论文原作者：成玉智，杨昌浩，杨忠美，林朝文，*定祥，*玉书，胡凤荣，陈培龙，陈大庆
ABCA4基因是遗传性视网膜变性最常见的致病基因之一。在本研究中，我们报告中国台湾地区人群中不同表型的abca4相关视网膜营养不良，其临床进展，及其与遗传特征的关系。本次共招募了37名受试者，所有患者都在医疗中心接受了一系列眼科检查。对眼底自发荧光（FAF）图像进行量化以进行临床评估，并进行了基于面板的下一代测序检测进行遗传诊断。分析了视觉保存、疾病进展和基因型-表现型相关性。在本次调查中，abca4相关的视网膜变性表现为Stargardt病1(STGD1,62.16%)、视网膜色素变性(32.43%)和锥杆营养不良(5.41%)。STGD1可以进一步分为中心型和分散型。在每种表型中，用FAF量化的病变区域随年龄增长而增加(p0.01)，并与视力下降相关。但是，3名患者具有保留中心凹表型，视力相对保留。本次共确认了42种ABCA4变异是致病的，其中c.CT(p.ArgTrp)最常见(37.84%)。具有严重/无效变异组合的患者可能具有更广泛的表型，例如arRP和分散的STGD1。
本次研究是中国台湾地区首个具有广谱基因型和表型特征的abca4相关性视网膜变性研究。我们注意到，在东亚以前没有报道过c.CT的极高流行率。视网膜受累的广泛性可视为abca4相关的视网膜营养不良的频谱。根据变异编码的影响，不同类型的遗传变异可能导致不同的表型。
ABCA4，ATP结合盒转运体（ABC转运蛋白），位于染色体1p22.1上，属于ABCA亚科，包含50个外显子和编码个氨基酸蛋白。类似于其他ABC转运体，ABCA4进行转移N-视*醇磷脂酰乙醇胺和磷脂酰乙醇胺从光感受器盘膜的内腔到细胞质侧。一旦其功能受损，有*的类维生素A化合物就会累积，导致视网膜色素上皮(RPE)和光感受器功能障碍。
ABCA4是遗传性视网膜变性(IRD)中最常见的致病基因之一，其患病率约为万分之一，是被认为是1型Stargardt病(STGD1;OMIM
的主要原因。此外,ABCA4突变也是导致视网膜色素变性(RP)，锥杆细胞营养不良(CRD)，以及年龄相关*斑变性(AMD)的危险因素。ABCA4患者通常表现为进行性双眼中央视力减退（丧失），症状通常出现在生命的第二个或第三个十年（编者注：此处数据原文应该有所保留，实际情况应该是生命的第一个十年就会出现症状）。据报道，ABCA4致病变异的严重性与ABCA4发病的年龄有关。《莱顿开发变异数据库》已报道了超过种不同的变异ABCA4，包括错义、剪接、截断和移码改变。
不同的基因型组成可能导致遗传性视网膜疾病具有不同的表型。疾病严重程度与ABCA4基因型之间的关系显示，有害的ABCA4突变会损害光感受器和RPE，而最温和的基因型则会发展成AMD。了解更多的基因型-表现型的相关性和进展模式是非常重要的，这对于ABCA4有关的视网膜疾病的病情进展情况具有重大意义。
中国台湾省地处东亚地区，由于特殊的海岛结构，导致人口相对单一，总人口约万，大多数人（95%）来自大陆地区，具有汉族血统，而原住民约占2%，因此，在遗传学上相对同质。本次研究旨在探讨该地区ABCA4相关性视网膜营养不良的临床特征，遗传谱以及基因与表型的相关性，这些研究在之前该地区很少涉及。
在我们的报告中，根据病变分布，将23例STGD1患者分为两类：中央型（N=15）和分散性（N=8）(图1)，中央型患者*斑病变显现为单眼牛眼状病变，局限于中心凹区域，边缘清晰，未观察到明显的斑点（图1A）。分散性患者具有其它所有症状的表现，例如从*斑区病变至*斑外部病变，具备不同程度的背景异质性(图1B)
图1.眼底自发荧光的分类和定量分析
（A）STGD1的样本病例，病变局限于中央*斑。在中央*斑区可见自体荧光减少和视网膜色素上皮萎缩。
（B）STGD1分散的示例病例，其弥散的次荧光区域无明显的边缘和异质背景。
（C）患者P01的原始系列眼底自发荧光图像；
（D）使用RegionFinder软件由单个分级者半自动识别P01的减少的自发荧光区域。
根据编码影响将STGD1患者的遗传特征分为三类：基因型A被定义为携带两种严重/无效变异的患者；基因型B被定义为携带严重/无效变异和错义或框内插入/缺失变异的患者；基因型C被定义为携带两种错义或框内插入/缺失变体的患者。严重/无效变体表示预计会影响ABCA4蛋白中的剪接或引导截短密码子的变体，例如移码，剪接位点的内含子突变和无义突变。
共有37名受试者具有两个等位基因ABCA4变体被录取。男性15位（40.54％），女性22位（59.46％）。临床表型包括Stargardt病1型（STGD1，23/37，62.16％），CRD（2/37，5.41％）和RP（12/37，32.43％）。他们的年龄为3至77岁，平均年龄为34.35（SD±6.82）岁。平均随访期为5.14（SD±2.22）年。三组发病年龄之间无统计学意义，但RP患者就诊较晚(p=0.)。RP患者的平均中央视力比STGD1患者差(p0.，第一次来访p=0.在最近的访问)。14名中心型和8名分散型患者在随访期间接受了常规FAF成像(平均±SD=68.05±48.74个月)。中心型和分散型受累面积为5.8±4.35mm2和18.67±24.37mm2。在图2A，B中绘出了在两种类型的每次访问中每个患者所涉及的区域。年龄与FAF病变面积呈显著正相关（两组均p0.01*）。在分散型中，这种趋势似乎更陡峭（图2C），导致在分散型Stargardt病1中病变面积更大。
图2.不同年龄组的STGD1的眼底自发荧光病变区域。
（A）中枢型Stargardt病1型。
（B）分散型Stargardt病1型。
（C）不同年龄组中枢型和分散型病变区域的比较。
两种类型中每次就诊的最佳矫正VA如图所示图3A、B。在最近一次检查中，中心型和分散型的LogMARVA平均值分别为0.9±0.19和0.96±0.65(p=0.24)。VA似乎更容易受到中央型(p0.01*;图3C).Stargardt病1中有两个特殊的病例具有中心凹保留表型，病变区域更大，但保留的VA在我们的分析中被排除，我们将在下面单独讨论。
图3.Stargardt病患者的眼底自发荧光病变区域和视敏度.
（A）Stargardt中心型疾病.
（B）Stargardt分散型疾病.
（C）Central型和分散型病变区域的比较和每个病人的视力。
弥散性Stargardt病1型被发现在受病区域有更快的进展率。每个患者在每个时间点所涉及的区域的进展率通过使用上一次就诊的增量(或递减)百分比除以上一次就诊的间隔来计算，分别绘制在图4A和B中。中心型和分散型的年病程进展率分别为14.19±4.61%和17.57±6.27%。两组在青春期都表现出快速的进展率，而在衰老期间则表现出缓慢的进展率。当患者年龄较大时，分散型的进展率似乎比中心型有更明显的下降(图4C)。
图4.不同年龄组的Stargardt病患者的年病变进展率。
（A）中枢型Stargardt病。
（B）分散型Stargardt病。
（C）不同年龄组中枢型和分散型病变区域的比较。
注意：进展速度是通过眼底自发荧光中前次就诊病变区域的增量（或减量）除以上次就诊的间隔时间来计算的。
在我们的STGD1患者中，有两名患者表现出相对较好的VA，尽管他们的FAF检查显示出较大的DDAFs(图5)。P13为中心型，LogMARVA为0.3(中心组的第15个百分位)，病灶面积为19.71mm2(分散组的57%)。P29为分散型，LogMARVA为0.1(分散组的第0百分位)，病灶面积为52.57mm2(在离散组中为92百分位)。两者都有一个三角形的细胞保存区域，从中心旁区域延伸到中央凹。1名CRD患者(P09)也表现出类似的中央凹保留模式，保留了VA(初始VA:20/20在双眼;图6D-F)。这种中心凹保留表型也存在于一些较晚发病的患者身上。
图5.小凹保留表型。
（A）*斑脉络膜视网膜萎缩而中央凹中央凹的P29。
（B）中心凹区域的斑片状明确界定的自体荧光（DDAF）减少，相对超自体荧光。
（C）中心凹旁区域的光感受器和椭球区丢失，结构保留在中央凹处。
（D）P13保留了弥漫性脉络膜视网膜萎缩性中央凹，并伴有色素沉着。
（E）多个斑片状DDAF，没有中央凹的累及和异质背景。
（F）感光细胞和椭球区的弥散性丧失，但中央凹相对保留。
图6.ABCA4相关性色素性视网膜炎的临床表现。
（A）弥漫性脉络膜视网膜萎缩的眼底颜色伴有骨针状色素沉着和中央*斑受累。
（B）眼底自发荧光与自发荧光的弥散性降低和中央*斑受累。
（C）年龄和病变区域的比较显示病变区域随着年龄的增加而增加。
（D）尽管有病变区域，但视网膜色素变性患者组的视力仍较差。
在我们的受试者中有12名患者出现了ABCA4相关的RP(图6A、B)。与STGD1患者的主观症状发病年龄相似(14.91±7.83岁vs17.59±5.61岁，p=0.56)。然而RP患者首次就诊年龄明显晚于STGD1患者(44.33±9.39岁vs26.3±8.75岁)。p=0.01)。大多数RP患者在最近一次就诊时表现为RP晚期，*斑受累程度较重，VA较差(LogMARVA:1.8±1.04)，在最近一次FAF检查中发现病变范围较广(平均±SD病变面积:.61±59.17mm)2)。只有1例患者(P15)表现出相对保留*斑表型。累及区域与患者年龄呈正相关(图6C,p=0.32)，但与VA无显著正相关(图6D,p=0.58)。
在我们的受试者中2位患者(P09,P11)表现出与其他患者不同的表型。FAF成像显示，1例患者几乎整个*斑区域出现广泛的RPE退变(图7A-C)。另一组在静脉旁区有大量斑片状RPE萎缩，外侧弥漫性RPE点彩(图7D-F)。两例患者视网膜电图均显示视锥功能下降，视杆功能中度下降(图7G,H)，应归为CRD。在这两位患者中，P09具有保留中央凹的表型和更好的保存中央视力。其临床表现详见图7。
图7.ABCA4相关性锥体棒营养不良的临床表现。
（A）眼底颜色有*斑色素沉着的P11
（B）中央*斑的DDAF病变，弥散性下降，自发荧光（QDAF）区域延伸至拱廊，并保留了乳突周围区域。
（C）椭球区和视网膜色素上皮的弥漫性丢失。
（D）P09伴有中心凹保留型的*斑中心色素沉着。
（E）中央凹区周围DDAF病灶的边界已明确划分，背景不同。
（F）保留中央凹的椭球区和视网膜色素上皮弥漫性丢失。
视网膜电图显示，暗处暗光下b波振幅减小，暗处暗光下b波振幅减小，b/a比减小；在明视环境中，近视中的a，b波几乎平坦，在明视闪烁中的近视平波（H）在暗处的暗视环境中，P09的视网膜电图具有减小的b波振幅，在明亮的暗处环境中具有减小的a，b波振幅光;在明视环境中，b波振幅减小，而在明视闪烁中振幅减小。
对所有招募的患者进行基于面板的NGS测试，以识别致病变异。根据《美国医学遗传学和基因组指南》，所有纳入本次调查的患者均具有两个导致等位基因疾病的ABCA4变异体，在我们的患者中，共发现了42种不同的致病变异(图8)。值得注意的是，在本次受试者中，c.CT(p.ArgTrp)是最常见的变异，其中14名患者中携带c.CT变异的一个等位基因的患病率极高（占总调查人员37.84%）。c.CT变异体可表现为任意表型，分别为中枢型STGD1，分散型STGD1，CRD和常染色体隐性RP（arRP）为42.86％，21.43％，14.29％和21.43％。以下常见变体为c.AG，c.GA和c.TC，占总变体的5.41％。最常见的非点突变变异体是c._del，占变异体的4.05％
图8.ABCA4基因内已鉴定的变体
TMD=跨膜结构域
ECD=细胞外结构域
NBD=核苷酸结合结构域
为了进一步评估基因型对临床表现的影响，我们还根据ProgStar研究将患者分为三个基因型组。在我们的受试者中，将7例、9例和21例患者被分为基因A型(18.92%)、基因B型(24.32%)和基因C型(56.76%)。A组患者初始VA及病灶部位受累程度均明显高于B组和C组(A基因型患者初始LogMARVA的均值±SD:1.44±0.77,B:1.14±0.60,C:0.79±0.23，p0.01;A基因型平均±SD初始病灶面积:.79±89.84mm2，B:75.58±65.42mm2，C:7.44±6.01mm2,p*p0.01)。A基因型最为严重，C基因型相对较轻(图9A、B)。
在基因型与表型的相关性中，我们进一步发现基因A容易导致arRP(57%)和分散型STGD1(43%)。B基因型包含所有表型，与arRP(34%)和中心型STGD1(33%)相关性较大。基因C型更有可能表现为中心型STGD1(57%;图9c)。A型倾向于导致最广泛的型，其次是B型和C型。
图9.基因型-表型的相关性
（A）初次就诊时具有相应视敏度的三个基因型组。
（B）在每个患者的第一眼底自发荧光成像中具有相应病变区域的三个基因型组。
（C）每个基因型组的临床表型分布。
在中国台湾地区，很少有关于ABCA4相关的视网膜营养不良的研究，CYP4V2和USH2A是在当地IRD患者中最常见的致病基因。本次研究中，我们发现与ABCA4相关的视网膜营养不良在台湾地区并不罕见，其表型多样，主要表现为STGD1和arRP，也有部分CRD病例。
对于IRD患者的临床进展的分类和评估，FAF成像很有用，因为它可以描述RPE退变的程度。Fujinami等人根据中央窝和背景区的信号表现，将Stargardt病1的FAF分为3个亚型。在Fujinami的研究中，这三种亚型不是恒定的，可能会随着疾病的进展从一种类型转移到另一种类型。然而，在我们的受试者中，我们发现与之前研究中描述的白种人相比，我们的患者中不经常出现斑点。由于白种人的FAF病变特征独特，我们采用“中心型”和“分散型”来划分STGD1病例。在我们的研究中，各组之间没有明显的变化。更长时间的观察可能会在将来提供更多的证据。
对于IRD患者来说，VA的保存一直是一个重要的问题。在之前的一项研究中，VA与DDAF或QDAF的面积没有显著相关，但与涉及的凹区病变显著相关。在我们的研究中，我们分析了DDAF和QDAF区域的总和。中心型组病变区域与VA显著相关(p0.01)，但在分散型组中不存在(p=0.)。这可能是由于中央型病灶比分散型更倾向于累及中央凹和小静脉旁区域。
37例患者中有3例出现了中央凹保留表型。这一现象已在以前的报告中描述，被认为是轻度变异和进展较慢的迟发性STGD1病的较轻表现。在我们的研究中，没有出现中心凹的患者的平均发病年龄是36.33岁，这明显晚于整个队列的平均发病年龄(36.33对15.80岁，p0.01)。他们的中心视力也比其他人有更好的保存(LogMARVA0。13对0。75，p*p0.01)。致病ABCA43例患者的变异体包括c.CT(2/6,33.33%)、c.GA(2/6,33.33%)、c.71GA(1/6,16.67%)、c.CA(1/6,16.67%)。其中c.GA、c.71GA在晚发性STGD1中有报道，但是在携带c.CT和c.CA的患者中没有报道有保留中心凹的模式。据我们所知，在几种视网膜营养不良中都描述过中央凹保留表型，包括STGD1和年龄相关性*斑营养不良，但不适用于CRD患者。在这里，我们描述了一例晚发性CRD(P09)，其中央凹保留模式并保留了最初的VA，这可能提供了CRD表型的一个新的方面。
在我们的研究中，类似于Cideciyan,a.v.等人的报告，较年轻的患者进展较快。这条曲线对于试图开发治疗干预措施的科学家来说是是很重要的，如基因治疗或药物制剂。详细分析了ABCA4自然史可能为进一步的临床试验干预提供一个适当的时间窗。
在我们的37例患者中发现了42种不同的致病变异。最常见的变异c.CT被报道为一种快速进展的严重错义变异，其发病率显著高(14/37,37.84%)。ABCA4变体被认为具有种族和地理差异。例如，c.AG在丹麦人群中出现的频率很高，并且在我们的研究中也代表了5.41%的变异。变异c.GA在南亚人群中半数患者中发现，但在我们组中未发现。台湾地区多数为汉族血统，在大陆地区相关的调查试验中，变异体c._del,c.AG和c.CG被报道为流行率超过5%的频繁变异，在我们的研究中，上述三个变异占总变异的12.11%。然而，我们研究中最常见的变异(c.CT)在之前的汉族人群中并不常见，但在白种人和南非人群中更为常见。由于我们所招募的患者大多是家族中的先证者，彼此之间没有血缘关系，我们不认为c.CT的高发病率是巧合或偏见。台湾地区的c.CT潜在的创始者效应可能是一个有待探讨的问题。
21世纪初，有人提出不同严重程度的等位基因组合可能导致不同的表型，但基因型-表型预测仍然具有挑战性。CRD和RP被认为是更为严重的表型ABCA4-相关视网膜营养不良。先前的研究表明，最普遍的表现型ABCA4-相关性视网膜营养不良分别为STGD1、CRD和RP。然而，RP几乎占了我们患者的三分之一。为了进一步探讨基因型-表型的相关性，我们采用与ProgStar相同的方法，根据患者的包涵变异和致病性对患者进行分类。有趣的是，我们的结果显示，基因型A带有两个零/剪接变异体，倾向于发展RP(57%)，这与之前认为RP可能是更严重的表型的观点相一致ABCA4-相关视网膜变性[48]。我们发现RP的临床表型随着缺失/剪接变异数量的减少而减少，而STGD1尤其是中心型STGD1的病例数量则呈现相反的趋势。因此,我们假设如果表型arRP频谱的顺序,CRD、分散STGD1类型,和中央STGD1类型,基因会导致最广泛的类型,其次是基因型B和C。值得注意的是有一个类似的趋势恶化的弗吉尼亚州和DAF领域中三个基因型组。与之前的ProgStar研究相比，这些发现也是新奇的。这两项研究的差异可能是由于采用了不同的患者招募方法，我们招募了各种表型，而ProgStar只
