赛福大数据平台再度助力新基因发现|EEF1B2基因关联神经发育障碍

近日，赛福基因联合北京大学第一医院杨志仙教授课题组，在国际著名学术期刊《Human Mutation》（IF=4.878）上发表题为“Novel biallelic loss of EEF1B2 function links to autosomal recessive intellectual disability”的研究工作。本研究通过深度挖掘赛福基因大数据，定位到新的EEF1B2 致病性变异，并采用赛福ZeFunk^TM功能验证平台构建eef1b2-crispant斑马鱼模型，从而建立基因型-表型关联，为明确EEF1B2 变异与常染色体隐性智力障碍的关联提供了进一步的证据。

智力障碍(ID)是一种相对常见的神经发育障碍，人群发病率约1%。EEF1B2 基因编码鸟嘌呤交换因子亚基eEF1Bα，与eEF1A一起编码翻译延伸因子-1(eEF1)复合物。越来越多的证据表明，多亚基eEF1复合物在神经元内蛋白从头合成中起着关键作用。到目前为止，仅报道了在两个家系中发现的5例携带EEF1B2 纯合变异的ID患者。其中，在一个家系的三个受影响兄弟姐妹中检测到3.8 kb纯合缺失，该缺失导致了EEF1B2 最后三个外显子丢失，并引起EEF1B2 基因功能完全丧失。在另一个家系受累患者中检测到了EEF1B2 的纯合无义变异p.Ser128*，该变体预计会触发无义介导的mRNA降解（NMD），从而导致该蛋白的功能缺失。

先证者是一名4岁男孩，足月出生。在2岁零2个月时，出现了反复的强直阵挛性癫痫发作，随后出现发热症状。该患者发育严重延迟，2岁时独自行走，2岁左右会说话，4岁零10个月大时仅会使用少量单词，能够数到10。自2岁起，每晚2或3次夜间醒来而扰乱睡眠。其理解能力为两岁孩子的水平。厕所训练技能尚未完全掌握。该患者表现出轻度的面部畸形，即额头宽大，鼻梁平坦和面部中部发育不全（图1B）。患者脑电图及MRI显示无异常。患者于3岁零5个月大时开始左乙拉西坦治疗，经左乙拉西坦治疗，已两年无癫痫发作。

先证者姐姐，7岁，足月出生。在2岁零3个月时，她出现了几次强直阵挛性癫痫发作，随后出现发热症状。该患者运动发育里程碑延迟，2岁时独立行走，并表现出语言延迟。她的理解能力为三岁孩子的水平。该患者表现出轻度畸形的面部特征，即额头宽大，鼻梁平坦和面部中部发育不全（图1B）。患者脑电图及MRI显示无异常。该患者未接受任何抗癫痫药的治疗，已无癫痫发作3年零6个月。

核心家系全外显子组测序提示先证者携带EEF1B2 基因的复合杂合变异NC_000002.11(NM_001959.3)：C.80+1G>C和NC_000002.11(NM_001959.3)：c.185dupA (p.Tyr62*)两变异分别来自无表型的父母，并经过Sanger测序确认，先证者姐姐也携带相同的变异（图 1）。

图1 EEF1B2 变异信息和患者的面部照片

为了证实EEF1B2 基因变异的致病性，本研究对该家系中两名患者及父母的外周血淋巴细胞进行了表达分析。用qPCR分析EEF1B2 的mRNA表达情况：结果显示，与未受影响的父母（II1和II2）以及正常对照组（NC）相比，两个患者（II-1和II-2）的mRNA表达水平显著降低，提示突变引起了EEF1B2 mRNA降解。用Western-blot分析EEF1B2 蛋白的表达水平：结果显示在患者及其未受影响的父母中，没有检测到EEF1B2 蛋白的表达，而在正常对照组中检测到微弱的EEF1B2蛋白表达（图2B）。这表明患者所携带的EEF1B2 变异会导致相应蛋白的缺失。

为进一步加深对EEF1B2 变异致病机理的理解，本研究建立了eef1b2 功能缺失的斑马鱼模型以评价该基因在早期胚胎发育过程中的功能。与对照组相比，eef1b2-crispant 幼鱼的眼距和体长均显着减小（图2C、D），这表明eef1b2 在斑马鱼胚胎发育中的重要作用。在5dpf时测试幼鱼的运动情况，eef1b2-crispant幼鱼与对照组在自发游动情况下的总游动距离无显著差异(图2E)。而在明暗交替环境下，eef1b2-crispant 幼鱼与对照组相比在光照期间游动距离显著升高，表现出光敏感性过度活跃（图2F）。电生理检测提示eef1b2-crispant 幼鱼表现出自发的类癫痫脑部放电（图2G）。

图2 EEF2B2 表达分析和斑马鱼crisanpt模型表型特征

本研究首次在临床上发现了来自同一家系的两例EEF1B2 的复合杂合变异患者，并详细描述了EEF1B2 相关神经发育障碍的临床和遗传特征，强调了EEF1B2 导致儿童非综合征ID轻度表型和发热敏感癫痫发作是与EEF1B2 功能丧失变异的关联。同时本研究首次提出了以发育异常和光敏性癫痫样行为表型的eef1b2-crispant 斑马鱼模型，进一步提供了eef1b2 功能缺失变异与常染色体隐性神经发育障碍的关联性证据。