耳硬化症的基因学研究

早在1861年，Toynbee即认为此病有遗传倾向，Korner(1905)报道了该病的家系调查(转引自参考文献9)。 Albrecht首先报道耳硬化症为常染色体显性遗传(转引自参考文献10)，Larsson[11]提出可有不完全的显性和隐性遗传，Hernandez-orozco[12]根据对70个先证者的调查，提出由显性X连锁与常染色体隐性遗传的两种基因互相作用决定其外显率。自1998年以来，国外文献陆续报道了五个耳硬化症遗传基因座位(OTSC1-OTSC5)，定位于不同的常染色体上，分别是15q25-q26、7q34-q36、6p21.3-p22.3、16q21-q23.2和3q22-q24。此外，HLA基因和COL1A1基因也与耳硬化症遗传有关。

3.1　OTSC1是1998年 Tomek等[13]发现的第一个耳硬化症相干基因座位。通过对印度一个家系的分析，确定了基因定位在常染色体15q25-q26区域，用多点连锁分析，Lod值为3.4。进一步连锁分析将其邃密定位于FES(远着丝粒点)和D15S657(近着丝粒点)之间，即15号染色体长臂上的一个14.5 cM(centimorgan)片段可能包含耳硬化症基因。

3.2　OTSC2是2001年由 Van Den Bogaert 等[14]发现的第二个耳硬化症相干基因座位。通过对比利时一个耳硬化症显性遗传家系进行的连锁分析，排除已知的定位在常染色体15q25-q26的区域(OTSC1)，发现了定位在常染色体7q的一个片段，用多点连锁分析，Lod值为3.54。进一步连锁分析将其详细定位于D7S495和D7S2426之间，即常染色体7q34-q36区域的一个16 cM片段可能含有耳硬化症基因。

3.3　OTSC3是2002年Chen和 Campbell等[15]发现的第三个耳硬化症相干基因座位。通过对塞浦路斯一个耳硬化症大家系进行广谱基因组连锁分析，排除已知的连锁位点OTSC1和 OTSC2后，发现了第三个连锁位点——OTSC3，定位于常染色体6p的一个片段，该片段包含HLA位点，吻合HLA-A/HLA-B抗原与耳硬化症相干的报道。OTSC3定位于常染色体6p21.3-p22.3的区域，根据EMBL-EBI和Sanger学会的总体物理图谱测定这个片段的物理位置是从23.7 Mb到46.0 Mb，并且在这个片段内含有候选基因RING1和COL11A2。迩来的研究发现RING1、RYBP(YY1 结合蛋白)能和YY1(Yin Yang 1)发生相互作用。YY1是成纤维细胞中COL1A1( collagen，type I , alpha 1)启动子的一个转录激活因子，是COL1A1基因转录的正调节蛋白[16]。COL11A2也是一个紧张的候选基因，在骨迷路中表达，并引起常染色体显性非综合征型听力损失(DFNA13)。COL11A2启动子含有一个推断为人类特有的胶原调控因素，与G/CBE结合蛋白共同调节前胶原蛋白(procollagen)转录。

3.4　OTSC4是第四个耳硬化症常染色体显性遗传相干基因座位。2004年的研究提到，除了已经报道的OTSC1、OTSC2和OTSC3外，OTSC4已被人类基因组机构命名委员会(Human Genome Organisation Nomenclature Committee)所预留，但是没有公开报道[17]。2006年Brownstein等[18]通过对以色列一个遗传性耳硬化症家系的研究明确了OTSC4的定位，OTSC4定位于常染色体16q21-q23.2的区域，Lod值为3.97。并且在OTSC4的基因片段中包含几个与免疫体系和骨内环境稳态有关的基因，这些基因可能是耳硬化症的合适的候选基因。

3.5　OTSC5是2004年Van Den Bogaert 等[17]发现的第五个耳硬化症相干基因座位。通过研究荷兰一个大家系的常染色体显性遗传性耳硬化症，排除已知的遗传基因之后，对这个家系进行广谱基因组分析和连锁分析，发现了第五个耳硬化症遗传基因位点OTSC5,定位于常染色体3q22-q24的区域。并且分外绘出在D3S1292(远着丝粒点)和D3S1744(近着丝粒点)之间的一个15.5 Mb的候选片段，这个片段中包含59个已确定基因和45个待定基因，其中前胶原羧基末端蛋白水解酶加强蛋白2(procollagen COOH-terminal proteinase enhancer protein 2，PCOLCE2)和糖硫转移酶2(carbohydrate sulfotransferase 2，CHST2)两个基因被认为是最佳的候选基因。已经发现前胶原羧基末端蛋白水解酶加强蛋白2基因产物是一种糖蛋白，能结合I型前胶原(type I procollagen)的羧基末端前肽，并可在发育中的非骨化软骨中高度表达。糖硫转移酶2(CHST2)基因产物是一种高尔基相干硫转移酶(Golgi-associated sulfotransferase)，这些硫转移酶能磺化糖蛋白、氨基葡聚糖、酪氨酸肽基和硫酸乙酰肝素，并在细胞间通信中起偏重要作用。

3.6　为确定耳硬化症的遗传背景，国内外曾研究过多种遗传标记(包括HLA)。组织相容性位点抗原(histocompatibility locus antigen, HLA)是位于染色体短臂上的人类重要组织相容性复合体(major histocompability complex, MHC), 是具有多态性的遗传物质之一，在免疫细胞间起紧张调控作用。研究发现耳硬化症患者的性别与组织相容性位点抗原(HLA)类型有显明关系, HLA-A9 和A11在男性患者中显明升高( P < 0.01) , 而HLA-A3 在女性患者中较高( P < 0.05)。回顾相干英文文献, 女性患耳硬化症的机会比男性高1.6 倍, 在组织学上, 女性颞骨耳硬化灶的发生率比男性高1.9 倍, 女性患者HLA-A3 高效价强烈提醒HLA 的遗传连锁。因此, 妊娠期女性HLA 分型在证实HLA-A3 升高有发生耳硬化症的伤害方面更有价值。此外，与正常人相比, HLA-A9、A11和B13的效价在耳硬化症患者中比较高，这一发现强烈提醒了HLA 相干成分的遗传[19]。

3.7　COL1A1基因也是一种与耳硬化症遗传有关的基因。胶原基因COL1A1变异导致I型胶原合成削减与耳硬化症的发生有肯定的关系。很多国外文献报道I型胶原(COL1A1和COL1A2以2:1的比率组成的异质三聚体)的COL1A1基因与成骨不全症(osteogenesis imperfecta，OI)有密切的联系，COL1A1基因和COL1A2基因变异可引起成骨不全症(包括I型成骨不全)，一些临床耳硬化症患者的COL1A1基因在成纤维细胞中的表达和在I型成骨不全中的表达相似[20]。骨质疏松症与耳硬化症也有肯定的相干性，他们含有雷同的COL1A1基因。McKenna 等[21]研究发现耳硬化症与COL1A1基因第一个内含子中特异性β1糖蛋白(SP1)转录因子结合位点的多态性有关，证明了骨质疏松症与耳硬化症有雷同的遗传因素。