利用全外显子组测序技术寻找家族性噬血细胞性淋巴组织细胞增多症的潜在的“二次打击”发病机制

摘要

第一部分成人家族性噬血细胞性淋巴组织细胞增多症2型患者家系调查及发病机制的探索
　　【目的】寻找具有同样的穿孔素基因突变的同胞却有不同的发病状态（一个发病而另一个完全健康）的原因，探索该疾病其他可能的发病机制。
　　【方法】以成人家族性噬血细胞性淋巴组织细胞增多症2型（FHL2）患者及家属为研究对象，搜集临床资料，完善分子生物学、免疫学检测及全外显子组测序，并对测序结果进行生物信息学分析寻找潜在的导致疾病发生的额外突变。
　　【结果】通过搜集临床资料和检测NK细胞活性、EBV-DNA、穿孔素、HLH二代测序等确诊患者为FHL2，对患者父母、胞弟及儿子进行穿孔素一代测序描绘出家系图谱。FHL2患者及其无症状的弟弟均有PRF1杂合错义突变（c.916G>A）和杂合框移突变（c.65delC）。通过全外显子组测序，我们发现FASTKD3, HOXA10和SVEP1基因杂合自发性体细胞突变仅存在于先证者中。对于生殖系突变，隐性疾病遗传模式分析得出PCDH18, CKD11B, MAGEC1,NOS1和PPP1R14BP3基因，显性疾病遗传模式分析得出MLL3, PCDH18, ANKRD36,HNRNPC, PCMTD1和MAGEC1基因；很明显，PCDH18基因是两种分析模式共有的基因，且仅有先证者PCDH18（c.3017C>T）基因突变为纯合突变，其家属均为杂合突变，而且Polyphen-2软件预测该突变可能有害。
　　【结论】本研究是第一次应用全外显子组测序技术来探索导致FHL2发病的潜在“二次打击”机制。我们发现了一个新的PRF1杂合突变组合（c.916G>A和c.65delC）。唯独在先证者中发现纯合的生殖系突变 PCDH18（c.3017C>T）强烈支持除穿孔素外存在“二次打击”生殖系突变，可能是诱发FHL2发生的重要机制。
　　第二部分PCDH18（S1006L）突变在FHL2发生中的作用初探
　　【目的】初步探索针对FHL2家系的全外显子组测序筛选出的PCDH18（S1006L）突变在FHL2发生中的可能机制。
　　【方法】通过PyMOL软件预测PCDH18突变对蛋白三维结构的影响，并计算突变前后吉布斯自由能的变化。构建PCDH18野生型和突变型质粒，转染293细胞及HepG2细胞来观察突变对转录水平及翻译水平的影响，转染CTLL-2细胞并观察突变对细胞活化和凋亡的影响。免疫组化检测先证者标本中PCDH18蛋白水平与其无症状的弟弟及正常对照的差异。
　　【结果】我们使用PyMOL软件构建出野生型和突变型（S1006L）PCDH18蛋白三维结构，发现PCDH18突变导致氨基酸由丝氨酸置换为亮氨酸，由亲水性氨基酸变为疏水性氨基酸，且氢键数目减少，突变域可能被强烈改变，导致蛋白结构不稳定；该突变引起的吉布斯自由能改变（△△G）为8.08 kcal/mol(＞2 kcal/mol)，也提示该突变导致蛋白结构不稳定。将野生型、突变型（S1006L）和阴性对照质粒转染293细胞和HepG2细胞检测转录和翻译水平的变化，结果提示转录水平变化不大，而突变组PCDH18蛋白量明显减低。为研究该突变对细胞功能的影响，我们将野生型、突变型（S1006L）和阴性对照质粒转染至 CTLL-2细胞，结果提示过表达野生型质粒对CTLL-2细胞的活化有抑制作用（无论是否加用 rIL-2），对细胞凋亡有增强作用，而突变型质粒则会抵消掉活化抑制和凋亡增强的效应。免疫组化结果提示先证者PCDH18的蛋白水平比其无症状的胞弟及正常对照组均要低。
　　【结论】通过功能学研究我们发现，S1006L突变能够引起蛋白结构不稳定，蛋白量减低，可能使细胞毒性T淋巴细胞细胞活化增强、凋亡受阻，协同穿孔素基因突变一起导致FHL2的发生。
　　第三部分迟发性FHL发病年龄与遗传缺陷及EBV感染间相互关系的研究
　　【目的】：为研究迟发性FHL患者发病年龄与遗传缺陷及EBV感染间的相关关系。
　　【方法】：搜集临床怀疑 HLH的患者临床资料，结合临床经过、HLH二代测序等结果识别出迟发性 FHL，并对其家系进行调查，绘制家系图谱，检测家系中各成员的EBV-DNA。采用R语言绘制发病年龄与遗传缺陷及EBV感染间的相关关系图。
　　【结果】：根据HLH患者临床资料、HLH-2004方案治疗疗效、HLH二代测序结果鉴定出4例迟发性FHL，并对该4例FHL患者进行家系调查，绘制出遗传图谱。采用R语言绘制出的发病年龄与遗传缺陷及 EBV感染间相关关系图显示，具有相似遗传缺陷的患者，EBV-DNA拷贝数越高则发病年龄越小，反之亦然；具有相似 EBV-DNA拷贝数的患者，遗传缺陷程度越强，则发病年龄越小，反之亦然。因此，迟发性FHL患者的发病年龄是由遗传缺陷程度和EBV病毒感染程度共同决定的。
　　【结论】：迟发性 FHL患者发病年龄取决于本身的遗传缺陷程度及 EBV病毒感染的程度，遗传缺陷较显著，EBV-DNA拷贝数较高，则发病年龄较小；遗传缺陷较缓和或EBV-DNA拷贝数相对较低或同时具备两者，则发病延迟。部分具有遗传缺陷者，若无外界诱因，可能会终身不发病。

目录

封面

声明

目录

中英文缩略词表

第一部分成人家族性噬血细胞性淋巴组织细胞增多症2型患者家系调查及发病机制的探索

中文摘要

Abstract

前言

材料与方法

结果

讨论

参考文献

第二部分PCDH18（S1006L）突变在FHL2发生中的作用初探

中文摘要

Abstract

前言

材料与方法

结果

讨论

参考文献

第三部分迟发性FHL发病年龄与遗传缺陷及EBV感染间相互关系的研究

中文摘要

Abstract

前言

材料和方法

结果

讨论

参考文献

综述: 成人噬血细胞性淋巴组织细胞增多症的临床特征和诊治进展

附录攻读学位期间发表论文目录

致谢