【佳學(xué)基因檢測(cè)】基因檢測(cè)查找色素失禁癥與胸腺發(fā)育不良的基因原因

病例的特殖性

人類先天性胸腺T細(xì)胞耐受缺陷是產(chǎn)生中和I型干擾素的自身抗體（自身抗體）的根本原因，而這些自身抗體會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的病毒性疾病。佳學(xué)基因檢測(cè)分析了99個(gè)家系的131例X連鎖顯性色素失調(diào)癥（色素失禁癥（IP)）女性患者，她們?yōu)楣δ軉适В↙OF）NEMO變異雜合子。其中47例（36%）患者具有中和IFN-α和/或IFN-ω的自身抗體，這一比例是年齡匹配的女性對(duì)照組的23倍。該比例從6歲起保持穩(wěn)定。影像學(xué)檢查顯示，患有色素失禁癥（IP)的女性患者的胸腺較小且結(jié)構(gòu)異常?？笽型干擾素的自身抗體使患者易患危及生命的病毒性疾病。相比之下，缺乏抗I型干擾素自身抗體的色素失禁癥（IP)患者患病毒性疾病的風(fēng)險(xiǎn)并不高。這些結(jié)果表明，色素失禁癥（IP) 加速胸腺退化，從而導(dǎo)致至少三分之一的女性 色素失禁癥（IP) 患者產(chǎn)生中和 I 型 IFN 的自身抗體，使她們?nèi)菀谆忌衔＜吧牟?a href='http://www.kengyigeshiyige.com/jm/bxyy/' target='_blank'>毒性疾病。

《人體基因序列變化與疾病表征》發(fā)何介紹色素失禁癥與胸腺發(fā)育不良

1981年，Vallbracht等人首次在接受重組I型干擾素（IFN）治療的患者中報(bào)道了中和I型干擾素的自身抗體（auto-Abs）。隨后，這類抗體在其他接受I型干擾素治療的患者以及重癥肌無力、胸腺瘤和系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者中被發(fā)現(xiàn)。盡管早在1981年和1984年就在一名播散性帶狀皰疹患者中檢測(cè)到這些自身抗體，但長期以來它們被認(rèn)為對(duì)病毒性疾病的易感性具有臨床隱蔽性。然而，這一觀點(diǎn)在2020年被推翻：基因解碼發(fā)現(xiàn)，約20%的COVID-19肺炎死亡病例、25%的中東呼吸綜合征（MERS）住院病例、約5%的危及生命的流感肺炎病例、35%的危及生命的黃熱病減毒活疫苗（YFV）不良反應(yīng)病例以及40%的西尼羅河病毒（WNV）腦炎病例均與抗I型干擾素自身抗體相關(guān)。此外，這些抗體會(huì)增加多種疾病患者感染HSV-1和VZV的風(fēng)險(xiǎn)。這些結(jié)果已在全球超過30個(gè)COVID-19隊(duì)列中通過多種方法得到驗(yàn)證。

這些自身抗體的血漿（稀釋至1/10）可中和低濃度（100 pg/ml）或高濃度（10 ng/ml）的12種IFN-α（由13個(gè)基因座編碼）和/或單一IFN-ω，少數(shù)情況下還包括IFN-β（Bastard等，2020, 2021a, 2021d, 2021e）。其產(chǎn)生可能由罕見先天性免疫缺陷（IEI）患者的遺傳因素驅(qū)動(dòng)，典型例子是1型自身免疫性多內(nèi)分泌腺病綜合征（APS-1）患者——絕大多數(shù)（若非全部）患者攜帶此類抗體。APS-1是一種常染色體隱性（AR）或顯性（AD）遺傳病，由AIRE基因功能喪失（LOF）變異導(dǎo)致。此外，這些抗體還見于部分AR型RAG1或RAG2缺乏癥患者、三分之一X連鎖隱性FOXP3缺乏癥患者，以及幾乎所有替代NF-κB通路先天性缺陷患者。這些疾病均影響胸腺細(xì)胞或髓質(zhì)胸腺上皮細(xì)胞（mTEC），破壞胸腺生成和T細(xì)胞耐受性。另有報(bào)道顯示，一例IKZF2患者和一例前TCR-α缺陷患者也產(chǎn)生了抗I型干擾素自身抗體，這兩種蛋白通常由胸腺細(xì)胞表達(dá)。環(huán)境因素（如病毒感染誘導(dǎo)I型干擾素產(chǎn)生）可能參與抗體形成。

首例因抗I型干擾素自身抗體導(dǎo)致危及生命的COVID-19的患者是一名色素失調(diào)癥（色素失禁癥（IP)）女性。后續(xù)ELISA檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，部分未感染的法國色素失禁癥（IP)患者也存在此類抗體（Bastard等，2020）。這一發(fā)現(xiàn)令人意外，因色素失禁癥（IP)此前未被認(rèn)為與自身免疫或病毒性疾病相關(guān)。色素失禁癥（IP)（OMIM: 308300）是一種X連鎖顯性外胚層發(fā)育不良癥，由IKBKG/NEMO基因LOF種系變異引起。雜合變異女性患者表現(xiàn)為外胚層衍生組織異常，包括皮膚、眼睛、牙齒、頭發(fā)、乳房、指甲和中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）。皮膚病變經(jīng)歷四階段進(jìn)展，最終萎縮/色素減退。嚴(yán)重病例伴隨血管病變，導(dǎo)致嬰兒期眼科和神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥。所有色素失禁癥（IP)患者均有皮膚病變，約30%合并神經(jīng)系統(tǒng)或眼科表現(xiàn)。成年女性色素失禁癥（IP)患者若無眼科或神經(jīng)感覺血管病變后遺癥通常健康，部分患者因此未被確診。

色素失禁癥（IP)在普通人群中的患病率約為十萬分之一。65%的致病變異為新發(fā)，75%以上病例由NEMO外顯子4-10（Δ4-10）的11.7 kb缺失導(dǎo)致。少數(shù)病例遺傳機(jī)制未明，可能與NEMO基因座附近假基因干擾分析有關(guān)。女性色素失禁癥（IP)患者的成纖維細(xì)胞和外周血細(xì)胞通常呈現(xiàn)完全偏向性X染色體失活。皮膚和血管病變機(jī)制可能與TNF依賴性表達(dá)突變NEMO等位基因的細(xì)胞凋亡有關(guān)。色素失禁癥（IP)女性通常健康且可生育，而半合子男性胎兒多因凋亡致死。少數(shù)存活色素失禁癥（IP)男孩多具47,XXY核型或體細(xì)胞嵌合。佳學(xué)基因通過分析國際色素失禁癥（IP)隊(duì)列，進(jìn)一步探討抗I型IFN自身抗體的流行率、后果及機(jī)制，以闡明I型IFN缺陷與色素失禁癥（IP)女性健康間的潛在關(guān)聯(lián)。
 

基因檢測(cè)為什么可以查找色素失禁癥與胸腺發(fā)育不良的基因原因

佳學(xué)基因檢濁納入了來自10個(gè)國家的131例臨床確診女性色素失禁癥（IP)患者，患者年齡范圍為3周至84歲（平均20歲），其中55%（47/85）為散發(fā)病例，45%（38/85）為家族性病例。所有患者（131例，100%）均表現(xiàn)皮膚病變，34%（35/103）伴發(fā)眼部并發(fā)癥，30%（32/105）出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)損害。

基因分析顯示，82%患者（108/131）和80%家系（79/99）攜帶IKBKG/NEMO基因（NM_001099857）的復(fù)發(fā)性Δ4-10缺失。在11個(gè)家系的14例患者中鑒定出10種其他變異，包括：

1. 7種移碼/無義變異（c.628_651delinsCG、c.646del、p.Y241*、c.756_765del、c.850del、c.1110dup和c.1204dup），各見于1-2例患者；

2. 1種框內(nèi)缺失（p.K326del，3例患者）；

3. 2種錯(cuò)義變異（p.A314P和p.H413Y）。除p.K326del在兩個(gè)無關(guān)家系中重復(fù)出現(xiàn)外，其余變異均為家系特異性。

通過TNF依賴性NF-κB報(bào)告基因檢測(cè)證實(shí)，所有測(cè)試變異（包括p.K326del、p.A314P、p.H413Y及遠(yuǎn)端截短變異c.1204dup）均導(dǎo)致功能喪失（圖S1A）。值得注意的是，6種N端截短變異（c.628_651delinsCG等）被預(yù)測(cè)為pLOF，因其在半合子男性中致死并與女性色素失禁癥（IP)相關(guān)。另有9個(gè)家系的9例患者未發(fā)現(xiàn)明確致病變異。佳學(xué)基因解碼建立的國際隊(duì)列完整呈現(xiàn)了色素失禁癥（IP)的典型臨床和遺傳特征。
 

色素失禁癥（IP)患者胸腺發(fā)育異常與自身抗體產(chǎn)生的潛在機(jī)制

為探究色素失禁癥（IP)患者產(chǎn)生抗I型干擾素自身抗體的機(jī)制，佳學(xué)基因首先驗(yàn)證了循環(huán)IFN-α水平升高的假設(shè)——這一現(xiàn)象此前在系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者中被報(bào)道。然而，采用高靈敏度Simoa檢測(cè)法分析血漿IFN-α2水平時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)所有色素失禁癥（IP)患者（無論是否攜帶自身抗體）的循環(huán)IFN-α2均低于檢測(cè)限，與健康對(duì)照組一致。

已知胸腺功能受損是部分先天性免疫缺陷（IEI）患者及胸腺瘤患者出現(xiàn)抗I型干擾素自身抗體的原因。因此，我們進(jìn)一步通過磁共振成像（MRI）評(píng)估色素失禁癥（IP)患者的胸腺形態(tài)。

在6名12歲以下的色素失禁癥（IP)患者中，胸腺體積較21名同齡對(duì)照組顯著減?。ㄆ骄s小10倍）。此外，6天至10歲的色素失禁癥（IP)患者胸腺邊緣均呈現(xiàn)平直形態(tài)，這一特征通常見于青春期后個(gè)體，而所有對(duì)照組的胸腺邊緣均保持典型的凸起結(jié)構(gòu)。值得注意的是，這6例患者均接受了抗I型干擾素自身抗體檢測(cè)，其中1例呈陽性。由于胸腺評(píng)估均在10歲前完成，而自身抗體多在5-15歲間出現(xiàn)，這一時(shí)間差可能影響相關(guān)性分析。

為評(píng)估胸腺發(fā)育異常對(duì)T細(xì)胞生成的影響，我們檢測(cè)了胸腺輸出標(biāo)志物。結(jié)果顯示，色素失禁癥（IP)患者的T細(xì)胞受體切除環(huán)（TREC）水平、近期胸腺遷出的CD4+/CD8+ T細(xì)胞、幼稚CD4+/CD8+ T細(xì)胞及幼稚γδ T細(xì)胞數(shù)量均處于正常范圍，僅調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）數(shù)量略有降低。綜上，女性色素失禁癥（IP)患者雖存在胸腺體積縮小及結(jié)構(gòu)早衰現(xiàn)象，但殘留的胸腺功能仍足以維持正常水平的T細(xì)胞生成。

佳學(xué)基因解碼基因檢測(cè)的先進(jìn)性

基因解碼發(fā)現(xiàn)，至少40%的女性色素失禁癥（IP)患者攜帶中和I型干擾素的自身抗體。大型國際隊(duì)列數(shù)據(jù)顯示，這些抗體從6歲起就保持穩(wěn)定存在，表明其在生命早期產(chǎn)生并持續(xù)終身。這一發(fā)現(xiàn)提示，自身抗體的產(chǎn)生與色素失禁癥（IP)疾病本身直接相關(guān)，而非年齡因素所致。

基因解碼顯示，色素失禁癥（IP)患者的胸腺發(fā)育不良可能與TNF介導(dǎo)的細(xì)胞死亡有關(guān)，特別是胸腺上皮細(xì)胞的損傷。值得注意的是，缺乏TNF的個(gè)體往往表現(xiàn)出胸腺肥大但結(jié)構(gòu)正常。盡管胸腺體積縮小并呈現(xiàn)早衰特征，色素失禁癥（IP)患者的T細(xì)胞生成功能仍保持正常水平。根據(jù)是否攜帶抗I型干擾素自身抗體，色素失禁癥（IP)患者可被分為比例相近的兩組，這可能反映了X染色體失活和胸腺發(fā)育過程中的鑲嵌現(xiàn)象。這一機(jī)制或可解釋為何僅約40%的女性色素失禁癥（IP)患者會(huì)產(chǎn)生此類自身抗體，同時(shí)也與色素失禁癥（IP)患者臨床表型的異質(zhì)性（如30-50%患者出現(xiàn)眼科或神經(jīng)系統(tǒng)癥狀）相吻合。即使在相同家系中，這種異質(zhì)性也同樣存在。

值得注意的是，色素失禁癥（IP)患者通常不易發(fā)生自身免疫疾病。然而，異常的胸腺結(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致部分患者出現(xiàn)自身免疫或自身炎癥表現(xiàn)。這種基于胸腺功能缺陷的致病機(jī)制與其他免疫缺陷疾病中的發(fā)現(xiàn)一致，但色素失禁癥（IP)和某些NF-κB通路缺陷患者具有獨(dú)特特征：其自身抗體主要針對(duì)I型干擾素，且T細(xì)胞發(fā)育基本正常。組織學(xué)基因解碼顯示，色素失禁癥（IP)小鼠模型的胸腺皮質(zhì)變薄、結(jié)構(gòu)異常，與髓質(zhì)胸腺上皮細(xì)胞耗竭相關(guān)。

抗I型干擾素自身抗體與色素失禁癥（IP)患者發(fā)生嚴(yán)重病毒感染密切相關(guān)。在基因解碼中，所有8例出現(xiàn)危及生命病毒性感染的色素失禁癥（IP)患者均攜帶這類自身抗體。這些抗體與COVID-19重癥肺炎、流感肺炎以及黃熱病疫苗不良反應(yīng)的關(guān)聯(lián)已在多個(gè)基因解碼中得到證實(shí)。然而，臨床表現(xiàn)的滲透率并不完全：在接種黃熱病疫苗的患者中僅20%出現(xiàn)不良反應(yīng)，44例抗體陽性患者中僅1例發(fā)生嚴(yán)重流感肺炎。這可能與患者體內(nèi)缺乏IFN-β中和抗體有關(guān)，或反映疫苗接種時(shí)尚未產(chǎn)生自身抗體。

臨床建議方面，色素失禁癥（IP)患者在接種減毒活疫苗（如黃熱病疫苗）前應(yīng)進(jìn)行抗I型干擾素自身抗體篩查。對(duì)于已確診攜帶抗體的患者，早期使用IFN-β治療、單克隆抗體或抗病毒藥物可能有益?；蚪獯a顯示，接種SARS-CoV-2疫苗的抗體陽性色素失禁癥（IP)患者均僅出現(xiàn)輕癥或無癥狀感染，因此推薦色素失禁癥（IP)患者接種COVID-19疫苗和年度流感疫苗。鑒于這些自身抗體可能增加其他未知病毒感染的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)色素失禁癥（IP)患者進(jìn)行系統(tǒng)性篩查具有重要意義。