第二节-蒙田--唇腭裂的病因及发病机制.ppt

先天性唇腭裂的病因及发病先天性唇腭裂的病因及发病(f bng)机制机制四川大学华西四川大学华西(Hux)口腔医学院口腔医学院 蒙田蒙田 石冰石冰 郑谦郑谦第一页，共三十五页。先天性唇腭裂是人类口腔颌面部最常见的出生先天性唇腭裂是人类口腔颌面部最常见的出生(chshng)(chshng)缺陷。根据发病机制和临床表现不同，缺陷。根据发病机制和临床表现不同，可将其分为综合征性唇腭裂（可将其分为综合征性唇腭裂（30%30%）和非综合）和非综合征性唇腭裂（征性唇腭裂（70%70%）该图源自美国微笑该图源自美国微笑(wixio)列车基金会列车基金会概概 述述第二页，共三十五页。中国中国 1.82 2 中国出生缺陷中国出生缺陷(quxin)监测中心监测中心 日本日本 2.13 1 美国美国 1.73 2 www.nobi.nil.gov/Pubmed 欧洲欧洲 1.46 3 （源自美国人口普查局,www.census.gov/ipc/www/ibdnew.html,2001）国家国家(guji)发生率发生率()列全身先天性畸形位次列全身先天性畸形位次资料来源资料来源 先天性唇腭裂发生率的比较先天性唇腭裂发生率的比较(bjio)每每2.5分钟分钟世界上就会出生一个唇腭裂畸形的患儿世界上就会出生一个唇腭裂畸形的患儿第三页，共三十五页。非综合征型唇腭裂患者同胞和子代再发风险高于正常人群，非综合征型唇腭裂患者同胞和子代再发风险高于正常人群，发病原因与家族性遗传因素相关发病原因与家族性遗传因素相关(xinggun)。其发病受到多。其发病受到多基因的调控，并受到环境因素的显著影响，属多基因遗基因的调控，并受到环境因素的显著影响，属多基因遗传易感性疾病。传易感性疾病。华西口腔唇腭裂外科华西口腔唇腭裂外科第四页，共三十五页。目前对唇腭裂发病机制的研究主要集中在以目前对唇腭裂发病机制的研究主要集中在以下两个方面：下两个方面：（一）（一）人类人类流行病学流行病学 在人群中寻找致畸环境因素及在人群中寻找致畸环境因素及易感基因。易感基因。（二）（二）动物动物实验研究实验研究 建立唇腭裂动物模型，进行相关建立唇腭裂动物模型，进行相关(xinggun)分子信分子信号通号通 路研究。路研究。第五页，共三十五页。（一）人类（一）人类遗传遗传(ychun)流行病学流行病学 在人群中寻找在人群中寻找易感基因易感基因并研究其多态性与唇并研究其多态性与唇腭裂发病的相关性，以及腭裂发病的相关性，以及母体因素风险因素母体因素风险因素在唇腭裂发病中的意义，以此作为其发病风在唇腭裂发病中的意义，以此作为其发病风险评估和高危人群监测的依据险评估和高危人群监测的依据第六页，共三十五页。（二）（二）动物动物实验研究实验研究 应用基因敲除、胚胎移植及致畸剂等诱导建应用基因敲除、胚胎移植及致畸剂等诱导建立唇腭裂动物模型，研究唇腭裂发生立唇腭裂动物模型，研究唇腭裂发生(fshng)中中的分子信号，并寻找拮抗物，以期对唇腭裂的分子信号，并寻找拮抗物，以期对唇腭裂进行早期干预性预防。进行早期干预性预防。第七页，共三十五页。（一）（一）人类人类流行病学流行病学(li xn bn xu)研究研究第八页，共三十五页。药物药物(yow)服用史服用史研究发现，母亲怀孕研究发现，母亲怀孕(hui yn)期间服用某些期间服用某些药物如维甲酸、抗惊厥剂、苯二氮卓类药药物如维甲酸、抗惊厥剂、苯二氮卓类药物、可的松可增加患唇腭裂的风险。物、可的松可增加患唇腭裂的风险。第九页，共三十五页。营养状况营养状况母亲妊娠前后补充叶酸可降低神经管畸形的发生。母亲妊娠前后补充叶酸可降低神经管畸形的发生。叶酸对唇腭裂的保护效应尚存在争议。有研究表明叶酸对唇腭裂的保护效应尚存在争议。有研究表明(biomng)妊娠前后摄入叶酸或多种维生素可降低唇腭妊娠前后摄入叶酸或多种维生素可降低唇腭裂的发生，也有研究未能证实这一点。裂的发生，也有研究未能证实这一点。第十页，共三十五页。母亲母亲(m qn)患病史患病史数种其他的疾病如恐慌症、流感、普通数种其他的疾病如恐慌症、流感、普通(ptng)感冒、口面疱疹、胃肠炎、鼻窦炎、支气管感冒、口面疱疹、胃肠炎、鼻窦炎、支气管炎以及心绞痛在妊娠期发作，可增加子女患炎以及心绞痛在妊娠期发作，可增加子女患唇腭裂和单纯腭裂的风险。唇腭裂和单纯腭裂的风险。第十一页，共三十五页。母亲母亲(m qn)的性格特征及行为的性格特征及行为母亲吸烟和饮酒母亲吸烟和饮酒(yn ji)是否增加其子女患唇是否增加其子女患唇腭裂的风险，目前还存在争议。妊娠前后腭裂的风险，目前还存在争议。妊娠前后生活中的重大事件（如亲人死亡、离婚、生活中的重大事件（如亲人死亡、离婚、失业）增加了唇腭裂发病风险。失业）增加了唇腭裂发病风险。第十二页，共三十五页。唇腭裂病因学的分子唇腭裂病因学的分子(fnz)遗传学研究遗传学研究第十三页，共三十五页。以唇腭裂患者及父母组成的以唇腭裂患者及父母组成的核心家庭核心家庭为研为研究对象，基于核心家庭的关联研究是寻找唇究对象，基于核心家庭的关联研究是寻找唇腭裂易感基因腭裂易感基因(jyn)的主要途径之一的主要途径之一第十四页，共三十五页。唇腭裂的易感基因唇腭裂的易感基因(jyn)及位点及位点目前发现目前发现(fxin)多个基因和位点的突变与唇腭裂多个基因和位点的突变与唇腭裂发病密切相关发病密切相关-IRF6、MSX1、SUMO1、MTHFR、MYH9、ZNF533、TBX22、FGF10、TGF3、TGFA、BCL3第十五页，共三十五页。唇腭裂易感基因唇腭裂易感基因(jyn)(jyn)SNPsSNPs随着人类基因随着人类基因研究研究的不断发展的不断发展,对对唇腭裂唇腭裂遗传遗传(ychun)标标记记DNA的多态性研究进展经历了由的多态性研究进展经历了由70年代中后期建立年代中后期建立的限制性片断长度多态性的限制性片断长度多态性(RFLP),到微卫星多态性到微卫星多态性(STR),发展到近年来的单核甘酸多态性发展到近年来的单核甘酸多态性(SNPs)。第十六页，共三十五页。易感基因易感基因SNPs研究者研究者IRF6ZNF533MYH9SUMO1石冰等石冰等(331个三人核心家庭个三人核心家庭)J Dent Res，2009 Aug;88(8):715-82DNA Cell Biol，2009，28(5):249-57rs2235375rs2013162rs2235371rs599021rs2073485rs2235373rs861019rs4844880rs3749123rs6757845rs1139rs2269529rs3752462rs1002246rs16996652rs6709162rs10185956rs6761131rs7580433rs7599810rs12470401rs6435133rs6761234LucaScapoli-意大利（意大利（219个个三人核心家庭）三人核心家庭）Am J Hum.Genet.2005,76:180183rs2235375Jugessur-挪威挪威(123个三人核个三人核心家庭心家庭)rs4844880TerriH.Beaty-美国（美国146个个三人核心家庭）三人核心家庭）Genet Med，2007,9:219227rs2013162rs2235371rs599021rs2073485rs2235373rs861019rs3749123rs6757845rs1139Carter德国德国Birth Defects Res A Clin Mol Teratol(2009)Nov20rs12470401唇腭裂易感基因唇腭裂易感基因(jyn)和位点和位点第十七页，共三十五页。2、唇腭裂易感人群的体征遗传学研究、唇腭裂易感人群的体征遗传学研究应用头影测量等方法发现唇腭裂患者父母的颅面形态结应用头影测量等方法发现唇腭裂患者父母的颅面形态结构与对照组人群之间存在构与对照组人群之间存在(cnzi)(cnzi)着差异，表现为其眶间着差异，表现为其眶间距偏大鼻宽偏大等。这些发现有助于临床对唇腭裂发病距偏大鼻宽偏大等。这些发现有助于临床对唇腭裂发病风险进行预测。风险进行预测。第十八页，共三十五页。表观遗传学是研究基因的核苷酸序列表观遗传学是研究基因的核苷酸序列(xli)不发生不发生改变的情况下，基因表达了可遗传的变化的一改变的情况下，基因表达了可遗传的变化的一门遗传学分支学科。表观遗传的现象很多，已门遗传学分支学科。表观遗传的现象很多，已知的有知的有DNA甲基化、基因沉默等甲基化、基因沉默等 唇腭裂的表观唇腭裂的表观(bio un)遗传学研究遗传学研究第十九页，共三十五页。表观遗传调控是连接环境因素、基因型、表表观遗传调控是连接环境因素、基因型、表型和疾病发生之间的桥梁型和疾病发生之间的桥梁(qioling)。唇唇腭裂腭裂属属受受遗传和环境暴露因素影响而发生的疾病，遗传和环境暴露因素影响而发生的疾病，唇唇腭裂的表观遗传学研究正成为新的热点。腭裂的表观遗传学研究正成为新的热点。第二十页，共三十五页。实验实验(shyn)研究研究第二十一页，共三十五页。唇裂唇裂(chnli)(chnli)伴或不伴腭裂（伴或不伴腭裂（CLPCLP）和单纯性腭裂（）和单纯性腭裂（CPOCPO）尽管尽管CLPCLP和和CPOCPO的临床表现相似，但这两种疾病的临床表现相似，但这两种疾病(jbng)(jbng)的病因不同。目前对的病因不同。目前对CPOCPO的研究较为深入，以的研究较为深入，以下主要讨论下主要讨论CPOCPO的发病机制的发病机制。第二十二页，共三十五页。腭裂的发病腭裂的发病(f bng)机制机制通过建立各种先天性腭裂动物模型，研究发生通过建立各种先天性腭裂动物模型，研究发生腭裂时关键信号通路腭裂时关键信号通路(tngl)的变化，寻找拮抗物，的变化，寻找拮抗物，以期对腭裂进行预防性治疗，降低其发病率。以期对腭裂进行预防性治疗，降低其发病率。第二十三页，共三十五页。腭发育腭发育(fy)的生物学过程的生物学过程（一）（一）胚胎早期原始鼻腔和口腔是彼此胚胎早期原始鼻腔和口腔是彼此(bc)相通的，其中间被相通的，其中间被舌体占据，腭的发育使口腔与鼻腔分开。研究表明，舌体占据，腭的发育使口腔与鼻腔分开。研究表明，腭发育是一个多步骤、连续的过程，主要包括腭突腭发育是一个多步骤、连续的过程，主要包括腭突生生长长，腭突，腭突上抬上抬，腭突，腭突融合融合三个环节。三个环节。第二十四页，共三十五页。腭发育腭发育(fy)的生物学过程的生物学过程（二）（二）腭发育是在基因的控制下由细胞信号传递与转导和调控腭发育是在基因的控制下由细胞信号传递与转导和调控实现的，在腭突生长实现的，在腭突生长(shngzhng)、上抬和融合中任何信号、上抬和融合中任何信号分子传递在时、空、量上的失调，都有可能导致腭裂的分子传递在时、空、量上的失调，都有可能导致腭裂的发生。发生。第二十五页，共三十五页。腭突融合期的分子腭突融合期的分子(fnz)调控机制调控机制（一）（一）实实验验(shyn)研研究究表表明明Tgf3介介导导的的Smad信信号号通通路路是是腭腭上上皮皮-间间充充质质转转化化的的主主要要通通路路之之一一。研研究究表表明明，Tgf3是是诱诱导导腭腭融融合合的的主主要要因因子子。Tgf3 基基因因敲敲除除C57BL/6J小小鼠鼠表表现现为为100%腭裂。腭裂。第二十六页，共三十五页。腭突融合腭突融合(rngh)期的分子调控机制期的分子调控机制（二）（二）Tgf3介介导导的的生生物物学学效效应应是是通通过过Tgf3受受体体和和Tgf3相相结结合合的的复复合合体体实实现现(shxin)的的。Tgf3受受体体包包括括I型型和和II型型两两种种。TGF3及及其其受受体体通通过过Smad蛋蛋白白激激活活转转录录因因子子LEF1而而促使腭融合。促使腭融合。第二十七页，共三十五页。Fgf10/Fgfr2b/Shh腭发育和腭裂腭发育和腭裂(li)形成中的作用形成中的作用 Fgf10信号通路在腭胚突生长过程中发挥着重要作用，信号通路在腭胚突生长过程中发挥着重要作用，其通过影响上皮和间充质细胞增殖而调控腭突生长。环其通过影响上皮和间充质细胞增殖而调控腭突生长。环境境(hunjng)暴露等外源性因素可干扰暴露等外源性因素可干扰Fgf10/Fgfr2b/Shh信信号通路对腭胚突生长的调控而引起腭裂。号通路对腭胚突生长的调控而引起腭裂。第二十八页，共三十五页。石冰等在对地塞米松诱导腭裂小鼠模型石冰等在对地塞米松诱导腭裂小鼠模型中发现，地塞米松和中发现，地塞米松和Vit B12影响影响(yngxing)腭胚突腭胚突Fgf10/Fgfr2b/Shh的表达，进而的表达，进而影响腭突细胞增殖而引发腭裂。影响腭突细胞增殖而引发腭裂。第二十九页，共三十五页。叶酸拮抗叶酸拮抗MTHFRMTHFR基因沉默对腭间充质细胞基因沉默对腭间充质细胞(xbo)(xbo)增殖影响增殖影响 MTHFR基因是一个重要的先天性唇腭裂候选基因。基因是一个重要的先天性唇腭裂候选基因。石冰等应用石冰等应用RNA干扰技术研究发现叶酸可拮抗干扰技术研究发现叶酸可拮抗MTHFR基因功能下调对腭胚突细胞增殖的影响基因功能下调对腭胚突细胞增殖的影响(yngxing)而预防腭裂的发生。而预防腭裂的发生。第三十页，共三十五页。小小 结结 虽虽然然唇唇腭腭裂裂的的确确切切发发病病机机制制尚尚不不明明确确，但但遗遗传传流流行行病病学学研研究究开开始始为为解解释释其其病病因因提提供供(tgng)了了新新的的线线索索。结结合合发发育育生生物物学学方方法法和和技术，最终可望揭示唇腭裂的发病机制。技术，最终可望揭示唇腭裂的发病机制。第三十一页，共三十五页。复习复习(fx)思考题思考题1.如如何何(rh)鉴鉴别别综综合合征征性性和和非非综综合合征征性性唇唇腭腭裂裂？2.哪些风险因素与唇腭裂的发病有关？哪些风险因素与唇腭裂的发病有关？3.哪些基因与唇腭裂发病相关？哪些基因与唇腭裂发病相关？4.唇腭裂可以预防吗？唇腭裂可以预防吗？第三十二页，共三十五页。参考文献（一）参考文献（一）1.石冰石冰.唇腭裂修复唇腭裂修复(xif)外科学外科学.四川大学出版社四川大学出版社2004.2.Losee,JosephE.(EDT)/Kirschner,RichardE.ComprehensiveCleftCare.McGraw-Hill2008.ISBN:97800714818093.Stanier P,Moore GE.Genetics of cleft lip and palate:syndromic genescontributetotheincidenceofnon-syndromicclefts.HumMolGenet.2004Apr1;13SpecNo1:R73-81.Epub2004Jan13.第三十三页，共三十五页。参考文献（二）参考文献（二）4.GorlinRJ,CohenMM,HennekamRCM.Syndromesoftheheadandneck.Oxford:OxfordUniversityPress,20015.MurrayJC.Gene/environmentcausesofcleftlipand/orpalateJ.Clin.Genet.2002,61:248-56.6.Murray JC.and Schutte BC.Cleft palate:players,pathways,andpursuitsJ.J.Clin.Invest.,June15,2004;113(12):1676-1678.第三十四页，共三十五页。内容(nirng)总结先天性唇腭裂的病因及发病机制。应用头影测量等方法发现唇腭裂患者父母的颅面形态结构与对照组人群之间存在着差异，表现为其眶间距偏大鼻宽偏大等。Tgf3受体包括I型和II型两种。Fgf10/Fgfr2b/Shh腭发育(fy)和腭裂形成中的作用。Fgf10信号通路在腭胚突生长过程中发挥着重要作用，其通过影响上皮和间充质细胞增殖而调控腭突生长。113(12):1676-1678.第三十五页，共三十五页。