港大醫學院首發現 異位綜合症全新遺傳成因

2020-12-29
港大醫學院發現構成罕見疾病異位綜合症的全新遺傳成因(左起:麥駿宇博士、鍾侃言醫生、張耀輝教授及楊傑燊博士)。

香港大學李嘉誠醫學院(港大醫學院)兒童及青少年科學系的研究團隊發現,CC2D1A是構成異位綜合症(又被稱為內臟錯位)的全新遺傳成因;要了解異位綜合症,首先要知道人體左右兩邊並不對稱,如心臟和脾臟位於身體的左邊;而大部分肝臟則位於身體的右邊。異位綜合症屬先天性疾病,患者在胚胎發育時,身體左右軸排列出現異常,令器官排列組合出現錯誤,受影響的器官包括心臟、肺部、肝臟、脾臟及腸胃等,發生率大約每一萬名初生嬰兒中會有一個。與西方人相比,異位綜合症於亞洲人中更為常見,而接近九成患者均會出現先天性心臟病,十年存活率更低於五成。

與纖毛缺陷有關
現在已知有超過20個基因可引致異位綜合症,而亦有證據顯示,有部分基因與纖毛的形成有關——纖毛是一種生長在細胞表面,凸出來的類微型毛髮。人體器官要形成正確的左右軸排列,需要經相關的生物信號引導,但纖毛缺陷會錯誤傳遞這些信號,導致異位綜合症。
因為從未找出過構成本地異位綜合症的遺傳成因,所以港大醫學院研究團隊,就利用全外顯子測序技術,為26位本地異位綜合症患者進行基因檢測,嘗試找出構成異位綜合症的遺傳成因,及研究這些基因異變,對左右軸排列和纖毛缺陷所帶來的影響。團隊最初在病人基因中,找不到已知會導致異位綜合症的基因變異,於是開始嘗試找出過往從未被發現與異位綜合症相關的新遺傳成因。最後發現病人身上有更多具破壞性的CC2D1A變異。

以斑馬魚作實驗
CC2D1A位於人類第19對染色體,已知功用包括調節生物信號傳遞、免疫反應,以及神經發育。醫學文獻曾記載CC2D1A可導致人類智力障礙,但未有醫學文獻記錄它與左右軸排列和纖毛功能的關聯。研究團隊利用基因編輯技術,刪除斑馬魚的CC2D1A,令它的蛋白質失去正常功能。研究發現帶有CC2D1A異變的斑馬魚,其心臟和消化系統會出現類似異位綜合症的左右軸排列異常。此外,細胞的纖毛會變得更短,數目亦顯著減少。而當向被刪除了CC2D1A的斑馬魚胚胎注射沒有異變的CC2D1A後,斑馬魚的器官排列和纖毛均回復正常。研究結果顯示,CC2D1A的變異令纖毛出現缺陷,從而影響正常的左右軸排列而導致異位綜合症的出現。
是次發現,可以為有家族病史的病人進行有關CC2D1A的胚胎植入前基因診斷。而懷孕女性更可以進行產前胎兒診斷,雖然現階段,帶有相關的基因異變不一定會構成疾病,以及疾病的嚴重程度亦仍難以估計。

港大醫學院兒童及青少年科學系臨床副教授鍾侃言醫生。

有關研究成果已於國際權威科學期刊《循環:基因組學與精準醫學》上發表。

熱門話題