Gaa基因,也被称为酸性α-葡萄糖苷酶基因,编码一种关键酶,即酸性α-葡萄糖苷酶,它在细胞中负责将糖原分解成葡萄糖-1-磷酸和葡萄糖。糖原是细胞中储存糖的形式,在需要时被分解以提供能量。Gaa基因的突变会导致酸性α-葡萄糖苷酶缺乏症,这是一种溶酶体储存病,也称为庞贝病。庞贝病是一种常染色体隐性遗传疾病,患者由于酸性α-葡萄糖苷酶活性不足或缺乏,导致糖原在溶酶体内积累,尤其是心脏和肌肉组织,最终导致心肌病和肌肉无力的症状。
庞贝病根据发病年龄和临床表现可以分为三种类型:婴儿型、晚发型和青少年型。婴儿型庞贝病通常在出生后几个月内出现症状,如心脏肥大、呼吸困难、肌肉无力等,进展迅速,如果不进行治疗,通常在婴儿期就会导致死亡。晚发型和青少年型庞贝病症状出现较晚,进展较慢,但也会导致肌肉无力和心脏问题。
关于Gaa基因的突变,庞贝病患者的Gaa基因变异非常多样,包括点突变、插入、缺失和重复等。这些变异导致酸性α-葡萄糖苷酶活性降低或完全丧失。一些研究已经确定了Gaa基因的变异与庞贝病的临床表型之间的关系。例如,某些特定的变异与婴儿型庞贝病相关,而其他变异则与晚发型或青少年型庞贝病相关[1]。
在日本,新生儿庞贝病筛查计划发现了一些特定的Gaa基因突变。例如,在日本的新生儿中,最常见的突变是c.[1726G>A; 2965G>A],这是一种假性缺陷等位基因。这些新生儿虽然携带这种突变,但没有表现出庞贝病的症状。此外,一些新生儿被发现携带了其他类型的Gaa基因突变,这些突变可能会导致庞贝病[2]。
基因治疗为庞贝病提供了一种有希望的治疗方法。例如,使用腺相关病毒(AAV)载体将Gaa基因的正常拷贝递送到患者的肌肉细胞中,以恢复酸性α-葡萄糖苷酶的活性。这种治疗方法已经在早期临床试验中显示出一定的疗效,为庞贝病患者带来了希望[3]。
此外,一些研究已经表明,携带Gaa基因变异的人群可能会表现出不完全外显性,即并非所有携带突变的人都会表现出庞贝病的症状。这种现象可能与Gaa基因变异的类型和个体之间的遗传背景有关[4]。
总之,Gaa基因突变是庞贝病的根本原因。庞贝病是一种溶酶体储存病,其特征是酸性α-葡萄糖苷酶活性降低或缺乏。Gaa基因的突变非常多样,包括点突变、插入、缺失和重复等。这些突变导致酸性α-葡萄糖苷酶活性降低或完全丧失,进而导致糖原在溶酶体内积累,尤其是心脏和肌肉组织。庞贝病可以根据发病年龄和临床表现分为婴儿型、晚发型和青少年型。基因治疗为庞贝病提供了一种有希望的治疗方法。此外,一些研究已经表明,携带Gaa基因变异的人群可能会表现出不完全外显性。
参考文献:
1. Reuser, Arnold J J, van der Ploeg, Ans T, Chien, Yin-Hsiu, Toscano, Antonio, Kishnani, Priya S. 2019. GAA variants and phenotypes among 1,079 patients with Pompe disease: Data from the Pompe Registry. In Human mutation, 40, 2146-2164. doi:10.1002/humu.23878. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31342611/
2. Momosaki, Ken, Kido, Jun, Yoshida, Shinichiro, Hirose, Shinichi, Nakamura, Kimitoshi. 2019. Newborn screening for Pompe disease in Japan: report and literature review of mutations in the GAA gene in Japanese and Asian patients. In Journal of human genetics, 64, 741-755. doi:10.1038/s10038-019-0603-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31076647/
3. Kishnani, Priya S, Sun, Baodong, Koeberl, Dwight D. . Gene therapy for glycogen storage diseases. In Human molecular genetics, 28, R31-R41. doi:10.1093/hmg/ddz133. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31227835/
4. Mikó, Ágnes, Kaposi, Ambrus, Schnabel, Karolina, Seidl, Dániel, Tory, Kálmán. 2021. Identification of incompletely penetrant variants and interallelic interactions in autosomal recessive disorders by a population-genetic approach. In Human mutation, 42, 1473-1487. doi:10.1002/humu.24273. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34405919/