• 沒有找到結果。

個案1、2、3、5、7、8均在KAL-1基因的exon 11(c.1600G>A)與exon 12

(c.1833C>T)發生點突變,其中exon 11的c.1600突變點位置造成胺基酸的改變為 Val534Ile,就是在KAL-1 gene的蛋白質Anosmin-1的肽胜鏈(popypeptide)上的第 534個胺基酸位置(residue)由Valine(Val,纈胺酸)變成Isoleucine(Ile,異白胺 酸)。Valine與Isoleucine均屬非極性疏水性胺基酸,且沒有很大的官能基或官能團 在其支鏈上,導致的蛋白質3D結構上構形的大改變之機率可能不大;另一點位 c.1833則位於exon 12相對應是在Anosmin-1的肽胜鏈(popypeptide)上的第611個胺 基酸位置,但是並未改變原本該位置上之胺基酸,Isoleucine(Ile,異白胺酸);

乃是屬於silent mutation的synonymous mutation。NCBI、Ensembl等public database 顯示這兩突變點均是屬於蠻常見的多型性(common polymorphism),參見表6。

表 6 KAL-1 cDNA 區段的 SNP 與胺基酸改變資訊(cSNP)(摘錄自 NCBI, KAL-1 cSNP inSNP database

這兩點經查美國國家衛生研究院(NIH)生物科技資訊中心(NCBI)的公共 資料庫,發現此兩突變變異點,實際上是屬單核甘酸多型性的變異點SNP(Single nucleotide polymorphism)。此兩點即分別為c.1600(rs808119)與c.1833(rs809446), 見表6。且後者rs809446的C minor allele的allele frequency既使在不同研究團隊與資 料庫中,華人漢族裔的allele frequency高達31.2-34.4 %。然而前者c.1600G>A

(rs808119)目前尚無其allele frequency資料在NCBI或相關的資料庫中。

個案1與個案2是一對雙胞胎兄弟,目前單由病歷資料無法判斷他們是屬於同 卵雙胞亦或是異卵雙胞胎,由於他們均有長「多發性骨性軟骨瘤」(multiple exostosis),會令人往同卵雙胞方面推測,但在聽覺上,有一位是正常、另一位則 自小聽障需輔以助聽器。目前已知「遺傳性多發性骨性軟骨瘤」(hereditary multiple exostosis)的致病基因EXT1、EXT2各位於8q24.11-q24.13與11p12-p11(Schmale, G.

A. et al., 2008),似乎與X-linked的KAL-1較無直接關聯。兄弟兩者KAL-1基因序列 分析結果亦是exon 11(c.1600G>A)與exon 12(c.1833C>T)發生點突變。但已知 這兩突變點屬多型性,因此這二點的突變,可能並不是引致這兩兄弟卡曼氏症的 KAL1才成立。不然其極可能是其他(如FGFR1KAL-2)基因的突變所造成(Franco,

B. et al., 1991)。目前已知個案3的哥哥也是符合卡曼氏症診斷,但其個人並未同意 加入本研究。

個案5、個案7與個案8也是具有前述exon 11與exon 12兩點突變(c.1600G>A)

(c.1833C>T),即c.1600(rs808119)與c.1833(rs809446)兩SNP。個案5另外在 exon 14還有四個突變點,c.1997A>T(Lys666Met)、c.2003G>A(Arg668His)、

以及在3’端的*19G>T與*21G>A。c.2003G>A(Arg668His)有報告說(Georgopoulos, et al., 1997)其實是屬於在健康的人也會有的多型性(polymorphism);c.1997A>T

(Lys666Met)目前則尚未找到有報告其與任何臨床表徵直接相關。而這兩點

(coding sequence)上找不到突變點與其直接相關。

個案7的染色體Karyotype報告為46,XY,9q12+,16qh+,long Y,經諮詢與 狀、生殖器發育遲滯(micropenis, little axilary & pubic hair)、嗅覺喪失(Anosmia)

以及聽覺障礙(Auditory (Hearing) impairment)等卡曼氏症的臨床表徵,但整個 KAL-1基因的14個exon之序列卻檢查不出任何異常或突變的地方。顯然可能不是 KAL-1基因上的CDS突變造成他的症狀,亦或者是丟失的exon片段,剛好PCR反應

到Y染色體上的KALP pseudogene上的homologous region,所以,我們會以為找不到 突變點,雖然這樣機率不高,但還是無法完全排除其可能性,除非我們進一步用 FISH或是array-CGH的技術再做進一步確認。

此外,序列分析結果呈現最複雜的,莫過於個案6這位5歲的小朋友,從exon 11

(Intron 10交界處)一直到exon 14共有37個突變點位,很顯然要在一次受精卵的發 育就有這麼多的突變似乎不太能,既使是來自於父母,那父或母早就有症狀,怎 麼能夠讓性腺發育到能孕育下一代(個案),病歷上未特別記載父母是否有因性腺 發育遲滯而接受賀爾蒙治療,所以,推測PCR反應的產物擴增到了Y染色體上的同 源pseudogene KALP上的機率極大。KALP是KAL-1在Y染色體上同源演化的對偶基 因,經過 靈長類演化的過程,變成Y染色體上Yq11.2上不再製造任何蛋白的 pseudogene。除了KALP僅總共有11個exons,無KAL-1的exon 3、exon 8與exon 9,

KALP與KAL-1在序列上具有高度相似性89.7~98.9%(Del Castillo, I., et al. & Incerti, B. et al., 1992)。

另 外 , 個 案 6 的 病 歷 記 載 個 案 的 染 色 體 檢 查 報 告 Karyotype 為 46, Y, add (X)(p22.3),即Y染色體正常,而X染色體p22.3位置多嵌上了一段不知來自於何處 的染色體小片段。其母親則是46, XX, add (X)(p22.3)也是有一段染色體小片段嵌入 Xp22.3的位置上,其父為46, XY正常,而其外祖母是46, XX,外祖父是46, XY, long Y。

才會定序結果是如此紊亂,突變位置點位眾多。也有可能嵌入了來自別處基因的 片斷,破壞了原Xp22.3位置KAL-1的完整性,造成我們PCR反應反而擴增到Yq11.2 上的同源pseudogene KALP上了。

但個案KAL-1的exon 10很顯然是整個丟失(deletion),而我們在PCR反應 所得產物,從Intron 10與exon 11交界一直到exon 14所PCR反應擴增到的產物片 段,便已經是突變紊亂的現象。因此,很可能個案6的KAL-1基因從exon 9以後,即 exon10一直到exon 13(或exon 14)就整個大片段丟失,才會造成我們PCR反應擴增不 到Xp22.3上的KAL-1,反而擴增(amplified)到Y染色體上的KALP的同源區段去了。

參見表7,14 exons primer pairs match KALP sequence的情形,顯示利用原本KAL-1 的14 exons的14對primers,真的去比對是否吻合(match)Y染色體的KALP基因區 段時,發現exon 2、exon 5、exon 11、exon 13的reverse strand的primer sequence序列,

還完全吻合到KALP基因區段相對應同源的exon區域;就算是其他未完全吻合的 exon primers,如: exon 6、exon 7、exon 10、exon 11的forward strand,以及exon 12 的reverse strand也僅差1個鹼基;exon 5的forward strand、exon 10的reverse strand以 及exon 12的forward strand,也僅差別2個鹼基。因此,初步判斷,在某些恰好的溫 度、或其他條件符合下,PCR反應可能也無法排除不放大擴增到Yq11.2的KALP基 因之區段。亦或者是這Yq11.2恰好是經重組轉位,嵌入了Xp22.3位置的片段,所以 我們PCR一直擴增到此處的產物。

表 7 KAL-1 的 14 exons primer pairs match KALP sequence 的情

Exon Forward (F) or Reverse (R) strand

Similarity of primer in nucleotide within KALP

2 R Perfect match

至於個案6的exon 14定序結果是屬於KAL-1的產物還是Y上的KALP的產物,則 需要進一步釐清,因為單從個案6的突變點眾多,從Intron 10與exon 11交界一直到 exon 14,我們也許乍看會推測應該是個案6從exon 10就丟失一直到exon 14,甚至 因為前述個案5其exon 14也有四個突變點,「c.1997A>T(Lys666Met)、c.2003G>A

(Arg668His)、在3’端的*19G>T與*21G>A」與個案6的exon 14突變情形一樣,進 而 也 推 斷 個 案 5 可 能 也 與 個 案 6 一 樣 擴 增 到 KALP 。 但 前 已 提 到 exon 14 上 的 c.2003G>A(Arg668His)可能是一般的多型性(Georgopoulos, et al., 1997),所以,

也許個案6的exon 14還在,才會擴增到此4點。而且,有趣的是當我們將KAL-1與 KALP在公共資料庫的Genomic sequence最後的exon序列放在一起比對BLAST,發 現兩同源exon高達96%的相似序列,其CDS不同的點位居然就是前述個案5與個案6 的exon 14之四個突變點。不過,縱然如此,我們還是無法就此確認我們PCR擴增 到的個案5與6的exon 14產物,就是來自其KALP的產物。假若是,那為何另外六位 個案在同樣PCR條件,exon 14產物並沒有發現這四個突變點;也許我們可以找exon 14前後(Intron 13與exon 14之3’-UTR)比較特殊unique,能區別KAL-1與KALP基 因的序列,重新設計primer,來重新PCR擴增最後exon產物定序之,說不定可以釐 清。因此,個案5與個案6的exon 14之四個突變點,值得我們進一步去探討與確認。

要證明前段敘述所執「PCR擴增到Yq11.2的KALP基因之區段」的假說,則還 需要許多工作,例如:利用FISH或是array-CGH的技術再去定位個案6的add (X)(p22.3)片段,以及其KAL-1基因的Intron 10與exon 11交界一直到exon 14,是否 還存在,然後再與個案母親以及外祖父一一作比對、定位,才能進一步一一排除,

確定是前述的哪種可能性產生的現象。

此外,也可利用Long range PCR,乾脆將個案6的KAL-1基因整個複製下來,或 是將個案6的KAL-1基因整個cloning下來,再來重新設計primer,re-sequencing,確 認與驗證其KAL-1基因上的區段序列,是否如我們先前的定序結果般地如此紊亂,

突變眾多。但這些都是需要投入更多時間的工程。

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附 錄

表 8 KAL-1 基因 14 個 exons 之 CDS 長度與 mRNA 長度參照表

Gene Exon length (bp ) CDS Nucleotide

position Note length of mRNA

KAL1 5'-UTR 150 150

各exon鹼基長度參考KAL-1 gene genomic DNA database的最新版本序列

各exon鹼基長度參考KAL-1 gene genomic DNA database的最新版本序列

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