促红细胞生成素，家族性红细胞增多症

人红细胞生成素是一种酸性糖蛋白激素，分子量为 34 kD。作为红细胞产生的主要调节剂，其主要功能是促进红细胞分化和启动血红蛋白合成。

▼ 克隆与表达

Lee-Huang（1984）在大肠杆菌中克隆了人类促红细胞生成素 cDNA。麦克唐纳等人（1986）和Shoemaker 和 Mitsock（1986）克隆了小鼠基因，后者的工作人员表明编码 DNA 和氨基酸序列在人和小鼠之间约有 80% 是保守的。这是比各种干扰素、白细胞介素-2 和 GM-CSF 高得多的保守性。Sherwood 和 Shouval（1986）描述了一种持续产生促红细胞生成素的人肾癌细胞系。

Romanowski 和 Sytkowski（1994）从历史的角度回顾了人类促红细胞生成素的分子结构。EPO 基因编码推断的 193 个氨基酸的前多肽。从前肽的氨基末端切下 27 个氨基酸的前导序列，产生功能性 166 个氨基酸的蛋白质。然而，在中国仓鼠卵巢细胞中表达的重组人EPO（rhEPO）仅含有165个氨基酸，丢失了arg166。其机制尚未确定，血浆中循环的 EPO 是否也缺乏 arg166 尚不清楚。EPO的核苷酸和氨基酸序列在哺乳动物中都是高度保守的。

▼ 基因结构

Romanowski 和 Sytkowski（1994）指出 EPO 基因有 5 个外显子。

▼ 测绘

法律等（1986）通过Southern印迹分析来自人类/中国仓鼠细胞杂交体的DNA与基因的整个编码区的cDNA克隆，将EPO分配给7号染色体。通过原位杂交进一步定位到7q11-q22。他们在中国人群中发现了频率约为 20% 的 RFLP。Powell 等人通过对通过高分辨率双激光分选分离的人类染色体的 DNA 进行杂交分析（斑点印迹）（1986）也将 EPO 定位在 7 号染色体上。通过体细胞杂交分析，Watkins 等人（1986）将 EPO 置于 7q 的近端，与 COL1A2（ 120160 ） 和与 CF（ 219700）相关的 DNA 标记密切相关）。由于 EPO 与 COL1A2 的密切联系以及与 CF 相关的标记，将 EPO 的指定范围缩小到 7q21-q22 可能是合理的。

通过原位杂交和在种间小鼠回交 DNA 中使用 RFLP 进行遗传分析，Lacombe 等人（1988）证明 EPO 位于小鼠的 5 号染色体上。

▼ 基因功能

埃施巴赫等人（1987）证明了重组人促红细胞生成素在治疗终末期肾病贫血方面的有效性。

在中枢神经系统中，神经元表达 EPO 受体（EPOR；133171），星形胶质细胞产生 EPO。EPO 已被证明可以保护原代培养的神经元免受 NMDA 受体介导的谷氨酸毒性。坂中等人（1998）报道了 EPO 保护神经元免受缺血诱导的细胞死亡的体内证据。他们提出的研究结果表明，EPO 可能通过减少一氧化氮介导的自由基形成或拮抗其毒性来发挥其神经保护作用。警笛等人（2001）提供的数据表明，抑制神经元凋亡是 EPO 在脑缺血和其他脑损伤后的短潜伏期保护作用的基础。他们建议评估EPO，一种被确定为临床安全的化合物，作为急性脑损伤的神经保护疗法。

新型红细胞生成刺激蛋白（NESP） 以与人重组 EPO 相同的方式刺激红细胞生成。NESP 与 EPO 的不同之处在于它具有额外的唾液酸，这已在动物模型、慢性肾功能衰竭患者和接受多个化疗周期的癌症患者中显示延长终末半衰期（Macdougall 等，1999） . 在对 89 名非髓系恶性肿瘤患者的研究中，Smith 等人（2001）发现 NESP 耐受性良好，反应率在 61% 到 83% 之间，具体取决于剂量。

除了作为肾细胞因子调节造血作用外，EPO 在氧化或亚硝化应激后也在大脑中产生。转录因子 HIF1（ 603348 ） 在缺氧刺激后上调 EPO。Digicaylioglu 和 Lipton（2001）证明，用 EPO 进行预处理可以保护由于兴奋毒素和随之产生的自由基（包括一氧化氮）引起的缺血性和退行性损伤模型中的神经元。神经元 EPO 受体（ 133171 ） 的激活通过触发信号通路 JAK2（ 147796 ） 和NFKB（参见164011 ）之间的串扰来防止 NMDA 或一氧化氮诱导的细胞凋亡。Digicaylioglu 和立顿（2001）证明 EPO 受体介导的 JAK2 激活导致NFKB抑制剂的磷酸化（参见 I-kappa-B-α，164008），随后转录因子NFKB 的核易位和神经保护基因的NFKB依赖性转录。用主要干扰形式的 JAK2 或 I-kappa-B-α 超阻遏物转染脑皮质神经元可阻断 EPO 介导的神经元凋亡预防。因此，神经元 EPO 受体激活了一种不同于先前充分表征的 JAK 和 NFKB 功能的神经保护途径。此外，这种 EPO 效应可能是缺氧缺血预处理介导的神经保护作用的基础。

Celik 等人（2002）在兔子模型中进行了研究，以确定外源性 EPO 是否可能对脊髓损伤具有保护作用。使用人脊髓切片进行的免疫细胞化学显示毛细血管有丰富的 EPO 受体免疫反应性，特别是在白质和腹角内的运动神经元中。由于腹主动脉的闭塞，在兔子中产生了脊髓缺血。在再灌注开始后立即静脉内施用重组人EPO。作者发现重组人 EPO 在缺血性脊髓损伤中具有急性和延迟的有益作用。

促红细胞生成素因缺氧而上调，并提供对骨髓中红系祖细胞凋亡和脑神经元凋亡的保护（Siren 等，2001）。格林等人（2002）在成年小鼠视网膜中发现，急性缺氧通过 HIF1 稳定化以剂量依赖性方式刺激 Epo、成纤维细胞生长因子-2（ 134920 ） 和血管内皮生长因子（ 192240 ） 的表达。低氧预处理通过干扰 半胱天冬酶-1（ 147678 ） 激活（细胞内死亡级联中的下游事件）来保护视网膜形态和功能免受光诱导的细胞凋亡。相反，激活蛋白 1 的诱导（见165160），光应激视网膜的早期事件，不受缺氧的影响。EPO 信号传导所需的促红细胞生成素受体（ 133171 ） 定位于感光细胞。低氧预处理的保护作用通过全身应用的促红细胞生成素来模拟，该促红细胞生成素穿过血-视网膜屏障并防止细胞凋亡，即使在光损伤后进行治疗也是如此。EPO的应用可能通过抑制细胞凋亡，有利于治疗不同形式的视网膜疾病。

在大鼠中，Junk 等人（2002）在由升高眼压引起的短暂性全球视网膜缺血模型中对重组 EPO 进行了平行研究，这是一种临床相关的视网膜疾病模型。他们在整个缺血性视网膜中观察到大量 EPOR 表达。用可溶性 EPOR 中和内源性 EPO 会加剧缺血性损伤，这支持内源性 EPO/EPOR 系统在缺血性损伤后神经元的存活和恢复中发挥关键作用。在视网膜缺血之前或之后立即全身施用重组EPO不仅减少了组织病理学损伤，而且还促进了视网膜电图评估的功能恢复。外源性 EPO 还显着减少了缺血性视网膜神经元的末端脱氧核苷酸转移酶介导的 dUTP 末端标记，暗示抗细胞凋亡的作用机制。这些结果进一步确立了 EPO 作为急性神经元缺血性损伤的神经保护剂。

Becerra 和 Amaral（2002）回顾了促红细胞生成素作为内源性视网膜存活因子的作用。它是一种多功能蛋白，具有促红细胞生成、神经保护和血管生成活性。Becerra 和 Amaral（2002）假设，识别和分离促红细胞生成素分子中这 3 种活性的结构决定因素可以阐明其他方法，以尽量减少与眼睛局部施用促红细胞生成素相关的副作用，这种方法比全身给药具有优势。

尽管 EPO 以其在造血谱系中的作用而闻名，但它也影响其他组织，包括神经系统的组织。Erbayraktar 等人（2003）指出，对于 rhEPO 作为一种潜在的神经保护治疗剂的热情需要通过以下知识来缓和：它还可以扩大循环红细胞量并增加血小板聚集性。他们检查了 rhEPO 的红细胞生成和组织保护活性是否因分子的变化而解离。他们证明，去唾液酸红细胞生成素（asialoEPO） 由 rhEPO 的全酶脱唾液酸化产生，具有非常短的血浆半衰期，并且具有完全的神经保护作用。在 rhEPO 表现出红细胞生成的剂量和频率下，asialoEPO 与 rhEPO 形成鲜明对比，并未增加小鼠或大鼠的血细胞比容。静脉给药后脑脊液内迅速出现AsialoEPO；静脉内施用的放射性碘标记的去唾液酸EPO以对应于EPO受体分布的模式与海马和皮层内的神经元结合。最重要的是，asialoEPO 表现出广泛的神经保护活性，如脑缺血、脊髓压迫和坐骨神经挤压模型所示。

由于 EPO 具有广泛的神经保护和神经营养作用，Bianchi 等人（2004）测试了 rhEPO 在预防和逆转链脲佐菌素（STZ） 诱导的大鼠糖尿病中的神经功能障碍方面的功效。他们发现 EPO 既能保护也能逆转实验性糖尿病神经病变（MVCD2, 612623）。尽管在脑缺血或脑外伤等急性脑损伤中，单次注射 rhEPO 就足以获得保护作用（Brines 等人，2000 年），Bianchi 等人（2004）长期服用该剂。使用该时间表，观察到血细胞比容显着增加。这可能代表潜在的严重副作用并增加脑血管意外的风险。因此，EPO的非红细胞生成类似物对于慢性疾病的使用将是重要的。

莱斯特等人（2004）发现氨甲酰化的 EPO 不与 EPOR 结合，并且在人类细胞信号分析中或在不同动物物种的长期给药中没有显示出任何造血活性。然而，氨甲酰化的 EPO 和各种非造血突变体在体外具有细胞保护作用，并赋予对中风、脊髓压迫、糖尿病性神经病变和实验性自身免疫性脑脊髓炎的神经保护作用，其效力和功效与 EPO 相当。

尽管血管内皮生长因子（VEGF; 192240 ） 是视网膜血管生成的主要介质，但单独抑制 VEGF 不足以防止视网膜新生血管形成。因此，推测存在其他有效的缺血诱导的血管生成因子。促红细胞生成素具有血管生成活性，但尚未确定其在眼部血管生成中的潜在作用。渡边等人（2005）测量了 144 名患者的玻璃体液中的促红细胞生成素和 VEGF 水平。根据体外视网膜内皮细胞的生长和可溶性促红细胞生成素受体测量玻璃体增殖潜力。此外，缺血诱导的视网膜新生血管的小鼠模型用于评估体内促红细胞生成素的表达和调节。他们发现 73 名增殖性糖尿病视网膜病变患者的中位玻璃体促红细胞生成素水平（MVCD2, 612623） 显着高于 71 名无糖尿病患者。视网膜病变患者的中位 VEGF 水平也显着高于非糖尿病患者。多变量逻辑回归分析表明，促红细胞生成素和 VEGF 与增殖性糖尿病视网膜病变孤立相关，与 VEGF 相比，促红细胞生成素与增殖性糖尿病视网膜病变的相关性更强。他们得出的结论是，他们的数据表明，红细胞生成素是一种有效的缺血诱导的血管生成因子，在增殖性糖尿病视网膜病变的视网膜血管生成过程中孤立于 VEGF 发挥作用。渡边等人（2005）提示红细胞生成素阻断可能有益于治疗增殖性糖尿病视网膜病变，但警告说，红细胞生成素阻断可能对涉及视网膜光感受器凋亡的视网膜疾病有害，因为红细胞生成素是视网膜光感受器的存活因子，并在糖尿病患者中充当神经保护因子神经病。

卡萨尔斯-帕斯夸尔等人（2008 年）比较了肯尼亚脑型疟疾儿童（见611162）的血浆和脑脊液配对样本中 EPO、VEGF 和 TNF（191160）的水平，这些儿童死亡或存活，有或没有出现神经系统后遗症。他们发现，每升超过 200 个单位的血浆 EPO 与发生神经系统后遗症的风险降低 80% 以上有关。入院后严重昏迷和抽搐与神经系统后遗症孤立相关。卡萨尔斯-帕斯夸尔等人（2008） 得出结论，年龄依赖性 EPO 对贫血的反应和年龄依赖性保护作用可能会影响脑型疟疾的临床流行病学，这表明 EPO 可能在辅助治疗中有用。

贝克尔等人（2010）通过定量数据的数学建模和实验验证表明，细胞表面受体的快速配体消耗和补充是 EPO 受体（EPOR; 133171 ） 的特征。EPO-EPOR 复合物和 EPOR 激活随时间积分的量与配体输入线性对应；该过程在广泛的配体浓度范围内进行。这种关系仅依赖于孤立于配体结合的 EPOR 转换，这表明大型细胞内受体池的重要作用。贝克尔等人（2010）得出结论，这些受体特性使系统能够应对造血系统的基础和急性需求。

Minamishima 和 Kaelin（2010 年）表明，肝脏中所有 3 个PHD（PHD1, 606424；PHD2, 606425；和 PHD3, 606426）的丢失显着增加了 EPO 和血细胞比容值，其浓度大大超过了肾脏 PHD2 失活后达到的浓度。Minamishima 和 Kaelin（2010）发现 PHD2 失活足以诱导接近最大的肾脏 EPO 产生，而所有 3 个 PHD 失活才能重新激活肝脏 EPO 产生。

▼ 分子遗传学

糖尿病的微血管并发症，易感性，2

童等人（2008）发现 EPO 基因（ rs1617640 ; 133170.0001 ）启动子中的 SNP 的 T 等位基因与糖尿病的微血管并发症，包括增殖性糖尿病视网膜病变和糖尿病终末期肾病（MVCD2; 612623 ） 之间存在关联。他们还观察到，具有 TT 风险基因型的正常受试者的玻璃体样品中 EPO 浓度比具有 GG 基因型的受试者高 7.5 倍，并且对培养的 HEK293 细胞的研究表明，与具有 GG 基因型的人相比，T 等位基因使荧光素酶报告基因的表达增强了 25 倍。 G 等位基因（p = 4.7 x 10（-29））。

家族性红细胞增多症 5

Zmajkovic 等人在 患有常染色体显性家族性红细胞增多症 5（ECYT5; 617907 ）的 4 代挪威家庭的 10 名受影响成员中（2018）确定了一个杂合的 1-bp 缺失（c.32delG; 133170.0002） 在 EPO 基因的外显子 2 中，在信号肽内。通过连锁分析和候选基因测序发现的突变与家族中的疾病分离。作者无法研究患者组织，因此他们使用 CRISPR 将突变引入 Hep3B 人类细胞。突变细胞的上清液中的生物活性 EPO 增加了 8 到 10 倍，这表明该突变自相矛盾地导致了功能的增强，而不是功能的丧失。对野生型 Hep3B 细胞中 mRNA 的分析确定了由生理启动子（P1） 产生的野生型 EPO 转录物，以及在内含子 1 中使用替代启动子（P2） 产生的另外 2 个非编码转录物，一个长转录物和一个短转录物。这些 2在具有 c.32delG 突变的细胞中检测到更高水平的替代转录物，

Camps 等人在一名患有 ECYT5 的 3 岁女孩中（2016）在 EPO 基因中发现了一个杂合的 1-bp 缺失（c.19delC; 133170.0003 ）。该突变是通过对 125 名红细胞增多症患者进行靶向二代测序发现的，并通过 Sanger 测序得到证实。她受影响的父亲也携带了这种突变。未进行变体的功能研究。然而，Zmajkovic 等人（2018）证明，与对照相比，该突变导致在内含子 1 中使用替代启动子（P2） 导致功能性转录物的产生和生物活性 EPO 的量增加。该机制类似于在同一区域（c.32delG；133170.0002）中观察到的另一个突变。

Diamond-Blackfan 贫血样

Kim 等人的 2 名同胞是土耳其近亲出生的，患有 Diamond-Blackfan 贫血样（ DBAL ; 617911 ）（2017）在 EPO 基因（R150Q; 133170.0004 ） 中发现了一个纯合错义突变。通过全外显子组测序发现并通过 Sanger 测序证实的突变与家族中的疾病分离。体外功能表达研究表明，R150Q 突变显着改变了与 EPO 受体结合的动力学，并且 R150Q 突变蛋白浓度的增加无法弥补红细胞生成的缺陷。检查下游 EPO 受体途径的细胞内流式细胞术和蛋白质印迹分析显示 JAK2（ 147796） 介导的 STAT1（ 600555 ） 和 STAT3（ 102582 ）磷酸化，这是由于突变 EPO 促进 EPO 受体二聚化的能力降低所致。金等人（2017）讨论了功能选择性和偏向激动剂在受体信号传导中的作用。

▼ 动物模型

响应于缺氧的肾脏和肝脏中促红细胞生成素的合成取决于蛋白质合成和血红素合成。戈德堡等人（1988）提出了一个模型，其中血红素蛋白的配体依赖性构象变化解释了缺氧以及钴和镍刺激红细胞生成素产生的机制。塞门扎等人（1989）产生了含有人类促红细胞生成素基因的转基因小鼠，发现不仅在肝脏和肾脏中，而且在所有其他分析的转基因组织中，促红细胞生成素 mRNA 表达增加。小鼠是红细胞增多症，造血组织中的红细胞前体增加，外周血中的红细胞指数增加。从对这些转基因小鼠的进一步研究中，塞门扎等人（1989）得出结论，EPO 基因侧翼的不同 DNA 序列控制该基因的肝脏和肾脏表达，并且这些序列中的一些位于该基因的 3 素数上。

红细胞生成在胚胎发生过程中以 2 个不同的波发生：胚胎外卵黄囊中的原始波，然后是胎儿肝脏和脾脏中的最终波。尽管两种细胞类型的祖细胞都存在于卵黄囊血岛中，但在早期胚胎发生过程中，只有原始细胞在卵黄囊中形成。李等人（2001）提出的结果使他们提出促红细胞生成素表达和由此产生的促红细胞生成素受体激活调节最终波的时间。他们证明 Epo 和 EpoR 基因表达在时间和空间上是分离的：尽管 EPOR 在卵黄囊血岛早期（胚胎天数 8.0-9.5）表达，但在这种胚胎外组织中没有检测到 EPO 表达。只有在后期才能在胚胎内检测到 EPO 表达，并且 EPO 表达的开始与确定性红细胞生成的开始相关。通过“敲入”EpoR 的组成型活性形式 R129C，他们进一步证明了 EPOR 信号通路的激活可导致卵黄囊中确定性红细胞生成的早期发生。

纳法赫等人（1995）研究了转基因细胞分泌促红细胞生成素是否可以替代重复注射重组激素来治疗对 EPO 有反应的慢性贫血。用逆转录病毒载体转导原代小鼠皮肤成纤维细胞，其中鼠 cDNA 在鼠磷酸甘油酸激酶启动子的控制下表达。将含有嵌入胶原蛋白晶格中的转基因成纤维细胞的“新器官”植入小鼠的腹腔。在 10 个月的观察期内，在受体动物中观察到血细胞比容增加和血清 EPO 浓度升高。该方法被认为适用于治疗人类贫血症。

奥斯本等人（1995）在大鼠中研究了移植用编码大鼠促红细胞生成素 cDNA 的逆转录病毒载体转导的自体血管平滑肌细胞的表达和生物学效应。载体衍生的 Epo 分泌导致网织红细胞增加，随后血细胞比容和血红蛋白临床显着增加长达 11 周。在白细胞和血小板的数量方面，对照和治疗动物之间没有显着差异。肾脏和在较小程度上肝脏是合成 Epo 以响应组织氧合的特定器官。在处理过的动物中，内源性 Epo mRNA 在肾脏中大部分下调并且在肝脏中不存在。

Kessler 等人进行了类似的实验（1996），他证明，在成年小鼠单次肌肉注射含有 β-半乳糖苷酶基因的重组腺相关病毒（rAAV） 载体后，在肌纤维中检测到蛋白质表达至少 32 周。此外，将含有人类促红细胞生成素基因的 AAV 载体单次肌肉内注射到小鼠体内，导致促红细胞生成素的剂量依赖性分泌和红细胞生成的相应增加，持续长达 40 周。用 AAV-Epo 载体在体外转导的原代人肌细胞也显示出 Epo 的剂量依赖性产生。

为了评估如果在脊髓损伤后施用重组 EPO 是否能改善功能结果，Gorio 等人（2002）研究了 2 个啮齿动物模型。在第一个模型中，通过在 T3 水平应用动脉瘤夹并在释放压缩后立即施用重组 EPO 来产生中度压缩；运动功能的部分恢复在受伤后 12 小时内开始，到 28 天几乎完全恢复。相反，盐水处理的动物仅表现出较差的恢复。在第二个模型中，在损伤后 1 小时给予重组 EPO 与 T9 水平挫伤后的生理盐水处理的对照组相比，也产生了更好的功能恢复。在后一种更严重的脊髓损伤模型中，继发性炎症也通过重组 EPO 给药显着减弱，并与脊髓内空洞的减少有关。戈里奥等人（2002） 表明 EPO 提供早期功能恢复，特别是在脊髓受压后，以及更长潜伏期的神经保护、抗炎和抗凋亡功能。

High（2005）描绘了由Takacs 等人设计的成功战略的细节（2004），通过刺激促红细胞生成素的产生及其分泌到血液中来治疗小鼠的贫血症。塔卡克斯等人（2004）使用转基因的抗原特异性 B 细胞为缺乏促红细胞生成素的小鼠提供促红细胞生成素。转基因小鼠被设计为在 B 细胞特异性元件的控制下表达人类促红细胞生成素。然后用单一抗原藻红蛋白免疫小鼠，产生抗原敏感的 B 细胞库。将来自供体小鼠的淋巴细胞注射到促红细胞生成素缺乏的小鼠中。随后将抗原注射到促红细胞生成素缺陷小鼠中，刺激了表达促红细胞生成素的 B 细胞增殖，从而导致血清促红细胞生成素水平和血细胞比容值增加。

钟等人（2007）研究了促红细胞生成素在 DBA/2J 青光眼小鼠模型中为视网膜神经节细胞（RGC） 提供神经保护的功效。EPO 在不影响眼压的情况下促进了这些小鼠的 RGC 存活，这表明 EPO 是一种潜在的青光眼治疗性神经保护剂。

通过使用正式的回交分析，van Wijngaarden 等人（2007）研究了大鼠对氧诱导的视网膜病变易感性的遗传。他们的结果表明，Dark Agouti 和 Fisher 344 大鼠品系对氧诱导的视网膜病变的易感性特征的分离与色素沉着和促红细胞生成素表达相关，并且可以使用常染色体显性遗传模式进行建模。

▼ 等位基因变体（ 4个精选示例）：

.0001 糖尿病的微血管并发症，易感性，2
欧洲专利局，rs1617640，GT
在一个由 374 名 2 型糖尿病（ 125853 ） 和糖尿病微血管并发症患者组成的队列中，包括增殖性糖尿病视网膜病变（PDR） 和终末期肾病（ESRD）（MVCD2, 612623 ），以及 239 名年龄和种族匹配的糖尿病患者控制，Tong 等人（2008）发现rs1617640的 T 等位基因（EPO 基因启动子中的 SNP）与 PDR 和 ESDR之间存在显着关联（校正后的 p = 0.036）。365 名 1 型糖尿病患者（222100） 同时患有 PDR 和 ESRD，500 名患有肾病和视网膜病但未进展为 PDR 和 ESRD，以及 574 名没有肾病或视网膜病的 1 型糖尿病对照患者（p = 2.66 x 10（-8）），以及涉及379 名患有 PDR 和肾病的 1 型糖尿病患者和 141 名糖尿病对照者（p = 0.021）。具有 TT 风险基因型的正常受试者的玻璃体样品中的 EPO 浓度比具有 GG 基因型的正常受试者高 7.5 倍，并且在培养的 HEK293 细胞中的研究表明，与 T 等位基因相比，T 等位基因使荧光素酶报告基因的表达增强了 25 倍。 G 等位基因（p = 4.7 x 10（-29））。

.0002 红细胞增多症，家族性，5
EPO，1-BP DEL，32G
Zmajkovic 等人在患有常染色体显性家族性红细胞增多症 5（ECYT5; 617907 ）的 4 代挪威家庭的 10 名受影响成员中（2018）鉴定了信号肽内EPO基因外显子2中的杂合1-bp缺失c.32delG（chr7.100,319,199GG-G，GRCh37）。预计该突变会引起信号肽破坏的移码，导致 51 个氨基酸后过早终止。通过连锁分析和候选基因测序发现的突变与家族中的疾病分离，在gnomAD数据库中没有发现。作者无法研究患者组织，因此他们使用 CRISPR 将突变引入 Hep3B 人类细胞。突变细胞的上清液中的生物活性 EPO 增加了 8 到 10 倍，这表明该突变自相矛盾地导致了功能的增强，而不是功能的丧失。

.0003 红细胞增多症，家族性，5
EPO，1-BP DEL，19C
Camps 等人在一名患有家族性红细胞增多症 5（ECYT5; 617907 ）的 3 岁女孩中（2016）在 EPO 基因中发现了一个杂合的 1-bp 缺失，c.19delC（chr7.100,319,185TC-T, GRCh37）。预测该突变会导致移码（P7fs）。该突变是通过对 125 名红细胞增多症患者进行靶向二代测序发现的，并通过 Sanger 测序得到证实。她受影响的父亲也携带了这种突变。未进行该变体的功能研究，但未在 dbSNP（build 142）或 ExAC 数据库中发现该变体。

Zmajkovic 等人（2018）证明 c.19delC 突变导致在内含子 1 中使用替代启动子（P2），与对照相比，导致功能性转录物的产生和生物活性 EPO 的量增加。该机制类似于在同一区域（c.32delG；133170.0002）中观察到的另一个突变。

.0004 DIAMOND-BLACKFAN ANEMIA-LIKE（1 family）
EPO，ARG150GLN
Kim 等人的2 名同胞是土耳其近亲出生的，患有 Diamond-Blackfan 贫血样（ DBAL ; 617911 ）（2017）确定了 EPO 基因（chr7:100,320,704GA） 外显子 5 中的纯合 c.530G 到 A 转换，导致 arg150 到 gln（R150Q） 取代。该突变通过全外显子组测序发现并通过 Sanger 测序确认，与家族中的疾病分离，在 ExAC 数据库中未发现。先证者排除了已知参与 DBA 的基因突变。使用重组野生型和突变型 EPO 进行的体外功能表达研究表明，R150Q 突变仅轻微影响对 EPO 受体的总体亲和力（EPOR；133171），但显着改变了与受体结合的动力学，与野生型相比，解离速度明显更快。对培养的红细胞和 CD34+ 造血干细胞的研究表明，R150Q 突变蛋白浓度的增加无法弥补红细胞生成的缺陷。检查下游 EPO 受体通路的细胞内流式细胞术和蛋白质印迹分析显示，JAK2（ 147796 ） 介导的 STAT1（ 600555 ） 和 STAT3（ 102582 ） 磷酸化选择性降低）。进一步的研究表明，R150Q 突变体促进 EPO 受体二聚化的能力降低，导致 JAK2 活化降低，即使在最大有效浓度下也是如此，并且下游信号转导受损。在 6 岁时，先证者接受了骨髓移植并实现了完全的供体嵌合，但仍需要输血。他死于移植并发症。随后，一名年轻的同胞在临床和分子上被诊断出患有相同的疾病。她成功地接受了重组 EPO 的治疗。金等人（2017）讨论了功能选择性和偏向激动剂在受体信号传导中的作用。