你的近视，真的是因为用眼过度吗？

新知小课堂

Q1：我国儿童近视率已经超过了 50%，那什么是早发性高度近视呢？我们该如何去应对？

A1：早发性高度近视 (eoHM) 是指儿童学龄前 (< 7 岁) 发展为高度近视的情况，与普通近视和迟发性高度近视 (loHM) 有所不同。eoHM 主要由遗传因素决定，遗传学研究表明，eoHM 与遗传性眼病密切相关，是儿童眼部疾病早期诊断的重要线索。因此，eoHM 的研究需要包括详细的眼部结构和功能检查，以及遗传学筛查，以促进早期诊断和干预。本期分享的研究内容利用纳昂达的产品进行全基因组文库构建，为致病基因的查找提供了重要基础。

Q2：遗传基因对于近视的发生有多大的影响呢？

A2：在近视的发生发展中，遗传基因起到重要作用，约占风险的 70%，近视与超过 450 种遗传基因变异相关。尽管遗传因素起到关键作用，环境因素如电子产品过度使用也对近视产生影响。

 

01 背景

家族性渗出性玻璃体视网膜病变 (FEVR) 在新生儿中的发生率为 0.11%[1]，是一种罕见的遗传性玻璃体视网膜病变，其特点是在周边视网膜中存在不完全的血管化和差异化[2]。该病的平均发病年龄为 6 岁，但也可能在任何年龄出现。FEVR 在临床有三种遗传形式：常染色体显性、常染色体隐性和 X 连锁隐性。到目前为止，已发现有 11 个基因与 FEVR 的发病机制有关。

2023 年 2 月 25 日，中山大学中山眼科中心眼科国家重点实验室在 Genes (IF=3.5) 期刊上发表《Novel Exon 7 Deletions in TSPAN12 in a Three-Generation FEVR Family: A Case Report and Literature Review》，该文章介绍了两岁半的 FEVR 先证者通过全基因组测序 (WGS) 辅助诊断后发现，其是由 TSPAN12 基因外显子 7 杂合缺失引起的 FEVR。TSPAN12 基因突变在 FEVR 患者中占 5.6% 至 8.0%，而在无症状轻度 FEVR 患者中更为常见 (12.8%) [3-5]。

 

02 研究方法

病例来源：FEVR 先证者来源于广东广州的中山大学中山眼科中心小儿与遗传眼病科招募。

常规检测项目：对先证者及其家庭成员进行了全面的眼科检查，包括眼底照片、最佳矫正视力 (BCVA)、扫描激光眼底镜 (SLO)、眼底荧光素血管造影 (FFA)、光学相干断层扫描 (OCT) 以及全视野视网膜电图 (ERG)。

靶向测序及 Sanger 测序：基于靶向外显子测序和生物信息学分析的变异检测。

全基因组测序 (WGS)、拷贝数变异 (CNV) 分析和荧光定量聚合酶链式反应 (qPCR)：使用 NadPrep DNA Universal Library Preparation Kit (for MGI) (Nanodigmbio) 进行了文库构建。质检合格后进行测序，生物信息学分析使用公共软件和内部开发的软件进行。

 

03 结果

患者特征和遗传分析

先证者通过一系列常规检查 (图 1.)，在初诊时被诊断为早发性高度近视 (eoHM)，其父母都不配戴眼镜且视力良好，其他家庭成员也没有报告过高度近视的家族史。

图 1. 在该家庭中观察到的眼部表型

(a) III:1 左眼的 ERG 异常，并与正常对照组 (NC) 进行了比较。NC 没有明显的眼部异常或屈光不正。

(b)通过眼底荧光素血管造影术 (FFA) 在先证者中观察到典型的血管变化，包括外周视网膜中的血管渗漏和无血管区。后续研究显示弓状血管与视盘之间的角度变小 (右眼从 110.1 度变为 99.7 度，左眼从 107.1 度变为 97.4 度)。

(c) I:1 右眼的眼底照片。彩色眼底照看似正常，通过 FFA 检测到了轻度的 FEVR 变化，包括颞侧视网膜无血管区域 (白色箭头)、弥漫性染料渗漏 (绿色箭头) 和血管分支的增加。

(d) II:2 右眼的眼底照片。在外周视网膜中观察到了额外的血管分支变直迹象 (蓝色箭头)。

(e) 先证者视网膜结构替代标记物的 OCT 图像。先证者表现为颞侧视网膜在内界膜 (ILM) 和外部丛状层 (OPL) 之间显示出视网膜分裂。

红色三角形代表视网膜分裂的位置；ILM，内界膜；NFL，神经纤维层；GCL，神经节细胞层；IPL，内部丛状层；INL，内核层；OPL，外部丛状层；ONL，外核层；ELM，外限膜；RPE，视网膜色素上皮。1，黄斑；2，视盘。

由于系统性综合征可能由一系列基因引起，为进一步探索，研究人员对患者进行了基因检测。患者外周血 gDNA 靶向外显子组测序结果显示，CACNA1F 基因中存在半合子变异，CNGB1 基因中存在纯合子变异。然而在 II：3 (患者的叔叔) 中，存在相同的半合子变异 (图 2.a & b)，其 ERG 检测为正常。生信分析结果显示，这两种错义突变均为良性；根据美国医学遗传学与基因组学学会 (ACMG) 指南，在早发性高度近视致病基因中检测到的这两种变异被归类为良性，并且无法解释先证者的表型[6]。因此，研究人员进一步进行了 WGS 检测分析。

图 2. 家庭的遗传分析

(a)家系图以及在家庭中检测到的变异和 CNV 的分离情况。

(b)在该家庭中检测到的 CACNA1F c.5881G>T 和 CNGB1 c.1631C>T 变异。

(c) IGV 可视化。橙色矩形框中的灰色波形表示 reads 覆盖率。矮小的波形表示缺失。

(d) TSPAN12 中 Exon 7 的拷贝数。黄色星号表示在 I:1、II:2、II:3 和先证者 (III:1) 中使用 qPCR 检测到了 TSPAN12 Exon 7 的一个拷贝。

(e) RT-PCR 产物的凝胶图像。在 II:2 中观察到两个片段，包括一个 530 bp 的片段和一个 386 bp 的超短片段，与仅含有一个 530 bp 片段的正常对照 (NC) 相比。较短的片段代表了 TSPAN12 Exon 7 缺失的扩增子。M，1000 个 DNA 标记，具有 400 bp 的明亮条带。

(f)直接测序验证了 II:2 中 TSPAN12 Exon 7 的缺失。

(g) TSPAN12 中包含外显子区域的缺失的示意图。外显子区域以黑色高亮显示，连接线代表内含子区域。条形图代表先前报道的 FEVR 患者和本研究中发现的不同的缺失。颜色表示患者更严重的眼睛中的 FEVR 分级；浅颜色代表 1/2 阶段，深颜色代表 3/4 阶段。

 进一步的 WGS 检测结果显示，在 Chr7:g.120437365-g.120450365 (NM_012338.4: c.468+152_c. 613-8414del) 区域发生大片段缺失，其中包含了 TSPAN12 基因的 Exon 7 (图 2.c)。基于以下两个原因，该 CNV 被预测为可能致病 (LP)：(1) 截断是TSPAN12 基因导致 FEVR 的机制之一；(2) 该 CNV 在 DGV (基因组变异数据库) 和 1000 个基因组数据库中均未出现。随后，使用 qPCR 对家庭成员进行共分离分析，在先证者、I:1、II:2 和 II:3 检测到了杂合性 CNV (图 2.d)，并通过 RNA 分析证实了 Exon 7 的框内缺失 (图 2.e & f)。

基于先证者的 WGS 检测结果，对患者及其家庭成员进行了进一步的临床检查，包括 FFA、SLO 或 OCT。结合图 1.b.c.d.e 和图 2.a.d 的检查结果，研究人员得出结论：此家庭中检测到的 CNV 变化 Chr7:g.120437365–g.120450365 被归类为 LP (PVS1、PM2、PP1 和 PP4)。

 

04 总结

 简而言之，由于出现了屈光不正，这名年幼患者在首次就诊时被诊断为早发高度近视。此时的诊断倾向于早发性高度近视综合征。随后的靶向测序，分别揭示了 CACNA1F 和 CNGB1 中的两个变异。然而，无论是生物信息学预测还是家庭共分离分析都得出结论，这两个变异均是良性的。全基因组测序揭示了一个大跨域的拷贝数变异，该变异跨越了整个 TSPAN12 基因的 Exon 7。生物信息学分析和转录水平的进一步分析支持这种 CNV 在 TSPAN12 中产生了整个 Exon 7 的框内缺失。该家庭的 FFA 图像和 qPCR 结果验证了共分离。根据临床和遗传学结果，先证者的诊断从早发性高度近视转变为由 TSPAN12 Exon 7 杂合性缺失引起的 FEVR。

由于其临床和遗传的异质性，FEVR 的诊断一直较为困难。此外，早期 FEVR 的血管变化较为微妙，因此单纯的临床检查可能不足以诊断 FEVR，需要进行荧光素眼底血管造影 (FFA) 的成像结果[7]。研究结果强调了在对早发性高度近视患者进行眼底检查时要注意外周视网膜，进一步确认了 NGS 测序在指导早期诊断和症状管理方面的有用性，尤其是对于 FEVR 等遗传性眼病。

 

05 订购信息

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参考文献

[1]Tang, H.; Li, N.; Li, Z.; Zhang, M.; Wei, M.; Huang, C.; Wang, J.; Li, F.; Wang, H.; Liu, Z.; et al. Fundus examination of 199 851 newborns by digital imaging in China: A multicentre cross-sectional study. Br. J. Ophthalmol. 2018, 102, 1742–1746.

[2]Li, J.K.; Li, Y.; Zhang, X.; Chen, C.L.; Rao, Y.Q.; Fei, P.; Zhang, Q.; Zhao, P.; Li, J. Spectrum of Variants in 389 Chinese Probands With Familial Exudative Vitreoretinopathy. Investig. Ophthalmol. Vis. Sci. 2018, 59, 5368–5381.

[3]Chen, C.; Sun, L.; Li, S.; Huang, L.; Zhang, T.; Wang, Z.; Yu, B.; Ding, X. The spectrum of genetic mutations in patients with asymptomatic mild familial exudative vitreoretinopathy. Exp. Eye Res. 2020, 192, 107941.

[4]Seo, S.H.; Kim, M.J.; Park, S.W.; Kim, J.H.; Yu, Y.S.; Song, J.Y.; Cho, S.I.; Ahn, J.H.; Oh, Y.H.; Lee, J.S.; et al. Large Deletions of TSPAN12 Cause Familial Exudative Vitreoretinopathy (FEVR). Investig. Ophthalmol. Vis. Sci. 2016, 57, 6902–6908.

[5]Tang, M.; Sun, L.; Hu, A.; Yuan, M.; Yang, Y.; Peng, X.; Ding, X. Mutation Spectrum of the LRP5, NDP, and TSPAN12 Genes in Chinese Patients With Familial Exudative Vitreoretinopathy. Investig. Ophthalmol. Vis. Sci. 2017, 58, 5949–5957.

[6]Richards, S.; Aziz, N.; Bale, S.; Bick, D.; Das, S.; Gastier-Foster, J.; Grody, W.W.; Hegde, M.; Lyon, E.; Spector, E.; et al. Standards and guidelines for the interpretation of sequence variants: A joint consensus recommendation of the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology. Genet. Med. 2015, 17, 405–424.

[7]Kashani, A.H.; Learned, D.; Nudleman, E.; Drenser, K.A.; Capone, A.; Trese, M.T. High prevalence of peripheral retinal vascular anomalies in family members of patients with familial exudative vitreoretinopathy. Ophthalmology 2014, 121, 262–268.