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本研究针对眼皮肤白化病(OCA)遗传诊断率不足的现状，对28个巴基斯坦近亲婚配家族进行深入分子遗传学分析，实现了100%的诊断率，并首次鉴定并功能验证了TYR基因的一个导致假外显子激活的深内含子致病性变异，同时发现18%的家庭病因实为Hermansky-Pudlak综合征(HPS)，强调了在OCA患者中筛查综合征相关基因的重要性。
眼皮肤白化病(OCA)是一组临床和遗传异质性的疾病，患者因皮肤、毛发和眼睛的色素缺乏以及视力问题而面临挑战。更复杂的是，其中一部分患者并非单纯的OCA，而是伴有免疫、血液等系统症状的综合征型，如Hermansky-Pudlak综合征(HPS)，后者需要更全面的临床管理。尽管已知有超过23个相关基因，但即使在全面检测后，仍有约30%的OCA患者无法得到明确的遗传学诊断。一个引人注意的现象是，许多患者仅在TYR等OCA基因中携带单个致病突变，这暗示着大量尚未被发现的致病变异，特别是位于非编码区的“暗物质”，可能隐藏在常规检测的视野之外，导致遗传咨询和疾病预防的“漏网之鱼”。
为了解决这些谜题，一个研究团队在《European Journal of Human Genetics》上发表了一项研究。他们聚焦于巴基斯坦旁遮普地区的28个近亲婚配家族，这些家族中共有136名OCA患者。研究人员的目标是，利用先进的测序技术，不仅要找到所有家族的确切病因，更要探索那些常规检测可能遗漏的非编码区变异，以提高诊断率，并为精准医疗提供基础。
为了开展研究，研究者主要采用了以下几个关键技术方法：首先，他们对来自28个家族的136名OCA患者进行了靶向基因面板测序，该面板涵盖了包括TYR、OCA2等8个OCA相关基因及HPS1、HPS4等多个HPS相关基因在内的20个基因，并进行拷贝数变异(CNV)分析。对于基因面板未能找到病因的ALB2家庭，则对5名成员（包括患者和父母）进行了全基因组测序(WGS)和纯合子定位分析。其次，为了解析在一个家族中发现的首个TYR基因深内含子变异（NM_000372.4: c.1366+4629 A>G）的致病机制，他们进行了小基因分析，在RPE-1细胞中构建了包含该变异的微型基因表达系统，并通过剪接转换寡核苷酸(SSO)进行了功能挽救实验。最后，研究者利用公共RNA测序数据库分析了该假外显子在正常人群黑色素细胞中的本底表达水平，并利用多种生物信息学工具（如MaxEntScan, SpliceAI, Pangolin）对变异对剪接的影响进行了预测。
研究结果
NGS基因面板分析
对28个近亲婚配OCA家族的分析，成功在100%的家庭中找到了分子遗传学诊断。TYR是最主要的致病基因，在54%（15/28）的家庭中被发现，其次是OCA2基因，占25%（7/28）。值得注意的是，在9个新发现的变异中，有4个位于HPS相关基因。通过CNV分析，在TYR和HPS4基因中各发现一个缺失变异。最重要的发现之一是，在18%（5/28）的家庭中，病因是HPS相关基因的致病性变异，这提示了在OCA患者中系统筛查综合征相关基因的临床必要性。
TYR中一个深内含子变异的鉴定与功能分析
在基因面板未找到病因的ALB2家族中，全基因组测序结合纯合子定位分析，在11号染色体上一个5.87兆碱基的共享纯合区域中，锁定了一个位于TYR基因内含子深处的罕见变异（NM_000372.4:c.1366+4629 A>G）。该变异在全球最大的人群变异数据库（gnomAD）中频率极低。生物信息学分析预测，该变异能显著增强一个潜在的假性供体剪接位点强度。这个位点与上游139个碱基对处的一个受体剪接位点共同定义了一个名为PE3的假外显子。对公共RNA测序数据的分析证实，在普通人群中，这个PE3假外显子有极低水平的本底插入。
TYR深内含子变异的小基因分析
为了验证这个深内含子变异的功能，研究者进行了小基因实验。结果显示，野生型的小基因会产生正常剪接产物，但也会产生少量包含不同假外显子的异常转录本。而携带c.1366+4629 G突变的小基因，则完全无法产生正常的TYR外显子4-5连接转录本，取而代之的是高比例地激活并包含PE3假外显子，或PE3与另外两个假外显子（PE1和PE2）的组合。对剪接产物的测序分析确认了这些异常转录本的存在。更重要的是，当研究者使用剪接转换寡核苷酸靶向抑制PE3的5‘剪接位点时，成功恢复了相当一部分正常剪接的转录本，这直接证明了该变异通过激活PE3而导致疾病。
这项研究得出了几个关键结论，具有重要的临床和科学意义。首先，通过对28个近亲婚配家族的系统分析，研究实现了100%的分子诊断率，这与欧洲人群中约70%的诊断率形成鲜明对比，高诊断率可能与大家系、人群近亲婚配背景以及侧重于皮肤色素减少的纳入标准有关。其次，研究揭示了在巴基斯坦OCA人群中，HPS的发生率可能相对较高（本研究中高达18%），这强烈提示，对白化病患者进行分子诊断时，必须常规纳入HPS相关基因的筛查，这对于识别需要特殊临床管理的综合征型患者至关重要。最后，也是最具突破性的发现是，研究首次鉴定并功能验证了TYR基因中的一个深内含子致病性变异，该变异通过激活一个假外显子，破坏了正常的基因剪接，最终导致无义介导的mRNA降解(NMD)或产生功能不全的蛋白质。这一发现不仅解释了部分携带单等位基因突变的OCA患者的病因，为分子诊断开辟了新的方向，也揭示了TYR基因内部复杂的剪接调控网络。研究还通过剪接转换寡核苷酸成功“修复”了突变基因的剪接错误，为未来开发针对此类剪接异常的治疗策略提供了概念验证。总之，这项研究强调了对OCA患者进行包含HPS基因的全面基因检测的重要性，并首次将TYR基因的深内含子变异与疾病联系起来，提升了我们对白化病遗传病因学的整体认识，为未来的精准诊断和潜在疗法开发奠定了重要基础。
