牙齒「地包天」是指上前牙錯位於下前牙後側,前牙無咬合功能,上牙槽及上唇後縮,是Ⅲ類錯合畸形,是比較常見的牙頜骨發育畸形之一。國內外研究調查發現,人群中Ⅲ類錯合的發病率可達5%~14%。
「地包天」不僅影響容貌,還影響口腔功能,造成咀嚼功能障礙,嚴重者還會導致消化不良;而更嚴重的是,它還可能導致身心疾患,造成患者精神上的自卑感和孤僻,甚至造成嚴重的心理、精神障礙。
到底是什麼原因導致了牙齒「地包天」?經過多年細緻、深入研究,今年5月,東莞市兒童醫院在遺傳學國際權威期刊發表研究成果,宣告他們找到了導致牙齒「地包天」的根源:是人體內ERLEC1基因突變。
這是世界範圍內首次報導ERLEC1是Ⅲ類錯合畸形的致病基因,是Ⅲ類錯合畸形分子遺傳學研究的突破性進展。此前,國內外也有學者對此進行研究,找到了與此病相關的其它4個基因。
相比之下,東莞市兒童醫院不但找到了ERLEC1基因突變,有人的表型,有細胞實驗,他們還在小白鼠身上進行實驗,在敲掉小白鼠的ERLEC1基因後,他們得到了牙齒「地包天」的老鼠,ERLEC1基因突變導致「地包天」證據充足。
東莞市兒科研究所副所長、東莞市兒童遺傳與感染性疾病重點實驗室主任陸小梅教授表示,「人體編碼蛋白的基因有2萬多個,但目前已發現與人類疾病相關的基因還只有4000來個,我們東莞市兒童醫院發現了其中一個。」這令他們無比欣喜——在無數把通向未知的鑰匙中,他們找到了其中一把。
看似平常最奇崛,成如容易卻艱難。
回顧來時路,陸小梅說,這一研究始於2013年前,當時口腔科醫生在給一名「地包天」患者診療時,詢問家族史得知其家人也有此類現象。她當即和口腔科合作,為這名患者和家屬成員採集了血樣進行檢測,希望進一步探秘。
2015年6月,溫州醫科大學發育生物學博士饒春寶畢業來到東莞市兒童醫院,進入東莞市兒科研究所,「地包天」的研究開始加速。饒春寶博士說,這是他博士畢業參加工作後接手的第一個課題,「非常有意思的課題,創新性很好。」
隨後,陸小梅帶著他和一個採集血液的護士不辭辛勞找到了患者在惠州、湛江的家,實地採集信息,結果意外發現,「他們一家子還有好多的『地包天』,一抓一大把那種,這個也是,那個也是,最後,在一個家族24個人中,竟然發現了11個『地包天』。」
患者一家對此研究非常配合,他們比任何人都希望查清楚家族中「地包天」頻繁出現的原因,這讓陸小梅、饒春寶充滿感激,「患者一家為研究做出了重要貢獻」。
採集到血液樣本之後,進行全外顯子測序。完成全外顯子測序之後,饒春寶加班加點進行數據過濾分析以及Sanger測序驗證。最終發現,同一個家族的11個「地包天」患者都存在ERLEC1基因突變,這個家系的「地包天」就是由此引發。
這是來自廣東湛江的一個大家庭。祖父和祖母生了3個兒子、2個女兒(其中1個女兒遠在外地,沒有參與此次研究)。參與研究的人員中,其中祖母和大兒子的ERLEC1基因有突變,但是由於磨牙脫落、齲齒等問題沒法精準判斷,從外觀上看「地包天」表型不明顯;女兒的ERLEC1基因沒有突變;另外2個兒子的ERLEC1基因有突變,表現出明顯的「地包天」表型。
4個兒女慢慢長大,各自結婚成家。在孫輩中,ERLEC1基因沒有突變的女兒生育的2個兒子、1個女兒都沒有出現「地包天」;而3個ERLEC1基因有突變的兒子生育的子女中,10人中有9人出現了「地包天」;剩下1個孩子當時剛出生不久,尚未長牙齒,家屬不願做檢測。總計這個家族中的「地包天」病例11人,6男5女。
ERLEC1基因突變究竟只是導致這一家族「地包天」的根源,還是所有人「地包天」的病根?研究人員接下來需要更多的證據。
「為了使我們的結論更加牢靠,我們著手採集更多的『地包天』病例。」饒春寶說,大約在2016年,他們在東莞石龍、茶山等鎮的多家幼兒園,又採集到了約90例「地包天」病例,在這90個病例中又發現了ERLEC1基因的3個突變位點。
「至此,我們確定ERLEC1基因突變是『地包天』的致病基因。」饒春寶說,他現在還記得當時得出這個結論後欣喜的狀態。而為了進一步驗證ERLEC1基因突變,他們又進行了動物實驗,「地包天」小白鼠為他們的研究奉上了最確鑿的證據。
據了解,這項研究得到國際知名遺傳學權威祁鳴教授的指導,還先後得到了東莞市社會科技發展基金、廣東省自然科學基金的資助,目前正在爭取國家自然科學基金的資助,以進一步進行深入細緻的研究。他們發現,ERLEC1基因突變還可能導致另一種更嚴重的疾病。
陸小梅表示,ERLEC1基因突變的發現有助於闡明「地包天」的遺傳分子病理機制,進而及時將研究成果轉化為臨床分子學檢查指導技術,建立相應的分子學檢查方法,以更早地預測Ⅲ類錯合畸形的頜骨發育情況,將為今後該疾病的預防及幹預起到積極的推動作用。
陸小梅所在的東莞市兒科研究所成立至今10年,已取得多項研究成果,發表SCI論文40餘篇。東莞市兒童醫院作為深受家長和患兒喜歡的「長頸鹿醫院」,在「溫暖救護,簡約診療」背後,從臨床出發的強大的科研能力,為醫院高水平發展開拓了更為廣闊的道路。
廣州日報全媒體文字記者:汪萬裡
廣州日報全媒體編輯:童丹