《Ophthalmic Genetics》：CDH23-associated Usher syndrome: genotype–phenotype correlations
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本研究首次系统探讨了CDH23基因突变组合（两个功能丧失型、一功能丧失型一非功能丧失型、两个非功能丧失型）与USH1D患者视网膜表型（如发病年龄、视力、椭圆体带宽度、外核层厚度）进展的相关性。虽数据显示非功能丧失型变异可能与较温和表型相关，但所有参数均未达到统计学显著差异，为未来大型前瞻性研究提供了重要框架。
引言
Usher综合征（USH）是一种遗传异质性、常染色体隐性遗传疾病，其特征是感音神经性听力损失和遗传性视网膜营养不良（IRD）的双重感觉障碍，可能伴有前庭功能障碍。它是导致听觉和视觉合并损伤的最普遍原因之一。CDH23基因的致病性变异于1996年被定位为Usher综合征1D型（USH1D）的致病原因，占所有USH1型病例的近三分之一。尽管该基因已被证实是导致孤立性感音神经性听力损失的主要原因，但关于其眼部表型的文献数据很少，迄今为止最大的自然史研究由本团队于2024年发表。同样，基因型-表型相关性至今尚未阐明。本研究旨在基于此前发表的纵向报告，利用最大的单中心分子确诊患者数据集，识别USH1D中是否存在相关的基因型-表型关联。
材料与方法
本回顾性队列研究遵循《赫尔辛基宣言》原则，并获得了Moorfields眼科医院伦理委员会的批准。研究纳入了经分子生物学确诊具有双等位基因CDH23变异的患者，排除了视网膜成像和表型细节（如发病年龄、最佳矫正视力（BCVA）和症状学）不可用的患者。遗传检测结合了Sanger直接测序和/或下一代测序、视网膜营养不良基因测序panel、全外显子组测序（WES）和全基因组测序（WGS）。所有患者均由经验丰富的遗传性视网膜疾病专家接诊。回顾了临床记录，包括病史、BCVA、屈光、眼底镜检查和裂隙灯生物显微镜检查结果。发病年龄定义为开始出现视力相关症状的年龄。BCVA分析以logMAR表示。视网膜成像使用 Spectralis SD-OCT 和 Optos California 获取。对所有视网膜成像进行了分析，荧光素眼底血管造影（FAF）进行定性分析，光学相干断层扫描（OCT）也通过Heyex中的数字卡尺进行定量分析。由经验丰富的医生对成像进行分级，测量了椭圆体带宽度（EZW）的保留范围和通过测量内外界膜之间的距离得到外核层（ONL）厚度。根据鉴定的分子变异将患者分为三组：（i）组1（G1）具有两个功能丧失型（LoF）变异，（ii）组2（G2）具有一个非LoF和一个LoF变异，以及（iii）组3（G3）具有两个非LoF变异。比较了上述定量参数。使用GraphPad Prism 9进行统计分析，显著性水平设为p < 0.05。
结果
组别分类
29名患者符合纳入标准，其中大多数（n=18）具有复合杂合或纯合状态的LoF变异（G1），其余属于G2（n=5）和G3（n=6）。
疾病发病
已知20名患者的确切发病年龄。G1、G2和G3的平均发病年龄（范围）分别为8.9（1-14）、12.75（6-17）和12.6（8-18）岁，无显著差异（p=0.19）。
视力
首次记录BCVA时的患者年龄存在差异。基线访视时，G1、G2和G3的平均年龄（范围，± SD）分别为28.7岁（8-70，±19.1）、20.1岁（3-49，±16.5）和19.7岁（5-48，±14.4）。尽管G1患者的就诊年龄较高，但三组之间无显著差异（p=0.4）。G1、G2和G3基线访视时的平均（范围，± SD）LogMAR BCVA分别为0.53（0-2.2，±0.64）、0.23（0-0.8，±0.3）和0.2（0.2-1.50，±0.27）。此差异不显著（p=0.16），G1与G3之间的差异也不显著（p=0.09）。
27名患者有纵向数据。末次访视时，G1、G2和G3的平均年龄（范围，± SD）分别为37.6岁（14-74，±18.7）、30.5岁（5-67，±22.1）和32.7岁（16-52，±15.6），无显著差异（p=0.7）。末次访视时G1、G2和G3的平均（范围，± SD）LogMAR BCVA分别为0.66（0.2-2.7，±0.72）、0.62（0-2.7，±1.0）和0.43（0-1.8，±0.63）。通过ROUT分析识别出四个异常值；剔除后，平均LogMAR BCVA分别为0.41（0.2-0.9，±0.25）、0.21（0-0.4，±0.16）和0.2（0-0.5，±0.19），无显著差异（p=0.1）。同样，G1与G3之间的差异也未达到统计学显著性（p=0.08）。
临床发现
我们队列的临床发现与典型的视网膜色素变性（RP）相符，三组之间没有特别的区别。然而，三名患者（G2中一名，G3中两名）患有扇形RP——或更准确地描述为上方视网膜保留——均携带c.5237 G>A, p. Arg1746Gln变异。此外，一名处于反式状态携带c.7823 G>A（p.Arg2608His）变异的患者在正式听力测试中仅有轻度听力损失。
视网膜成像
所有患者均进行了视网膜成像，纵向数据的平均随访时间为6.8年。
OCT
基线访视时，G1、G2和G3的平均年龄（范围，± SD）分别为30.1岁（7-70，±19.6）、22.8岁（3-56，±19.5）和24.6岁（9-48，±15.1），无显著差异（p=0.64）。
从定性角度看，作者未发现任何特定于任一组的特征。11名受试者存在视网膜内囊样间隙（IRCS）——G1中7名（39%），G2中2名（40%），G3中1名（16.6%），在具有LoF变异的患者中更为普遍。这些IRCS在随访期间相对稳定。
4名患者（22.2%）在G1中，2名患者（40%）在G2中，5名患者（83.3%）在G3中，在首次访视时经黄斑区30度B扫描未发现任何EZW损失。由于存在EZW损失的其余受试者年龄差异大且样本量小，除了G1组（估计为78.7 μm/年）外，无法估计任何组别的EZW损失年率。有趣的是，只有一名G3患者（年龄35岁）在17年随访后出现了EZW损失；他在上述年龄时的EZW为5438 μm。这是所有该视网膜层有任何形式破坏的患者中保存最完好的EZW。
还测量了ONL厚度。基线时，G1中有两名患者和G2中有一名患者因外层视网膜完全变薄而无法测量ONL。基线访视时，G1患者的平均（范围，± SD）ONL厚度为87.5 μm（37-115，±25.3），G2为93.25 μm（70-112，±18.4），G3为92.7 μm（82-127，±15.8）。组间基线ONL无统计学显著差异（p=0.84）。末次访视时，G1的平均ONL厚度为60.9 μm（28-111，±29.6），G2为79 μm（27-106，±35.4），G3为86.9 μm（60-115，±16.8），组间未达到统计学显著性（p=0.46）；比较两个极端值G1和G3时也是如此，尽管未达到显著性（p=0.1912）。ONL厚度损失的平均年率（± SD，95%置信区间）在G1中为2.15 μm/年（±2.2，[0.65–3.6]），在G2中为1.22 μm/年（±1.6，[?1.3–3.8]），在G3中为1.5 μm/年（±1.5，[0.06–2.9]），同样无显著差异（p=0.66）。
FAF
队列中大多数患者在FAF成像中有高自发荧光环。G1中有12名患者有这些高自发荧光环。同样，除了G2中一名患者和G3中一名患者FAF完全正常外，这两组中的所有其他患者（n=9）都有高自发荧光环。三名患者，G2中一名，G3中两名，具有扇形RP表型，上方视网膜保留，这三名患者至少有一个错义变异——共同因素是存在c.5237 G>A, p.（Arg1746Gln）。我们当前的假设是，这代表了一个低效等位基因。另一个不寻常的表型是携带c.4246C>T, p.（Pro1416Ser）突变纯合子的个体。有一个界限分明的碟状视网膜保留区域，对应于FAF中的高自发荧光区域。
讨论
本研究试图在CDH23相关Usher综合征患者队列中建立基因型-表型相关性。我们旨在评估根据突变的不同，患者的自然史和相应的视网膜表型是否存在差异。鉴于该疾病的相对罕见性和小样本量，受试者根据变异组合分为三组。
我们的数据似乎显示了一种趋势，表明具有两个LoF变异的组（G1）发病年龄更早、视力更差、视网膜表型更严重，尽管这些均未达到统计学显著性，这可能与研究的不平衡性、回顾性性质以及小样本量有关。事实上，发病年龄和BCVA提示具有两个LoF变异的患者疾病可能更严重，视网膜成像也支持这一点。G3组中大多数受试者在整个随访期间没有EZW损失——只有一人在末次访视时出现——也表明具有两个非LoF变异的患者可能具有较温和的表型。此外，值得注意的是，最陡峭的差异似乎出现在G1和G3之间。例如，前者的平均ONL厚度在末次访视时为60.9 μm，后者为86.9 μm；这可能由于范围重叠，也未达到统计学显著性。这是一个重要的视网膜生物标志物，在多种形式的IRD中与视觉功能直接相关，因为它完全对应于黄斑中心凹视锥光感受器的数量。因此，可以推测非LoF变异患者的自然史更温和，具有更长的光感受器结构完整性窗口期。
一个重要的考虑是，无论哪种变异分组，大多数患者在RP背景下都具有相对温和的表型，具有广泛的结构保留窗口。这在临床试验设计和未来前瞻性研究的患者选择方面具有重要意义。采用高分辨率自适应光学（AO）成像的研究将特别有帮助，因为疾病进展缓慢——OCT生物标志物需要数十年的随访来追踪变化，而AO生物标志物将加速这一过程。
具有最独特表型的变异是c.5237 G>A p.（Arg1746Gln）。这种扇形样表型可能更准确地称为上方视网膜保留，因为这是唯一保留视网膜且没有视网膜内色素针状体的象限。同样，这些患者的下方视野得以保留，这与其视网膜表型一致。另一个有趣的表型是我们携带4246C>T，p.（Pro1416Ser）突变纯合子的患者。他有一个类似椭圆形的碟状中央视网膜保留区域。据我们所知，这一发现在任何其他形式的RP中均未报道过。
如上所述，我们的研究有几个局限性，主要与数据的回顾性性质和样本量小有关。此外，本文报告的所有EZ宽度横向测量均假设眼轴长度为24毫米。需要更大规模、国际性、多中心——理想情况下是前瞻性的——队列，采用标准化的图像采集技术，包括详细的生物测量以及深入的功能测试，如微视野检查和静态视野检查，以进一步评估CDH23相关Usher综合征的表型并建立更可靠的基因型-表型相关性。我们的研究旨在为未来针对该疾病的深入研究提供一个框架。
结论
这是首个专注于CDH23相关Usher综合征基因型-表型相关性的研究。尽管我们的数据显示了至少携带一个非LoF变异的患者可能具有较好表型的趋势，但本文评估的所有参数均未识别出统计学显著差异。需要更大规模的前瞻性研究来进一步调查和推断基因型与表型之间的关联。
