案例分享 | 基因检测助力眼科遗传病诊断——视网膜色素变性
视网膜色素变性
视网膜色素变性( retinitis pigmentosa，RP)是一组遗传性视网膜疾病，与视网膜的变性有关。通常始于视网膜赤道部，并向黄斑中心凹方向发展。患者伴有夜盲、进行性周边视野缺损，最终导致中心视力下降。据估计，目前该病的发病率为1 / 4000。超过150万的RP患者出现进行性视力恶化，多数患者处于低视力或失明状态。
临床表型
常规诊断：
临床上根据患者视力下降、夜盲史、进行性视野缺损、眼底视网膜骨细胞样色素沉着、视盘蜡黄色萎缩，以及ERG异常或无波形可诊断RP。但不同类型的RP又有自己独特的特点。
非综合性型视网膜色素变性（nonsyndromic retinitis pigmentosa，NSRP）
在NSRP中，ADRP通常是最轻微的类型，其平均发病年龄为20～30岁，一些病例在50岁之后才发病，外显率变化较大。因此，对散发、轻微、且年龄较大的患者应怀疑为常染色体显性遗传；ARRP往往青少年期发病，病情较重，但比XLRP患者轻，该型RP患者有较高的异质性；XLRP患者均为男性，呈隔代传递，不存在男性到男性的传递，患者的母亲及女儿均为携带者而不发病，其发病较早，常于10岁内即出现症状，发展快，病情严重，常并发高度近视，预后差。
综合征型视网膜色素变性(syndromic retinitis pigmentosa，SRP)
约有30种与RP相关的综合征，包括Usher综合征(RP伴有听力缺陷)、Bardet-Biedl综合征(RP伴有肥胖、认知功能障碍、多指畸形、性腺机能减退、肾功能不全等)、代谢性疾病(甲基丙二酸尿症与同型半胱氨酸尿症、无β脂蛋白血症、Bietti结晶样视网膜色素上皮变性、胱氨酸贮积症等)及强直性肌营养不良、Hallervorden-Spatz综合征等神经系统疾病。
基因诊断
RP种类繁多，临床表现复杂，须借助更为准确高效灵敏的基因检测手段来明确诊断。由于RP的发病涉及大量基因突变，因此基因检测被广泛用于鉴定RP相关基因。迄今为止，已发现至少有87种基因与RP的发病有关，此外，伴RP的综合征，如Bardet-Biedl综合征、Usher综合征及其他RP相关疾病基因的突变也有可能导致RP或类似RP的表现。大约60%的RP患者可以在这些基因中检测到致病突变基因，60%以上的突变集中于6个基因，即CYP4V2、RHO、USH2A、RPGR、CRB1和RP2。
基因检测策略：首选二代测序
治疗
1. 基因治疗：目前研究表明，隐性遗传或X连锁突变的RP患者对基因治疗更敏感。基因治疗涉及将载体DNA整合到视网膜的特定细胞中，基于RNA干扰(RNAi)的基因沉默与RP中的基因置换相结合，减缓或阻止RP患者的视网膜变性进展。对于已确定致病基因的RP患者，基因治疗是具有潜力和有效的新手段。
2. 干细胞移植或细胞替代治疗：细胞移植是将细胞引入患者眼内产生健康细胞，以期能够替代无功能的细胞并与剩余的视网膜细胞连接。目前，移植细胞的主要来源包括视网膜光感受器前体细胞和分化的胚胎干细胞。其中，干细胞可以是外源性的，如胚胎干细胞(ESC)和诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells，iPSC)，也可以是内源性的，如睫状上皮衍生的干细胞等。
3. 视网膜假体：在RP等退行性视网膜疾病患者眼中，光感受器的数量大大减少。对完全无光感受器的患者，视网膜假体植入或移植是其治疗策略。长期植入的视网膜假体可以分类为被光线激活的被动刺激装置(无需外部电源)，和通过软件控制刺激的主动刺激装置。根据假体所处的眼内位置，通常分为视网膜前、视网膜下和脉络膜上腔假体。
4. 综合治疗：在RP发生发展的整个过程中，综合治疗贯穿始终，起着重要的辅助作用。目前，RP的综合或辅助治疗主要包括细胞因子治疗、高压氧治疗、营养支持治疗和经角膜电刺激或针灸等其它治疗，以及针对RP并发症的对症治疗等。
基因检测案例分享
临床信息：患者，女性，25岁，临床拟诊视网膜色素变性
检测内容：医学外显子组覆盖基因
采用高通量测序技术对4503个常见遗传疾病相关基因进行全外显子区域测序，检测范围包括基因编码区单核苷酸位点变异（SNV）、小片段插入/缺失（INDEL）。
检测结果：检出2个匹配受检者临床表型的可能致病性的基因变异：
EYS基因c.G7811A:p.R2604H和c.G6557A:p.G2186E复合杂合变异。
变异基因解读：
注：“D”:可能有害；“P”“N”:可能无害；人群频率：gnomAD_exome_EAS
1. 基因关联疾病表型简介
EYS（Eyes Shut Homolog（Drosophila）基因编码的蛋白质在视网膜的光感受器层中表达。匹配受检者临床表现，OMIM收录该基因变异关联疾病表型为：
注：“AR”：常染色体隐性遗传。
信息参见：
http://omim.org/entry/602772
2. 变异位点解析
①本样本中检出EYS基因c.G7811A:p.R2604H和c.G6557A:p.G2186E复合杂合变异，其中c.G6557A:p.G2186E杂合变异已被ClinVar数据库收录为致病性的变异（Pathogenic），另一变异未被ClinVar数据库收录。
②文献报道了在视网膜色素变性25型患者中检出EYS基因p.G2186E变异及p.R2604C变异分别与其它变异位点形成复合杂合致病[4]。
③经一代测序验证（见附录），两个变异分别遗传自受检者父亲和母亲，符合常染色体隐性遗传模式，父母为携带者，无相关疾病表现。根据ACMG遗传变异分类标准与指南，上述变异注释为可能致病性的变异。
3. 遗传咨询建议
受检者本人将来婚育，其下一代有100%的概率遗传到其中一个变异，建议受检者及将来配偶进行遗传咨询。
4. 变异位点一代验证
受检者一代测序结果如下：
结果显示该位点为杂合变异（EYS:NM_001142800:exon40:c.G7811A:p.R2604H）
结果显示该位点为杂合变异（EYS:NM_001142800:exon32:c.G6557A:p.G2186E）
受检者父亲一代测序结果如下：
结果显示该位点为杂合变异（EYS:NM_001142800:exon40:c.G7811A:p.R2604H）
结果显示该位点为野生型，无变异（EYS:NM_001142800:exon32:c.G6557A:p.G2186E）
受检者母亲一代测序结果如下：
结果显示该位点为野生型，无变异
（EYS:NM_001142800:exon40:c.G7811A:p.R2604H）
结果显示该位点为杂合变异（EYS:NM_001142800:exon32:c.G6557A:p.G2186E）
参考信息：
[1]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1417/
[2]眼遗传病基因诊断方法专家共识
[3]马翔. 视网膜色素变性的诊断及治疗新策略[J]. 大连医科大学学报, 2018, v.40(02):6-10.
[4] Abd El-Aziz MM, O'Driscoll CA, Kaye RS, Barragan I, El-Ashry MF, Borrego S, Antiñolo G, Pang CP, Webster AR, Bhattacharya SS.Identification of novel mutations in the ortholog of Drosophila eyes shut gene (EYS) causing autosomal recessive retinitis pigmentosa.Invest Ophthalmol Vis Sci. 2010 Aug;51(8):4266-72.