因的存在与否,男性性逆转综合征分为SRY阳性和SRY阴性两类,研究证实大约90%以上患者为SRY阳性,性逆转的机制可能与携带SRY基因的Y染色体片段易位到X染色体或者其他常染色体上所致。本文中2例患者均具备外观大致正常的外生殖器(及),SRY检测阳性,理论上讲,只有保留了完整的SRY基因,由未分化性腺向分化的过程才能完成。因此,本文中2例患者可以推论为SRY阳性。第3例患者合并尿道下裂等, SRY检测阴性,提示性别决定因子缺乏。
临床上,男性性逆转综合征需与真假两性畸形及克氏征进行鉴别,本文对3例该类患者的临床处理提供了有益借鉴。真两性畸形是指同一患者体内既具备又具备卵巢,需根据外生殖器解剖条件及患者意愿进行手术纠正,建立适当性别。本文中3例患者为男性外生殖器表观,盆腔B超显示精囊及前列腺存在,未发现子宫及卵巢等,但核型为46XX,呈现出男性性逆转综合征的“性腺性别与染色体性别不相吻合”的关键特征,故排除真两性畸形的诊断;男性性逆转综合征与女性假两性畸形(46XX)鉴别较为不易,因为二者均表现为第二性征男性化,性腺发育欠佳,但女性假两性畸形患者具备完整的子宫及卵巢附件,呈现性腺性别与遗传性别的一致性,在外观上由于各种原因呈现出某些男性性征,如肥大、外观类似短小的“”等等。本文中2例患者其外观及社会性别、心理性别均为男性,内外生殖器也为男性,有及组织,但核型为46XX,符合性逆转的诊断,排除女性假两性畸形的诊断。男性性逆转综合征与克氏征的鉴别主要通过核型分析,克氏征核型为47XXY,或者46XY/47XXY(嵌合型)。
男性性逆转综合征的生育难题值得继续探讨。本文中3例患者均因婚后不育而就诊,但均为无精症。男性性逆转综合征导致无精症/生精障碍的分子机制主要可能与AZF缺失有关,但不仅仅限于此。本文中3例患者AZF检测呈现a、b、c均缺失,提示Y染色体AZF不一定随SRY同步易位,其易位与否可能是随机的,在性别决定中并无特殊意义。但由于AZF在发生中有着重要作用, 因此AZF的缺失也是造成无精症及男性不育的一个重要原因[7-16],特别是对于AZFa缺失的患者。由于患者发育差,本文中3例患者的睾酮水平均显著降低,FSH及LH呈现反馈性显著升高,提示生精重度抑制及性腺功能低下。有1例患者在外院行活检,病理结果显示大部分曲细精管萎缩,纤维组织增生、增厚,伴玻璃样变性;个别曲细精管内可见幼稚生精细胞,未见细胞及,灶性可见间质细胞,提示生成障碍。对于这类患者可以补充雄激素补充治疗,维持性征及,心理治疗也必不可少。对于生育诉求,当前只能借助于供精人工授精或供精IVF。对于该类患者睾酮补充治疗是否能促动发生的临床经验极少,值得继续深入研究。
综上所述,男性性逆转综合征是罕见的导致男性不育的疾病,容易漏诊及误诊。本文通过3例患者的诊疗,梳理了男性性逆转综合征的临床诊疗思路及与真两性畸形、女性假两性畸形的鉴别要点。激素测定、核型分析、SRY及AZF检测、B超检查、性腺组织活检(必要时)、分析及规范的男科体检,是能正确诊断该类患者的必要措施。虽然目前多认为SRY与X染色体的易位可能是导致性逆转的机制之一,但仍有10%左右的男性性逆转综合征患者SRY基因呈阴性,因此,男性性逆转综合征的机制需继续深入探讨。对于成年男性,需补充雄激素,维持男性性征。对于青春期青少年患者,需及时做好心理治疗。对于该类患者的生育要求,无症患者可以通过AID或者供精IVF进行。睾酮补充治疗该类患者的临床经验尚需进一步积累。
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缺失的遗传学效应范文5
关键词 甲状腺癌 未分化 组织学
中图分类号:R736.1 文献标识码:A 文章编号:1006-1533(2016)06-0007-04
Pathological diagnosis of undifferentiated thyroid carcinoma
TANG Feng, DU Zunguo(1. Department of Pathology, Shanghai Jing ’an District Central Hospital, Shanghai 200040, China; 2. Department of Pathology, Huashan
Hospital of Fudan University, Shanghai 200040, China)
ABSTRACT Undifferentiated thyroid carcinoma (UTC) is one of the most aggressive malignant tumors with lower morbidity and higher mortality. UTC usually occurs in elderly female patients. Most cases present with a rapidly enlarging neck mass with local compressive symptoms and early metastases. The morphological features depend on admixture of three main histological patterns(spindle, giant and epithelioid cells)with marked pleomorphism and numerous mitoses. It shows sarcomatoid, epithelioid-squamoid or other rare variants changes. Tumor cells are usually immunoreactive for cytokeratin and PAX-8, but negative for thyroglobulin and TTF-1. The genetic changes include mutations of the key-points in signal pathway, aberrations of chromosomal regions, and modifications of epigenetic targets. It is widely accepted that UTC represents a terminal dedifferentiated of well differentiated thyroid carcinoma, although the definite histogenesis is not clear.
KEY WORDS thyroid carcinoma; undifferentiated; histology
甲状腺未分化癌(undifferentiated thyroid carcinoma,UTC)又称间变性癌(anaplastic thyroid carcinoma,ATC),是一种罕见的高度恶性上皮性肿瘤,在所有甲状腺癌中不足5%。UTC也是全身最致命性肿瘤之一,死亡率超过90%,占所有甲状腺癌死亡病例的半数以上,中位生存期仅6个月左右[1]。UTC全部或部分由未分化细胞构成,可直接发生于甲状腺滤泡,亦可发生于分化好的甲状腺癌,此类细胞仅能通过免疫表型或超微结构辨识其上皮源性。由于在形态学上UTC表现形式多样,与其他甲状腺原发性肿瘤可有部分形态重叠,甚至免疫与遗传学特点亦有重叠,因此其鉴别诊断非常困难。本文将对UTC病理诊断中遇到的若干问题进行探讨,以利于临床精确诊断与处理。
1 UTC的临床特点
UTC多见于老年人,中位年龄为65岁,女性占60%~70%[1-2],通常表现为迅速增大的甲状腺肿块,易侵犯周围组织与脏器,逐渐出现压迫与牵扯症状,如声音嘶哑(77%)、吞咽困难(56%)、声带麻痹(49%)、颈部疼痛(29%)及呼吸困难(19%)[2]。约1/3的患者在初诊时已出现邻近区域淋巴结及喉返神经受累,远处转移亦常有发生,最常见的部位是肺,其次为骨[2]。肿块的快速生长可导致甲状腺内出血及坏死,偶而引起甲状腺毒症及颈部剧痛,触诊时可发现颈部巨大肿块,结节状,质实有压痛。
2 UTC的形态学特点
UTC体积大,呈灰白至灰褐色,鱼肉样,常见坏死及出血,可有边界,但大多数肿块与周围组织分界不清。细胞学检查可见少量淋巴及单核细胞背景,肿瘤细胞单个或成簇分布,细胞呈鳞状、巨细胞样或梭形。细胞质丰富,无明确边界,嗜酸性。细胞核明显异形或怪异,染色质粗块状,有单个或多个明显核仁,核分裂像多见,包括病理性核分裂像[1,3-4]。UTC组织学特点取决于梭形细胞、鳞状或上皮样细胞、巨细胞三种主要细胞成分的构成,表现为以梭形和巨细胞为主的肉瘤样形态,以上皮样细胞为主的癌样形态,或两者混合[1,3]。梭形细胞往往密集排列成束状或席纹状,细胞异形明显,与真性肉瘤(纤维或平滑肌肉瘤等)难以区分,亦可见血管外皮瘤样模式;肿瘤细胞亦可稀疏,出现明显的纤维母细胞或肌纤维母细胞增生性病变(如纤维瘤病或结节性筋膜炎),间质可胶原化玻璃样变,细胞异形不明显,但围绕血管残影的凝固性坏死、明显的核分裂像、完全蚕食血管腔都提示UTC[3-4]。巨细胞出现时,多形性明显,有奇异核、丰富的嗜酸性胞质,散在分布于略小的单核样肿瘤细胞中间,分布呈实片状、假腺样或假血管样结构,核分裂像与坏死明显,类似多形性未分化肉瘤;肿瘤内常见显著的炎性背景,尤其是中性粒细胞及淋巴细胞,类似富含炎性细胞的未分化肉瘤[1,3]。骨、软骨、横纹肌以及对应肿瘤的结构都可以出现异源性成分,尤其表现为横纹肌、破骨样多核巨细胞分化时,代表了一种少见形态变异亚型[3]。在以上皮样细胞为主时,组织形态相对均一,细胞呈多边形,胞质丰富,核圆,细胞排列成假腺样或实性巢片状,混杂有纤维性间质成分,在20%的病例中可见到鳞样分化,但往往与其他梭形、巨细胞成分混合[3]。当上皮样细胞分化较差、巢片状分布、伴大量淋巴及浆细胞浸润时,类似鼻咽癌[3]。在肿瘤取材充分的情况下,往往三种形态的细胞成分都能发现,混合存在,尤以一或两种成分为主。肿瘤往往呈浸润性生长,甲状腺滤泡成分可被完全取代或散在陷入其中,肿瘤可侵犯至甲状腺被膜外,累及神经、脂肪、血管及气管等。
3 形态学变异型
鳞癌样或表皮样型瘤细胞分化呈鳞状上皮样,与普通鳞癌类似,细胞卵圆或多边形,界限清晰,偶见角化现象,核圆或卵圆,部分呈空泡状,核仁明显[1,3]。
寡细胞型类似木样甲状腺炎,呈浸润性生长,瘤内细胞稀少,梭形细胞类似纤维母细胞,核轻度异形,间质明显致密硬化,可伴有梗死,少量淋巴细胞浸润[3,5]。破骨巨细胞型类似骨与软组织的巨细胞瘤,破骨样巨细胞散在于单个核的肿瘤细胞中,巨细胞为反应性成分,具有单核组织细胞表型[3]。横纹肌样型特征为大的多边形或卵圆形肿瘤细胞巢片状分布,黏附性差,核偏位,扭曲多变,异形明显,核仁突出,胞质丰富,嗜酸性,可见包涵体样物[3,6]。淋巴上皮瘤样型丰富的淋巴细胞背景中见巢状、条索状的上皮细胞,核大,染色质稀疏,空泡状,核仁明显[3,7]。
4 UTC的免疫表型与分子遗传学特点
UTC的免疫表型复杂多样,上皮源性标记角蛋白(CK)阳性率为40%~100%不等,单一的CK染色结果常不一致,通常联合几种CK套餐检测可提高检出率[1]。上皮膜抗原(EMA)主要表达于上皮样或鳞样分化细胞中(30%~50%),而间叶标志Vimentin在所有梭形细胞中都有表达[1,3]。肿瘤细胞不表达甲状腺球蛋白(Tg)、促甲状腺激素(TSH)受体、降钙素及甲状腺转录因子(TTF-1)等组织特异性标志,却一致性强表达TP53[3]。近来研究发现,一种转录因子配对盒基因(PAX-8)在79%的UTC(92%为鳞样分化)中有表达,而在头颈部的其他鳞癌中不表达[3]。
遗传学的累积效应是肿瘤发生与发展的始动效应,与其他肿瘤类似,UTC的分子遗传学改变也是复杂多样,但在众多差异中又有其独特性:①体细胞基因突变:主要发生于细胞信号转导通路(如MARK,PI3K,Wnt等)的几个节点[3]。在6%~50%UTC的病例中有RAS基因突变,在状癌常见RET/PTC基因重排,而在UTC中几乎未发现,类似的Braf基因突变发生率在25%左右,也远低于状癌的50%。相反,PIK3CA突变率达23%,远高于其他癌。TERT启动子的突变发生率为33%~50%,尤其在Braf或RAS突变患者,可能在疾病后期进展中发挥作用。在25%~60%的UTC存在CTNNB1( -catenin)突变,影响细胞黏附与上皮间质转化。除了促癌基因激活,抑癌基因失活也起有重要作用,超过50%的UTC有p53基因失活性突变,而PTEN为4%~16%。②染色体异常:研究发现UTC基因组的不稳定性与DNA拷贝量的变化呈异质性,尚无特异性结果,如3p、11q获得及5q缺失都是肿瘤发生的后期事件,且染色体基因组的异常与UTC的生物学特点及结局不完全相关[3]。③表观遗传学改变:主要涉及DNA甲基化与组蛋白修饰、沉默基因表达等,在肿瘤的去分化与增殖异质性上发挥重要作用,但有关UTC的研究较少,仅陆续发现与分化相关的基因SLC5A5及NKX2-1甲基化。另外,在甲状腺癌中,组蛋白H3的乙酰化呈高水平,利用组蛋白去乙酰化抑制剂可促进甲状腺癌细胞再分化,改善其对化疗药物的敏感性,说明UTC存在明确的潜在治疗预期的表观遗传学改变[8]。
5 UTC的鉴别诊断
肉瘤样或梭形细胞形态的UTC类似软组织肿瘤,如无典型分化好的癌区域或在无法证实其上皮分化的前提下,仅从形态上两者难以鉴别。对诊断UTC有重要提示作用的是:①肿瘤地图状栅栏样坏死(类似胶质母细胞瘤的坏死);②肿瘤侵犯大静脉或动脉;③免疫组化的辅助作用。需要谨记的是,甲状腺的原发肉瘤非常罕见,转移就更罕见,若碰到此类情况,首先考虑UTC,但需与各种间叶软组织肉瘤鉴别,另外也要考虑某些甲状腺肿瘤或病变的梭形细胞改变,具体鉴别诊断见表1。上皮样或鳞样形态UTC的鉴别诊断首先要排除邻近器官癌的直接侵犯或转移,其次应注意甲状腺肿瘤及非肿瘤性病变(表1)。
6 UTC的组织起源
UTC代表分化好的甲状腺癌去分化的终末阶段已得到绝大多数学者的认可,在长期患有甲状腺肿患者、先前存在未完善治疗的甲状腺状癌及滤泡性癌的患者中,UTC发生比例较高。同样,仔细取材检查UTC肿块,发现80%~90%患者或多或少有分化好的甲状腺癌成分[9],因此,有人推测在未分化成分中那些边界清晰的玻璃样变性硬化结节可能是分化好的癌成分退变结果。另外,从一些甲状腺癌转移灶中可以发现瘤细胞的去分化转变,也支持此观点[3]。然而,分子遗传学研究显示,UTC与分化好的甲状腺癌并不完全类似,因此绝非所有UTC都是分化好的甲状腺癌的恶性进展。
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缺失的遗传学效应范文6
提要 惊恐障碍病因可能与经典神经递质GABA、5-HT、DA、Ach及神经肽CCK等功能异常有关,本文对近有关惊恐障碍患者的GABA、5-HT、DA、Ach及CCK受体基因的研究作一综述。
关键词 惊恐障碍;基因
惊恐障碍是一种反复发作的严重焦虑。目前解释其病因机制的假说很多,神经生化方面的假说包括经典神经递质类GABA、5-HT、DA和Ach等功能异常假说,以及神经肽类CCK与DA平衡失调假说等。遗传因素在惊恐障碍的发生中也可能起一定的作用,因为在对人灶族系的调查中发现,焦虑症患者的近亲中,本病发生率为15%,是一般居民的3倍[1];对双生子的调查中发现,单卵双生子的同病率为50%,焦虑素质为65%,而双卵双生子同病率仅4%,焦虑素质仅13%[1];这些研究表明惊恐障碍具有明显的遗传倾向,其病因至少部分是出在基因上。
随着分子遗传学技术的发展,近年在基因水平对惊恐障碍病因的探讨进行了不少研究。
一、惊恐障碍与GABAA受体基因
γ-氨基丁酸(GABA)受体分为GABAA和GABAB两种亚型。GABAA亚型受体与氯通值、安定受体组成一个复合体,该复合体是由α、β、γ、δ亚基组成的一种四聚体,门控着氯通值。α亚基上有安定结合点;β亚基上有GABA结合点;γ亚基本身不能和苯二氮卓类或GABA结合,但它是寡聚受体与苯二氮卓类高亲和时所必需的;δ亚基上则没有结合位点,其功能尚不清。α、β、γ、δ亚基的肽链都是4次跨越细胞膜的结构[2,3]。
GABAA受体一氯通道一安定受体复合体在抗焦虑中起着重要的作用;GABAA受体与氯通道偶联,门控着氯通道,GABAA受体激动剂(如GABA)可激活GABAA受体,打开氯通道,使细胞外CI-内流、氯导增加,引起突触后膜超极化,产生对神经元的抑制效应,因此呆产生抗焦虑作用;苯二氮类抗焦虑药(如安定等)作用于安定受体,可使GABAA受体上调,进而使GABAA受体对GABA的亲和性增加、与GABA的结合增多,从而使GABAA受体打开氯通道的频率增加,增强GABA的突触后抑制效应,呈现抗焦虑效果;巴比妥类药直接作用于氯通道,使氯通道打开的时间延长,也具有抗焦虑作用。总之,GABAA受体激动剂、安定受体激动剂和巴比妥类药物,由于它们分别作用于GABAA受体、安定受体和氯通道,均具有抗焦虑作用。反之,致焦肽(diazepam binding inhibitor,DBI)是一种内源性的安定结合抑制剂,可使GABAA受体下调,使GABAA与配基的结合减少,可引起焦虑;β-carbolin与安定受体结合,减弱GABA的作用,也可引起焦虑;印防已毒素可使氯通道关闭,拮抗GABA的作用,可引起惊厥。所以,GABAA受体—氯通道—安定受体复合体在焦虑的发生和治疗中均起着十分重要的作用[2]。
GABAA受体—氯通道—安定受体复合体的亚基具有极大的多态性,人类GAGAA受体复合体亚基共有13个变异体,其中α亚基有7种变异体(α1~α7),β亚基有3种变异体(β1~β3),γ亚基有2种变异体(γ 1~γ2),而δ亚基目前尚未发现有变异体[3]。有假说认为惊恐障碍的易感性及药物治疗的反应性与GAGAA受体复合体亚基变异体的不同有关,而由于每个亚基变异体都是由一个唯一的基因编码、由其相应的mRNA所转录,所以该假说进一步认为惊恐障碍的易感性及药物治疗的反应性与GAGAA受体复合体基因多态性、mRNA水平有关。Tanay(1996)[4]研究发现,分别给鼠慢性投以抗惊恐药丙米嗪、苯乙肼、甲唑安定可改变脑干GABAA受体复合体α1、β2、γ2亚基mRNA的水平,进而使特异性GABAA受体复合体的亚基表达改变,而这些基因表达的改变又不同于那些由非抗惊恐的抗焦虑药(布斯哌隆)所产生的改变,这有力支持了上述假说。Crowe(1997)[5]进一步检测了编码GABAA受体复合体8个亚基变异体的基因(α1~α5、β1、β3、γ2),在104个严格定义的惊恐障碍患者、134个广义的惊恐障碍或亚综合征惊恐障碍患者上述基因之间进行连锁研究,但结果示发现存在连锁,不支持上述假说,认为惊恐障碍不是由所检测的8个GABAA受体复合体亚基基因的任何一个基因的突变引起。
二、惊恐障碍与5-HT1D受体基因
药物的抗焦虑的作用还涉及其他递质系统,如NE系统尤其中枢蓝斑区,是预期危险的觉醒中枢;DA系统可能与情感性行为和焦虑表现有关;5-HT系统尤其在背际核,对焦虑的适应性行为起抑制作用。上述递质系统互相联系共同作用于脑的不同水平发挥作用[6]。
血浆皮浆类固醇含量上升,可反馈性地使T-HT更新率加速、5-HT机能活动过盛,可能与焦虑的发生有关[7];5-HT还可促进ACTH的分泌,从而调节和影响焦虑情绪反应[1]。抗焦虑药苯二氮类可降低5-HT活性、抑制脑内5-HT的更新率、减慢5-HT的耗存速度,这可能与其抗焦虑作用有关[1-7];抗焦虑药布斯哌隆能降低5-HT能神经元的活力,其抗焦虑作用也与此有关[8]。总之,5-HT系统与焦虑症的发生及治疗关系密切,5-HT受体基因也因此成为惊恐障碍的候选基因之一。
5-HT受本分14训亚型,其中5-HT1D受体还可再细分成5-HT1Dα受体的基因第1080位碱基可出现C与T转换,形成以080多态性[9];编码5HT1Dβ受体的基因第276位碱基可出现A与C转换,形成A276G多态性[9];这2个多态性均为静态多态性,不直接改变所编码的氨基酸结构,但它们可能间接影响5-HT1D受体的表达水平,进而影响惊恐障碍的易感性。所以,Ohara(1996)[9]研究了一组惊恐障碍患者和正常对照,对他们的5-HT1Dα与β受体基因进行测序分析,但结果发现两组间上述两个多态性均无明显的差异,不支持5-HT1D受体基因影响惊恐障碍易感性之说。
三、惊恐障碍与D4受体基因
多巴胺D4受体主要分布于额叶皮质区,由于编码D4受体的基因极具有多态性,这些多态性可能影响D4受体的功能,使该基因也成为评价惊恐障碍的候选基因之一。目前共发现D4受体基因有十种多态性,包括3种静态多态性和7种动态多态性。D4受体基因起始密码子上游第11密码子上第一31位碱基C可转换为T,从而形成多态性C-31T,等位基因A1(即第一31位碱基为C)频率为0.93,A2频率为0.07[10];D4受体基因起始密码子下游第11密码子中第31位碱基G可转换为C,使所编码的D4受体上第11位氨基酸Gly置换为氨基酸Arg,从而形成多态性Gly11Arg,等位基因A1(即第31为碱基G)频率为0.99,A2频率为0.11[10];D4受体基因第36至42密码子上一段21bp长的碱基序列可出现缺失,所形成多态性的等位基因A1无21bp的缺失,等位基因A1有21bp的缺失[10]。Cichon(1995)[10]研究148个德国正常人、256个精神分裂症患者、99个情感障碍患者和一组惊恐障碍患者,发现所有患者的多态性C-31T、Gly11Arg与正常人均无明显差别,在精神分裂症患者、情感障碍患者和正常人均未发现21bp的缺失,但在1个惊恐障碍患者发现有这个罕见的缺换变异,这可能意味着该缺失变异参与了惊恐障碍的发生,但也可能是机会性的假阳性结果。
四、惊恐障碍与CHRNA4基因
中枢神经递质NE对应激所引起的下丘脑—垂体—肾上腺反应起抑制作用,而乙酰胆碱(Ach)可促进ACTH的分泌,进而可调节和影响焦虑情绪反应[1];最近又有研究发现,焦虑症患者胆碱胆碱酯酶活性明显偏低,这提示焦虑与胆碱酯酶活性偏低有关[1]。总之,Ach能系统与焦虑症的发生关系密切。
Ach受体分N与M两种亚型,N型Ach受体(nicotinic acetylcholine receptor,CHRN)在中枢神经系统分布十分广泛,在大脑皮质层、边缘系统的海马、杏仁核、纹状体都有分布。CHRN受体由四种亚基因组成,亚基分别命名为α、β、γ、δ,每个亚基是一个分子量约55kD的跨膜糖蛋白,它们按α2βγδ比例组成CHRN受体,总分子量约275kD;5个亚基呈五边形排列,共同围成CHRN受体的离子通道壁,总体呈不对称的哑铃状,每个CHRN受体胞外侧均有两个Ach结合位点,位于两个α亚基的第192和193位的半胶氨酸残基上,它们具有识别和结合Ach的能力;当Ach离子(主要是Na+)通过离子通道进入细胞内,突触后膜发生电位变化,产生生理效应[3]。
组成CHRN受体的亚基具有多种变异体[3],其中α亚基具有6种变异体(α2~α7),β亚基具有3种变异体(β2~β4),这些变异体可改变CHRN受体的功能,每个变异体由各自唯一的编码,其中编码α4亚基的基因(CHRNA4基因)定位于20q13.3基因座[11]。已有研究发现焦虑障碍与EEG低电压(LVEEG)相关联,约有1/3的VLEEG病例与基因座20q13.3连锁[1],所以有假说认为惊恐障碍的易感性也可能与CHRNA4受体基因有关,为了探讨二者之间的关系,Steinlein(1997)[11]检测了一组惊恐障碍病人和正常人3个不同的CHRA4基因多态性的等位基因频率,结果发现无显著差异,该研究不支持CHRNA4基因与惊恐障碍之间存在关联。
五、惊恐障碍与CCKB基因
胆囊收缩素(cholecystokinin,CCK)是一种神经肽,它主要是在细胞体内合成,其前体是由130个氨基酸组成,经过翻译后加工可产生CCK39、CCK33、CCK8和CCK4等活性肽片段[12]。CCK4低剂量可诱发惊恐障碍病人的惊恐发作[13],所以CCK有可能参与惊恐障碍的发生。
CCK受体分两个亚型,即CCKA和CCKB受体,CCKA受体分布于外周,而CCKB受体分布于大脑皮质、纹状体等[12],所以编码CCKB受体的基因是惊恐障碍的候选基因。Kato(1996)[13]用SSCP方法筛查了22个惊恐障碍家系的先证者CCKB基因的突变,发现两个多态性:在10个病人外显子4与5之间的内含子上发现有一个多态性2491CA,在1个先证者外显子2的胞外环上发现一个错义突变(1550GA,Val125Ile);在另外34个不相关的惊恐障碍病人和112个正常对照中检测这个错义突变,发现8.8%(3/34)的病人和4.4%(5/112)的正常人有这个突变。但这些突变在患者与正常人之间的差异均未达显著性,所以认为这些突变在惊恐障碍中没有病理生理意义。
六、结语
对惊恐障碍的分子遗传学研究已进行了不少,目前主要集中在探讨惊恐障碍与GABAA、5-HT1D、D4、CHRNA4受体基因及CCKB基因的关系。这些研究中除了发现D4受体基因一个21bp缺失变异可能参与了惊恐障碍的发生之外,共余研究均为阴性结果。但这并不能使我们对寻找惊恐障碍的易感基因失去信心,因为以前的研究尚存在不足之处:①对候选基因的亚型及多态性的的类型调查不全:如对GABAA受体复合休13种亚基基因只调查了8个,尚有5个未调查;对5-HT受体基因14种亚型只调查了1个,尚有13个未调查;对D4受体基因10种多态性只调查了3个,尚有7个未调查;对CHRN受体11种亚基基因只调查了1个,尚有10个未调查。②样本量较小:惊恐障碍可能是一种遗传异质性疾病,是由多个基因微小的遗传效应叠加而致病的,所以要调查每个基因与惊恐障碍的关系,往往需林大样本才能发现阳性结果,以前的研究样本量都不大,难以排除假阴性结果的可能性,况且目前唯一发现阳性结果的那个研究也可能因为样本量太小,难以排除是机会性造成的假阳性结果。所以有关惊恐障碍的分子遗传学研究还有等于进一步扩大样本量、深入全面地进行。
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