壳三糖苷酶缺乏症

CHIT1基因编码血浆甲基伞形酰四-N-乙酰壳多糖四糖苷水解酶（壳三糖苷酶），一种人几丁质酶（EC 3.2.1.14）。几丁质酶在降解某些微生物的几丁质壁中起作用（Boot等，1995）。

细胞遗传学位置：1q32.1
基因座标（GRCh38）：1：203,216,078-203,229,672

▼ 克隆和表达
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Renkema等（1995）纯化和从患有戈谢病（患者的脾表征壳三糖苷酶蛋白230800谁已经增加血清CHIT1酶活性）。发现两个等电点分别为7.2和8.0以及分子量分别为50和39 kD的主要同工型具有相同的N末端氨基酸序列。针对纯化的39 kD壳三糖苷酶产生的抗血清沉淀了所有同工酶。这些发现提示单个基因编码壳三糖苷酶的不同同工型。作者推测该酶可能参与了对几丁质病原体（如真菌，线虫和昆虫）的防御和降解。

Boot等（1995）从巨噬细胞cDNA文库分离了对应于壳三糖苷酶基因的cDNA。推导的445个氨基酸的蛋白质分子量为49 kD，类似于Renkema等人检测到的较大的同工型（1995）。用克隆的cDNA瞬时转染COS-1细胞后，获得了活性壳三糖苷酶的分泌。壳三糖苷酶含有几个与来自糖基水解酶家族18的不同物种的几丁质酶中存在的区域高度同源的区域。Northern印迹分析表明，壳三糖苷酶mRNA的表达仅在细胞培养中单核细胞分化为活化的巨噬细胞的晚期发生。作者推测该酶可能在降解几丁质的病原体中起作用。

▼ 基因结构
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Boot等（1998）确定CHIT1基因包含12个外显子并且横跨大约20 kb。

▼ 测绘
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Eiberg和Den Tandt（1997）将CHIT基因座定位在侧翼标记D1S191和D1S245之间的1q31-qter染色体上。通过荧光原位杂交，Boot等（1998）将CHIT基因分配给1q31-q32。

▼ 基因功能
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Hollak等（1994）观察到非常显着增加的32的30症状的患者具有I型戈谢病（血浆中壳三糖苷酶的活性（大于600倍）230800），这是由于在编码β-葡糖苷酶的基因突变（GBA ; 606463）。他们在高雪氏病患者中观察到的血浆壳三糖苷酶的增加远比碱性磷酸酶的增加更为明显（ALPL；171760），已被用作该疾病的重要诊断标志。补充酶的过程中壳三糖苷酶活性急剧下降。相比之下，没有临床症状的3个GBA缺陷个体的壳三糖苷酶仅略有增加。作者认为，壳三糖苷酶本身不太可能有助于戈谢病的临床表现。Hollak等（1994）指出溶菌酶（LYZ；153450）和壳三糖苷酶在对特定底物的催化活性方面的相似性表明，后者也可能在宿主防御机制中起作用，例如，通过裂解细菌细胞壁多糖。Hollak等（1994）提示在Gaucher病中装载了葡萄糖基神经酰胺的巨噬细胞是血浆酶活性的主要来源。在各种肉芽肿性免疫疾病中未发现血浆壳三糖苷酶升高或仅有中度升高。

Boot等（1995）指出，已知植物中的几丁质酶能抵抗真菌病原体。溶菌酶的杀菌功能也已确立。然而，在兔子中发生了溶菌酶的遗传缺陷，似乎对感染的敏感性几乎没有影响。哺乳动物免疫系统防御机制的多样性可能对单个酶（如溶菌酶和壳三糖苷酶）的缺陷具有足够的耐受性。

通过比较人类巨噬细胞壳三糖苷酶及其分离域的抗真菌特性，Vandevenne等（2011）表明，催化域足以抗真菌活性，并往往比完整的酶更有效。相反，几丁质结合结构域不具有任何抗真菌特性。使得巨噬细胞酶失活的壳三糖苷酶的突变可以被溶菌酶补偿，溶菌酶的抗真菌活性比壳三糖苷酶更高，并且具有抗菌活性。

▼ 分子遗传学
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Boot等人在壳三糖苷酶缺乏症患者中（CHITD; 614122）（1998）确定了CHIT1基因的纯合24bp重复（600031.0001）。观察到的约35％的载波频率表明重复是壳三糖苷酶缺乏的主要原因。来自不同种族背景的个体中存在重复现象表明该突变相对较旧。

格雷斯等（2007年）指出，改变血浆活性的CHIT1基因突变的鉴定对于使用该生物标记物监测高雪氏病的疾病活性和治疗反应非常重要。他们对320名无关的高雪氏病患者，包括272名阿什肯纳兹犹太裔患者进行了CHIT1基因分型。在所有患者中，24 bp复制的纯合子和杂合子分别为4％和37.2％。此外，格雷斯等（2007年）确定3个在CHIT1基因（新的突变600031.0002 - 600031.0004）与戈谢病和壳三糖苷酶缺乏症的个体。

▼ 等位基因变异体（4个示例）：
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.0001壳三糖苷酶缺乏症
CHIT1，24-BP DUP
Boot等（1998年）发现壳三糖苷酶缺乏症（CHITD；614122）可能是由于CHIT1基因第10外显子的24 bp重复引起的，导致了一个隐秘的3 -prime剪接位点的激活，从而产生了一个带87个核苷酸的框内缺失的mRNA。测试的所有壳三糖苷酶缺陷个体均是纯合重复。在171名荷兰人中，该突变的纯合子为6.4％，杂合子为35.1％。在68名Ashkenazi犹太人受试者中，纯合子占5.9％，杂合子占33.8％。突变体壳三糖苷酶预计缺乏氨基酸344-372。基于与几丁质酶的同源性，通过晶体学分析已经解析了几丁质酶的三维结构，作者预测突变型壳三糖苷酶的内部缺失阻止了适当的桶状构象的形成，从而导致了几丁质酶活性的丧失。

在总共320名无关的高雪氏病患者中（232800），包括272名阿什肯纳兹犹太血统的患者，Grace等（2007）发现CHIT1 24-bp dup分别为纯合子或杂合子3％。等位基因频率为0.227。

.0002壳三糖苷酶缺乏症
CHIT1，GLY354ARG，LEU385LEU和4-BP DEL
在加勒比海西班牙/非洲1型戈谢病（230800）与壳三糖苷酶缺乏症（CHITD;患者614122），恩等人（2007年）鉴定出CHIT1基因的复杂等位基因具有3种不同的顺式变异：第10外显子发生1060G-A过渡，导致gly354-arg（G354R）取代；第10外显子发生1155G-A跃迁，导致第10外显子leu385到leu（L385L）的同义替换，以及内含子10（1156delGTAA）中的4 bp缺失。复杂的等位基因称为“ E / I-10”（外显子/内含子10）等位基因。该患者为E / I-10复杂等位基因和常见的24 bp复制的复合杂合子（600031.0001）。体外功能表达研究表明，复杂的突变体没有残留的酶活性。进一步的筛选确定了加勒比西班牙裔，多米尼加，加勒比黑，波多黎各和美国黑裔的个体中的复杂等位基因。高加索人或阿什肯纳齐犹太人血统中未发现此病。

.0003壳三糖苷酶缺乏症
CHIT1，GLU74LYS
在I型戈谢病（230800）与壳三糖苷酶缺乏症（CHITD;患者614122），恩等人（2007年）在CHIT1基因的第3外显子中鉴定到220G-A过渡，导致从glu74到lys（E74K）的取代。体外功能表达研究表明，与对照值相比，E74K突变体的活性为51％。E74K等位基因在208个Ashkenazi犹太人等位基因中有3个（1.4％）被发现，但在非Ashkenazi犹太人等位基因中却没有，这表明它非常罕见。在正常对照中未发现此突变。

.0004壳三糖苷酶缺乏症
CHIT1，GLY102SER
在3德系犹太人的I型戈谢病（230800）患者壳三糖苷酶缺乏症（CHITD; 614122），恩等人（2007年）确定了CHIT1基因第4外显子的304G-A过渡，导致了gly102-to-ser（G102S）取代。体外功能表达研究表明，与对照相比，G102S突变体的活性为23％。G102S等位基因在各种对照人群中的频率为0.2到0.3。