近日，上海交通大学医学院附属新华医院/上海市儿科医学研究所/上海市儿童罕见病诊治中心张惠文研究员团队在The Journal of Inherited Metabolic Disease (JIMD)杂志发表了题为“Development and validation of a new genotype–phenotype correlation for Niemann-Pick disease type C1”的研究成果，总结了2013年至2023年于新华医院就诊的106名无亲缘关系的尼曼匹克病C1型（Niemann-Pick disease type C1）患者的临床特点与遗传学特征，这是迄今为止报道的最大规模的NPC1的临床研究。本研究首次揭示了NPC1的基因型-表现相关性，建立了基于NPC1基因突变的临床表型预测模型，有助于在疾病早期预测该病的严重程度，为临床实践中的遗传咨询与评估提供依据。
研究背景与目的
尼曼匹克病C型是由于负责编码胆固醇转运体的蛋白NPC1或NPC2基因突变所致，其中95%患者的致病基因为NPC1。患者由于胆固醇转运障碍在溶酶体中贮积，主要累及肝、脾、肺和脑。NPC1患者的病情严重程度差异较大，在生命的各个周期均可发病。一般而言，神经系统损害的症状出现的越早，患者的病情越重。因此，根据神经系统发病的年龄对NPC1进行分型。
NPC1基因突变的异质性较强，截至目前，已经报道了578个致病和可能致病的NPC1变异，其中263个为错义突变。目前，仅有少数几个出现频率较高的NPC1变体被发现与特定的临床表型相关，如p.G992R、p.R978C、p.D874V和p.P1007A与轻型相关。对于绝大多数NPC1突变来说，无相关的表型信息，这对于在疾病早期特别是尚未出现神经系统受损之时，对患者病情的难以预判。
近期有研究表明，NPC1突变蛋白的分子转运与临床表型相关，如定位于内质网的NPC1突变蛋白与严重的临床表型相关。而影响NPC1蛋白转运的一大关键因素是其实现生理折叠状态的能力，这反映了蛋白稳定性。位于表面的残基和内部的残基对于蛋白质正确折叠的贡献则有不同，因此，我们采用残基深度的概念来解释NPC1错义突变的后果，以此为依据建立NPC1的基因型-表型相关性。
研究对象
本研究共纳入了106名无血缘关系的NPC1患者。将其按照疾病严重程度分为三种临床表型，其中严重型25例（23%），中间型33例（31%）和轻型40例（38%），另有8名患者在最后一次随访时，尚未出现神经系统损害的征象，属于未定型。
相较于中间型和轻型患者，严重型患者更容易出现严重的神经系统损害。肝脾肿大是NPC1 患者主要的临床特征，但轻型患者通常以孤立性脾肿大为主要表现，肝肿大相对少见。
分子遗传特征
所有患者均找到了NPC1的双等位基因突变，共有139种不同的NPC1变异，其中75个（53.96%）为错义突变，31个（22.30%）为移码突变，13个（9.35%）为无义突变，13个（9.35%）为剪切位点突变，5个（3.6%）位小的删减突变和2个（1.44）为复杂突变（在一个等位基因上检出2个不同的变异）。值得注意的是，仅有30个NPC1突变出现了2次及以上，本队列中最常见的突变为p.G992W（10/212, 10.7%）。
基因型-表型相关性分析
严重的NPC1突变，如移码变异和无义变异会导致蛋白阶段，与严重的临床表型相关。在本队列中，共有9例患者携带NPC1双等位基因的严重突变，均被归为严重型。
错义突变是本队列中最常见的突变。因此，对错义突变的解读是建立NPC1基因型-表型相关性的重中之重。本队列中，共有25名患者携带至少1个位于表面的错义突变，其中19例（76%）为轻型，6例（24%）为中间型，无严重型；31例患者携带至少1个位于部分掩埋位点的错义突变，其中11例（35%）轻型，16例（52%）中间型和4例（13%）严重型；在25例携带位于埋藏位点的患者中，8例（32%）轻型，9例（36%）中间型和8例（32%）严重型。基于此，可以发现错义突变的残基深度与临床表型相关（p<0.001），埋藏位点的残基突变后更加容易出现严重的临床表型，而位于表面的残基突变后则与温和的临床表型相关。同时，这一结论也在此前报道的英国队列和意大利队列中得到了进一步验证。
基于上述发现，我们提出一种基于突变类型和残基深度的表型预测模型：1. 携带两个严重突变者与严重的表型相关；2. 当携带错义突变时：（1）至少有1个为位于表面残基的突变时，患者不容易出现严重的表型；（2）至少有1个位于部分埋藏位点，与中间型和轻型相关；（3）而当携带的错义突变均位于埋藏位点时，患者出现轻型的概率较低。总体而言，该预测模型分别准确预测了来自本队列、意大利队列和英国队列中80%（72/90）、86% （
NPC1患者血浆7-KC水平的中位数（IQR）为224.01（215.77）ng/ml (参考范围0-5.20 ng/ml)。血浆 7-KC 水平与疾病的严重程度显著相关（p<0.001），轻度表型患者的血浆7-KC水平显著低于中间型（p=0.004）和严重型（p<0.001）患者。此外，血浆7-KC水平也与基因型有关（p=0.003），至少携带一个表面错义变异的患者血浆7-KC水平低于其他基因型的患者（p<0.05）。
本研究提出了一种新的NPC1基因型-表型相关性，基于残基深度判定NPC1错义突变的严重性有助于在疾病早期对临床分型做出预测，可用于临床实践中的遗传咨询与NPC1患者评估管理。
