家族性烟雾病相关基因的研究进展

　　作者：张正善,段炼　　作者单位：中国人民解放军军事医学科学院附属医院神经外科， 北京 100071

　　【摘要】烟雾病病因尚不明确，已有的研究表明：遗传因素在其发病过程中起着极其重要的作用。国外学者通过对烟雾病家系进行微卫星标记基因组扫描研究和单核苷酸多态性标记基因组扫描研究，已定位了部分家族性烟雾病相关基因。本文即就家族性烟雾病相关基因的研究进展进行综述。

　　【关键词】 脑底异常血管网病，家族性; 基因; 多态性，多核苷酸; 微卫星标记

　　烟雾病又称Moyamoya病、自发性基底动脉环闭塞症。以双侧颈内动脉末端及大脑前、中动脉起始部动脉内膜缓慢增厚，动脉管腔逐渐狭窄以至闭塞，脑底穿通动脉代偿性扩张为特征，病因尚不明确[1-4]。其为儿童缺血性脑卒中最常见的原因之一。

　　现有的研究表明：遗传因素在烟雾病的发病过程中起着极其重要的作用[5-6]，存在多个烟雾病相关基因。约6%~10%的烟雾病病人有家族史，其遗传模式为多基因遗传或低外显率的常染色体显性遗传[7]。国外学者已利用烟雾病家系定位了部分基因，这些研究根据基因定位方法的不同，可分为微卫星标记基因组扫描研究和单核苷酸多态性标记基因组扫描研究。

　　1 微卫星标记基因组扫描研究

　　1.1 候选基因定位基因组扫描研究　　 先选定与疾病发病相关的基因为候选基因，而后在其附近用微卫星标志物标记后行基因组扫描，最后通过对这些微卫星标志物的基因分型来研究候选基因与疾病的连锁关系。利用这一方法，目前已成功定位了6号染色体D6S441位点、17q25两个家族性烟雾病相关基因位点。

　　1995年，Aoyagi等[8]对32例日本烟雾病病人的白细胞抗原 (HLA) 进行分型检测后发现：HLA-B51抗原与烟雾病呈显著性相关，且烟雾病病人HLA-B51与HLA-DR4抗原联合体出现的频率远高于对照组。1997年，Inoue等[9]也发现：HLA-DRB1*0405、HLA-DQB1*0502和HLA-DQB1*0401等位基因与烟雾病呈显著性相关。在此基础上，2000年，Inoue等[10]以HLA基因所在的6号染色体为候选基因组进行了基因扫描，他利用15个微卫星标志物对19个日本烟雾病家系的6号染色体进行高密度标记，然后对微卫星标志物引物进行PCR扩增，对扩增产物进行基因分型及受累同胞对连锁分析后，结果提示6号染色体D6S441位点与家族性烟雾病显著相关。2003年，韩国学者Han等[11]也通过研究28例韩国烟雾病的HLA等位基因，发现HLA-B35等位基因与烟雾病显著性相关，再次证实了HLA基因所在的6号染色体上存在家族性烟雾病相关基因。

　　临床实践中，我们发现神经纤维瘤病Ⅰ型 (NFⅠ) 可伴发烟雾病，并已有超过50例的报道。有鉴于此，Yamauchi等[7]以NFⅠ基因所在的17号染色体为候选基因组，对24个日本烟雾病家系进行了基因组扫描， 发现17q25基因位点与家族性烟雾病呈显著性相关。

　　候选基因定位基因组扫描研究虽然针对性强、方法简单，但存在以下缺点：①需对相关基因的功能和伴发疾病事先有所认识。②即使某一候选基因与家族性烟雾病相关基因间有连锁关系，但由于这只是统计学结果，并不能排除家族性烟雾病相关基因在该候选基因位点附近的可能性。③具有盲目性。鉴于此，国外学者仍采用全基因组扫描定位法进行定位研究。

　　1.2 全基因组扫描定位研究 该研究利用多色荧光标记的微卫星标志物引物对整个人类基因组进行标记后行全基因扫描及连锁分析，从而将疾病相关基因位点定位到某一染色体区域内。同时还可进一步利用区域内微卫星标志物对疾病相关基因进行精细定位，如能将范围缩小到1 cM (1%重组率) 以内，便可直接大规模进行DNA测序、分离并克隆出疾病的相关基因。由于全基因组扫描定位法可以快速、准确、高效地在整个人类基因组内筛选特定疾病的所有易感基因，因此，特别适用于包括家族性烟雾病在内的多基因疾病的相关基因定位研究。利用这一方法，目前已经定位3p24.2-26、8q23两个家族性烟雾病相关基因位点。

　　1998年，Ikeda等[6]利用371个微卫星标志物对l6个日本家系的77例病人行全基因组扫描，并对扫描结果行非参数连锁分析，得出3p24.2-26基因位点与家族性烟雾病存在显著相关性的结论。2003年，Zafeiriou等[12]对希腊一个烟雾病家系的研究也得出了类似结论，再次证实基因位点3p24.2-26与家族性烟雾病的发生密切相关。

　　2004年，Sakurai等[13]对12个日本烟雾病家系进行了全基因组扫描。整个扫描过程分为两步，首先采用391个微卫星标志物对家系成员的DNA进行标记，然后行粗筛扫描，结果提示：8q和12p上存在烟雾病的相关基因;然后另外选取17个8q微卫星标志物和20个12p微卫星标志物，对8q和12p标记后进行精细扫描，结果提示：8q23和12p12位点与烟雾病相关;对此结果行传递不平衡检验 (TDT) 后，最终确定8q23与家族性烟雾病呈显著性相关，12p12与家族性烟雾病可能相关。

　　2 单核苷酸多态性标记基因组扫描研究

　　单核苷酸多态性是指在基因组水平上单个核苷酸存在转换 (C与T互换，在其互补链上则为G与A互换) 或颠换 (C与A、G与T、C与G、A与T互换) 等变异所引起的DNA序列多态性。它是第三代遗传标志物，与微卫星标志物相比具有位点数目多，分布广，标记密度高，稳定度高，定位精确，易于进行自动化、规模化分析等优点，其运用日渐广泛。

　　韩国学者Kang等[14]认为：血管损伤后平滑肌细胞迁移、过度增生是导致烟雾病发生的重要原因。血管损伤后，其修复程序自动激活，平滑肌细胞向血管受损处迁移并增生修复破损处;金属蛋白酶 (MMP) 和金属蛋白酶组织抑制剂 (TIMP) 是这一过程中最重要的调节酶，两者之间的平衡失调可导致血管平滑肌细胞过度增殖，引起血管内膜增厚，导致烟雾病的发生。比照基因定位图谱后，Kang等发现：LTIMP4及TIMP2的基因位点分别与家族性烟雾病相关基因位点3p24.2-26及17q25部分重合;进一步对家族性烟雾病病人的TIMP4、TIMP2基因行单核苷酸多态性标记基因组扫描研究后，发现TIMP2基因启动子418位点的G/C杂合子可能是家族性烟雾病的易感基因。这是目前惟一见诸报道精确定位的家族性烟雾病相关基因位点。

　　然而日本学者采用日本人家系对上述基因位点进行单核苷酸多态性标记基因组扫描研究后却发现：该基因位点上的单核苷酸多态性与对照组差异无统计学意义。原因可能与病例数太少有关，也可能是人种差异所致。这从另一角度说明了遗传因素在烟雾病发病过程中的作用[15]。

　　3 结 语

　　综合以上研究结果，家族性烟雾病是一种多基因遗传病，其易感基因尚未得到明确定位。对家族性烟雾病相关基因进行更为深入的研究，并尽快明确家族性烟雾病的病因及发病机制，最终克隆出家族性烟雾病的相关基因，是今后的研究方向。

　　【参考文献】

　　[1] 段炼, 孙伟建, 王芙昱, 等. 国人烟雾病临床特征探讨 [J]. 中国临床神经外科杂志, 2005, 10(4): 269-271.

　　[2] 陈诤, 毛颖, 周良辅. 烟雾病的研究进展 [J]. 国外医学: 脑血管病分册, 2004, 12(10): 764-764.

　　[3] KHAN N, YONEKAWA Y. Moyamoya angiopathy in Europe [J]. Acta Neurochir, 2005, 94(Suppl): 149-152.

　　[4] SMITH E R, SCOTT R M. Surgical management of mo- yamoya syndrome [J]. Skull Base, 2005, 15(1): 15-26.

　　[5] SEOL H J, WANG K C, KIM S K, et al. Familial occurrence of moyamoya disease: a clinical study [J]. Childs Nerv Syst, 2006, 22(9): 1143-1148.

　　[6] IKEDA H, SASAKI T, YOSHIMOTO T, et al. Mapping of a familial moyamoya disease gene to chromosome 3p24.2-p26 [J]. Am J Hum Genet, 1999, 64(2): 533-537.

　　[7] YAMAUCHI T, TADA M, HOUKIN K, et al. Linkage of familial moyamoya disease (spontaneous occlusion of the circle of willis) to chromosome 17q25 [J]. Stroke, 2000, 31(4): 930- 935.

　　[8] AOYAGI M, OGAMI K, MATSUSHIMA Y, et al. Human leukocyte antigen in patients with moyamoya disease [J]. Stoke, 1995, 26(3): 415-417.

　　[9] INOUE T K, IKEZAKI K, SASAZUKI T, et al. Analysis of class Ⅱgenes of human leukocyte antigen in patients with mo- yamoya diseases [J]. Clin Neurol Neurosurg, 1997, 99(Suppl 2): 234-237.

　　[10] INOUE T K, IKEZAKI K, SASAZUKI T, et al. Linkage ana-lysis of moyamoya disease on chromosome 6 [J]. J Child Neurology, 2000, 15(3): 179-182.

　　[11] HAN H, PYO C W, YOO D S, et al. Associations of Mo-yamoya disease patients with HLA classⅠand classⅡalleles in the Korean population [J]. J Korean Med Sci, 2003, 18(6): 876-880.

　　[12] ZAFEIRIOU D I, IKEDA H, ANASTASIOU A, et al. Famililal moyamoya disease in a Greek family [J]. Brain Dev, 2003, 25(4): 288-290.

　　[13] SAKURAI K, HORIUCHI Y, IKEDA H, et al. A novel susceptibility locus for moyamoya disease on chromosome 8q23 [J]. J Hum Genet, 2004, 49(5): 278-281.

　　[14] KANG H S, KIM S K, CHO B K, et al. Single nucleotide polymorphisms of tissue inhibitor of metalloproteinase genes in familial moyamoya disease [J]. Neurosurgery, 2006, 58(6): 1074-1080.

　　[15] KANG H S, KIM S K, CHOBK, et al. Single nucleotide polymorphisms of tissue inhibitor of metalloproteinase genes in familial moyamoya disease [J]. Neurosurgery, 2006, 58(6): 1074-1080.