فراوانی و نوع جهش های CFTR بر حسب شرایط جغرافیایی و نژادی متفاوت است [ ] به دلیل تنوع و فراوانی جهش های ژن CFTR [] ، اطلاع داشتن از توزیع و نوع جهشهای این ژن در یک جمعیت برای طراحی یک روش مولکولی مناسب جهت تشخیص ژنتیکی CF GHCL HSJ.
[].
شایعترین جهش ژن CFTR, F508 می باشد که 70 درصد کروموزوم های CF [] و به عبارتی حدود کل جهش های CF را در بر می گیرد [].
Morral و همکارانش []، با بررسی هاپلوتیپ های رازماهوارع همراه با جهش F508 و کروموزوم های نرمال، تخمین زدند که این جهش حدود 52000 سال پیش ایجاد شده است [ ].
این جهش در ابتدا توسط کشاورزان خاورمیانه، در طول دوره نئولیتیک گسترش یافته است [].
بر طبق مطالعات مختلف در اروپا، فراوانی جهش F508 از جنوب شرق به مشال غرب اروپا افزایش می یابد [ ].
به طوری که فراوانی این جهش در قسمتهای پمالی اروپا بین 70 تا 90 درصد و قسمتهای مدیترانه ای جنوب اروپا به 50 درصد می رسد [ ] بیشتریت فراوانی این جهش در جزایر Faeroe (100 درصد) [] و بعد از آن در دانمارک (87 درصد) و کمترین فراوانی آن در تونس (9/17 درصد) می باشد [ ].
فراوانی F508 در ترکیه و آسیا کم می باشد طبق آمارهای بدست آمده فراوانی این جهش در ترکیه 25 درصد است که نشان دهنده هتروژنی بالای ژنتیکی CF در این کشور است [].
شکل 4 جهش G542X، N1303K، G551D و W1282X در مجموع حدود 1 درصد کل جهش های ژن CFTR را در بر می گیرند و بعد از F508، فراوانترین جهش های این ژن می باشند [ ].
جهش G542X بعد از F508، شایعترین جهش ژن CFTR بوده و باعث اختلال در تولید پروتئین می شود.
بر طبق بررسی های به عما آمده این جهش حدود 35000 سال پیش ایجاد شده است [] Loirat و همکارانش [] توزیع فراوانی جهش را مشخص کرده اند.
بر طبق این بررسی فراوانی آن در شمال شرق اروپا در مقایسه با جنوب غرب اروپا کمتر بوده و در ترکیه و جزایر Canary[1] بسیار بالا و در تونس به بالاترین حد خود می رسد.
جهش N1303K ، بر طبق بررسی های نشانه های ریزماهواره[2] مانند G542X، حدود 35000 سال پیش ایجاد شده و از آسیا به اروپا انتشار یافته است و بیشتر در شمال افریقا و جنوب اسپانیا دیده می شود [ ] جهش G551D در شمال غرب و مرکز اروپا شایع است و در نواحی دیگر اروپایی کمتر دیده می شود [ ].
جهش W1282X نیز در بیشتر کشورهای مدیترانه ای شایع بوده و بیشترین فراوانی آن در اسرائیل (2/36 درصد) می باشد [].
فنوتیپ بالینی CF تظاهرات کلینیکی CF بین خانواده های مختلف و حتی اعضای مختلف درون یک خانواده متفاوت است [].
و این به دلیل ترکیب فاکتورهای محیطی که طور کامل شناخته ندشه اند.
ژنهای تعدلی کنندهمختلف بیمار یو جهش های مختلف می باشد.
به طور کلی CF یک بیناری چند سیستمی بوده و اپی تلیال مجاری تنفسی، برون ریز پانکراس، روده، گوارش، مجاری تناسلی سیستم کبدی – صفراوی و برون ریز عرق را تحت تأثیر قرار می دهد.
ویژگی های فنوتیپی برای تشخیص CF سینوپولمنری مزمن سینوپولمنری مزمن با عفونت مداوم در اثر بیماری زاهای تیپیک CF (مانند پودوموناس آئروجنیوزا[3] استانیلوکوکوس آرئوس[4]، هموفیلوس آنفولانزا[5]) سرفه های مزمن، خلط، ناهنجاریها و اختلالات رادیوگرافی سینه مانند بزرگ شدن فقسه که ناشی از مشکلات ریوی در بیش از 15 درصد بالغین CF است []، انسداد مجاری هوائی، افزایش واکنش های التهابی در ریه، پولیپ بنی، چماق شدن انگشتان[6] که در شروع تظاهرات ریوی در خود دیده می شود و شدت آن بستگی به بیمار ریوی دارد [ ]، آشکار می شود .
در رابطه با علت عفونت مداوم به بیماری زاها، تئریهای مختلفی وجود دارد که اگرچه هنوز اثبات نشده اند ولی به هر حلال نی توانند توضیحی برای فنوتیپ بالینی غیرطبیعی مجرای هوائی بیماران CF باشند.
در این جا به ذکر چند توری در این باره می پردازیم.
کیفیت و ترکیب پروتئوگلیکال ترشح شده تغییر می یابد که باعث چسبیدن بیناری زاها مثل پودوموناس می شود [].
غلظت یونی درون مجراهای هوائی تغییر یافته و پروتئین های آنتی بیوتیکی به نام بتا دفنیس 1 و 2[7] را غیر فعال می کند [ ].
CFTR به عنوان گیرنده زنجیره پلی ساکاریدی پودوموناس می باشد و باند شدن آن به این زنجیره باعث اندوسیتوز و تجزیه پاتوژن می شود.
در سلولهای غیر طبیعی CF، پروتئین CFTR طبیعی وجود ندارد و در نتیجه عمل پاکسازی لپودوموناس مختل می شود [ ].
2.
اختلالات تغذیه ای و بیماریهای روده ای - معدی[8] اختلالات تغذیه ای شامل نقص رشد (کمبود پروتئین و کالری)، نقث متابولیسم چربی ها که باعث کمبود ویتامین های محلول و چربی (A، D، E، K [ ] می شود، می باشد.
لذا در این بیماران تجویز این ویتامین ها به عنوان مکمل ضروری می باشد [ ].
بیماریهای روده ای – معدی 0گوارشی) نیز شامکل اختلالات روده ای، کبدی، پانکراس می باشد.
اختلالات روده ای این اختلالات شامل مکونیوم ایلئوس (MO) [] و مدفوع چرب [] می باشند.
در 10 تا 15 درصد نوزادان CF، نوعی اسنداد روده ای به نام MI وجود دارد.
این اختلال به دلیل کم آب شدن ترشحات موجود در روده []، نقصان ترشح آنزیم پانکراس و عدم هضم مواد [] درون روده می باشد.
مدفوع چرب[9] در این بیماران ناشی از نقصان ترشح آنزیم پانکراس و در نتیجه عدم هضم چربی ها می باشد.
ناهنجاری های کبدی مشکلات کبدی در 2 تا 5 درصد بیماران وجود دارد که به دلیل انسداد مجاری کبدی «اثر اختلال در عمل CFTR و کم آب شدن ترشحات ایجاد می شود [].
مجاری کبدی در اثر اختلال در عمل CFTR و کم آب شدن ترشحات ایجاد می شود [].
ناهنجای پانکراس فنوتیپ بالینی CF را می توان برحسب درگیری پانکراس به دو دسته PS و PI تقسیم کرد [ ].
بیمارانی که فنوتیپ PI دارند دارای علائم شدیدتر بیماری می باشند [].
فنوتیپ PS در 10 تا 15 درصد بیماران CF دیده یم شود [].
در فنوتیپ PI ، ترشح آنزیم های پانکراس دچار نقص است، که به دلیل کاهش آب در ترشحات پانکراس و در نتیجه رسوب پروتئین ها و نهایتاً بسته شدن مجاری پانکراس می باشد [] و در نتیجه آنزیم پانکراس قادر به حرکت به سمت روده نبوده و باعث هضم پانکراس می شوند.
همچنین در 10 تا 15 درصد بیماران CF بالغ، دیابت ملیتوس دیده می شود که به دلیل اختلال در فعالیت ترشح برون ریز پانکراس است [].
3.
سندروم از دست دادن نمک[10]ndrom در این سندروم، از دست دادن حاد نمک و آلکالوز متابولیکی مزمن دیده می شود [] 4.
اختلالات دستگاه ادراری - تناسلی[11] حدود 97 درصد مردان CF نابارورند که ناشی از CBAUD می باشد [].
در رابطه با علیت CBAUD، نظریه های مختلفی وجود دارند که هنوز به طور قطعی ثابت ندشه اند.
این نظریه ها شامل موارد زیر می باشند: در اثر عدم تکامل مجرای وازدفران ایجاد می شود [].
از آنجا که مجرای وازدفران در جنین CF وجود دار، احتمال دارد که در سنین بالاتر مجرا بسته و نهایتاً آترومینه شود.
باروری در زنان CF نیز کاهش می یابد.
در بیشتر زنان CF تنها در حدود 20 درصد باروری وجود دارد.
کاهش باروری در زنان به دلیل نقص تخمک گذاری در اثر اختلالات ریوی، و همچنین به دلیل غلیظ شدن موکوس گردن رحم می باشد.
[] CF غیر معمول[12] در 2 درصد بیماران CF، فنوتیپ غیر معمول شامل سینوپوله – نری – کارائی پانکراس و مقادیر طبیعی و یا مرزی کلر در عرق وجود دارد.
به علاوه برخی بیماران با CF غیر معمول، ممکن است تنها یک علامت بالینی مکنفرد مانند اختلالات الکترولیتی، بیماری کبدی اختلالات پانکراس، CBAUD و یا دیگر اشکال آرزوسپرمی انسدادی را نشان می دهند .
CBAUD یک بیماری، اتوزوم مغلوب است که مسئول 6 درصد ناباروری در مردان است.
بسیاری از افراد با این اختلال دارای یک یا دو ژن CFTR جهش یافته یا یک جهش با نفوذ ناقص[13] در ناحیه غیرکننده CFTR یا اینترون 8 می باشند [].
این بیماران معمولاً دارای اختلالات تنفسی و پانکراس نبوده و مقدار کلر عرق آنها طبیعی یا متوسط و گاهی افزایش یافته یم باشد [].
برتری هتروزیگوتی هتروزیگوتهای CF در مقایسه با افراد سالم نسبت به بیماریهای وبا، سل، تیفوس، مالاریا، سفلیس، سرطان و طاعون مقاومترند [].
با کتر یویبروکلرا (عامل وبا) با فعال شدن بیش از حد CFTR در روده باعث اسهال[14] می شود.
فرد یبا یک کپی از ژن CFTR نسبت به اسهال مقاومتر تز فردی با دو کپی از این ژن وبده و بیماری خفیف تری را نشان می دهد مدل های موشی CF اولین مدل موشی CF در طول دوره سه ساله بعد از جداسازی ژن CFTR ساخته می شود.
و تا امروز، حدود 11 مدل مختلف موشی سناسایی شده است.
این موشها یا بدون تولید CFTR طبیعی (فنوتیپ Null) می باشند و یا قادر به تولید مقدار کمی CFTR طبیعی می باشند [] اولین مدل موشی CF در طول دوره سه ساله بعد از جداسازی ژن CFTR ساخته می شود.
این موشها یا بدون تولید CFTR طبیعی (فنوتیپ Null) می باشند و یا قادر به تولید مقدار کمی CFTR طبیعی می باشند [] مدلهای موشی CF فرصتی را برای موشکافی و بررسی پلوژنز بیماری در محیط طبیعی، ارتباط ژنوتیپ و فنوتیپ، مطالعه ژنهای مستقل تغییر دهنده بیماری ژنی واقع بر کروموزوم 19 که در موش و انسان در انسداد روده ای و MI نقش دارد)، علامت احتمالی بالا بودن فراوانی CF، ایجاد می کنند.
این مدلها پلی را بین مطالعات بر اساس کشف سلولی و آزمایشات درون بدن انسان ایجاد کرده اند.
به دلیل توانائی دنبال کردن روشهای تهاجمی در محیط طبیعی و همچنین توانائی کنترل عوامل مؤثر ژنتیکی و محیطی در مطالعات آینده، مدلهای موشی CF، یک سیستم قدرتمند برای موشکافی بیماری ریوی CF می باشد.
با تولید موش هایی با جهش های Knock out در ژنهایی که پپتید های ضد باکتری ترشح می کنند ایجاد شده اند.
بررسی این موشهای جهش یافته به تعیین این پپتیدها در ریه کمک می کنند.
ارتباط ژنوتیپ – فنوتیپ درCF بیشترین ارتباط ژنوتیپ – فنوتیپ در CF، در مورد درگیری پانکراس می باشد [].
خواهارن و برادران بیمار در کی خانواده، فنوتیپ عدم کارائی پانکراس را به طور مشابهی نشان می دهند.
و انطباق زیادی برای این فنوتیپ (95 درصد) برای این فنوتیپ در خانواده دیده یم شود [ ].
بر این اساس جهش های ژن CFTR را می توان به دو دسته PS و IP تقسیم بندی کرد [].
به طوری که پیشگویی فنوتیپ پانکراس از روی ژنوتیپ به میزان زیادی قابل اعتماد خواهند بود.
جدول جهش های PS عموماً از جهشهای دسته چهارم و پنجم بوده [] و از نوع جهش های اشتباه معنی می باشد [ ].
که منجر به فنوتیپ خفیف می شوند.
افرادی که این نوع جهش ها را دارند عموماً هنگام بلوغ تشخیص داده می شوند [].
در حالی که جهش های PI بیشتر از نوع بی معنی و تغییر قالب و تعداد معدودی از آنها نیز اشتباه معنی دار می باشد [].
فنوتیپ PI نسبت به PS هموژنی بیشتری دارد واکنش افراد PS هتروزیگوت مرکبند.
جهش های PS، اکثراً غالب می باشند.
به طور یکه وجود دو جهش PS و PI منجر به فنوتیپ PS می شود [].
پیشگویی فنوتیپ از روی ژنوتیپ در مورد ناباروری مردان و CBAUD نیز تا حدود زیادی قابل اعتناد است ولی باید در انجام این پیشگویی دقت کرد زیرا عوامل مختلفی می توانند فنوتیپ را تغییر دهند.
به عنوان مثال نفوذ متغیر برخی واریانت ها مانند آلل 5T (آللی با 5 تیمیدین در در اینتبرون 8 که در حضور برخی جهش های ژن CFTR می تواند باعث فنوتیپهای مختلفی از فنوتیپ ریوی تا CBAUD را ایجاد کند، برای بسیاری از جهش های این ژن نادر است و به موارد که نمی توان پیشگویی فنوتیپ – ژنوتیپ بر اساس مطالعات تجربی جمعیتهای بیماران، انجام داد.
در این مورد نوع مولکولی جهش تنها، تا حدودی می تواند بیانگر فنوتیپ احتمالی باشد.
به عنوان مثال جهش هایی که به طور کامل سنتز پروتئین و یا بیان آن را تحت تأثیر قرار می دهند، یا احتمال بیشتری تشدید می باشند.
در حالی که جهش های اشتباه معنی که عمل کانال و یا تنظیم آنرا تغییر می دهند با احتمال زیادتری خفیف می باشند [].
پیشگویی شدت بیماری از روی ژنوتیپ بسیار ضعیف است.
به طوری که در بیت افرادی با ژنوتیپ یکسان تنوع زیادی در مشکلات ریوی دیده می شود.
این موضوع احتمالاً ناشی از عوامل محیطی و یا تغییردهنده های ژنتیکی می باشد که مجاری هوائی را بیشتر از پانکراس تحت تأثیر قرار می دهند [ ].
ولی به هر حال شدت فنوتیپ ریوی را نیز تا حدودی می توان از روی فعالیت ژنوتیپ پیشگویی کرد.
به عنوان مثال هتروزیگوتهای مرکب با دو جهش f508 می باشند.
بعلاوه شدت بیماری ریوی در بیماران با یک یا دو جهش R117H ، بستگی به حضور یک واریانت در بخش پلی تیمیدینی اینترون 8 ژن CFTR دارد [].
به طوری که وجود آلل 5T و جهش R117H در حالت سیس نسبت به یکدیگر می تواند منجر به فنوتیپ بیماری ریوی CF و در حالت ترانس منجر به CBAUD می شود.
اما بیمارانی که دارای جهش R117H و واریانت های T ویا 7T (آللی با 9 تیمیدین و یا 7 تیمیدین در اینترون) می باشند، دارای عمل ریوی طبیعی می باشند و تنها فنوتیپ CBAUD را نشان می دهد.
چند شکلی های ژن CFTR در تینترون 8 ژن CFTR، یک ناحیه متشکل از واحدهای پلی تیمیدینی (Tn) وجود دارد.
بعلاوه این واحدها بر حسب نوع آلل متفاوت است.
بر این اساس سه نوع آلل T7، T5 ، T9 وجود دارد.
تعداد نوکلئوتیدهای تیمیدین بیانگر میزان کارائی جایگاه پذیرنده پردازش می باشد.
هنگامی که طول کمتر از واحدهای تیمیدین وجود داشته باشد از میزان کارائی این عمل کاسته می شود و باعث ایجاد یک پروتئینCFTR بدون اگزون 9 می باشد [] همانطور که بین شد همراهی هر کدام از این واریانت ها با برخی جهش ها مانند R117 می تواند فنوتیپهای مختلفی را ایجاد کند.
علاوه بر چند شکلی ها موجود در اینترون 8، حدود 120 چند شکلی دیگر نیز در ژن CFTR گزارش شده است.
ترکیبهای بخصوصی از این چند شکلی ها در لوکس های مختلف می تواند منجر به اختلال در عملکرد و یا غلظت پروتئین گردد.
بررسی سه لوکوس پلی مورفیسم نشان می دهد که علاوه بر لوکوس Tn ، دو لوکس چند شکلی نیز بر کیفیت و کمیت نسخه های CFTR تأثیر می گذارند.
این دولوکسی M470V و (TG)m نام دارند.
نسبت نسخه های فاقد اگنرون 9 در تیپ T7/(TG)11 و T7/(TG)12 در مقایسه با ژنوتیپ T7/(TG)10 به ترتیب 8/2 و 6 برابر بیشتر است.
در سلول پروتئینهای M470CFTR نسبت به پروتئین های V470CFTR کندتر به مرحله بلوغ می رسند اما فعالیت کانال کلر 10 برابر بیشتر است.
بنابراین امکان دارد لوکوس M470V نقشی عمده را در نفوذ جزئی آلل T5 به عنوان یک جهش بیماری زا ایفا کند [].
از چند شکلی های دیگر آن CFTR، تکرارهای دی نوکلئوتید TA موجود در اینترون b17، چند شکلی های موجود در اینترون A6 و اینترون 1 می باشد [].
ژنهای تغییر دهنده CF: تاکنون ژنهای تغییر دهنده فنوتیپ مجرای هواوی CF عمدتاً از رو نقش احتمالی آنها در پاتوفیزیولوژی CF و نیز داشتن چندشکلی ها مشخص، شناسایی شده اند.
در صورتی که اکثر ژنهای تغییر دهنده فنوتیپ مربوط به اختلالات روده ای CF تغییر توسط مدل موشی ترانسژنیک شناخته شده اند.
Garred و همکارانش []، ثابت کردند که علاوه بر ژن CFTR، ژنهایی که در دفاع ذاتی بدن علیه باکتریها دخالت دارند نیز ممکن است در فنوتیپ CF نفش داشته باشند و به عنوان ژنهای تغییر دهنده عمل می کنند.
انها در بیماران CF، آللهایی از ژنهای لکیتن باند شونده به مانوز (MBL) را که با مقدار کمتر MBL در سرک همراه می باشند، بررسی کردند.
MBL عضوی از خانواده پروتئین هایی است که در دفاع علیه باکتریها دخالت دارند [].
این بررسی و مطالعات دیگر نشان دادند که عمل ریوی در بیمارانی با آلل MBL با بیان کم، از بیمارانی با آلل MBL با بیان زیاد، کمتر بوده و عمر آنها کوتاهتر می باشد.
از دیگر ژنهای تغییر دهنده CF، ژنهای کمپلکس اصلی سازگار بافتی می باشند.
این ژنها نقش عمده ای را در دفاع ایمنی و واکنش های آلرژیک بر عهده دارند.
Aron و همکارانش [] ارتباط MLA نوع دوم (HLA-II) و علائم ریوی را بررسی کردند.
آللهای ژن HLA با بیشتر صفات هیچ ارتباطی را نشان ندادند.
اما وجود آلل DR7 تا حدودی با تجمع پودوموناس آئروجنیوزا ارتباط داشت.
همچنین مطالعات مختلف نشان دهنده نقش ژنهای NOS1 و NOS2 به عنوان ژنهای تغیر دهنده CF می باشد.
در بیماران CF، مقدار NO حاصل از عمل بازدم کاهش می یابد.
این ماده احتمالاً نقش ضد میکروبی در مقابل پودوموناس آئروجینیوزا دارد.
بنابراین کاهش آن احتملاً منجر به عفونت خواهد شد [].
طبق بررسی های انجام شده، احتمالاً بیان ژن NOS2 در سلولهای ای تلیال مجرای هوائی CF کاهش می یابد.
ژن NOS1 در مجرای هوائی طبیعی، بیان قابل توجهی دارد.
آللهای این ژن از نظر ارتباط با بیمار یریوی مورد بررسی قرار گرفته اندGrasemann و همکارانش []، یک تکرار سه نوکلئوتیدی اینترونی را در ژن NOS1 یافتند که نه تنها منجر به تضادهایی در مقدار NO حاصل از بازدم، بلکه همراه با تجمع پودوموناس آئروجینوزا ؤ آسپرژیلوس فومیگاتوس می شود.
به طوری که تعداد تکرار بیشتر همراه با سطوح پایین تر NO می باشد.
Thomson Hull [ ] ارتباط ژنهای دیگر را با فنوتیپ های مختلف ریوی CF بررسی کردند.
این ژنها شامل ژنهای کد کننده سیتوکسینی