DRC1基因突变

什么是DRC1基因？

DRC1基因又叫 动力蛋白调节复合体基因1（动力蛋白 regulatory complex 子单元 1），主要负责调控纤毛动力蛋白的合成。纤毛动力蛋白，是维持精子尾部（鞭毛）上的纤毛轴突结构的重要组成部分，负责让精子鞭毛不断摇摆，保持一定的运动形态。如果DRC1基因发生突变，就会诱发原发性纤毛运动障碍（PCD）。

什么是原发性纤毛运动障碍（PCD）？

原发性纤毛运动障碍也可以叫原发性睫状运动障碍，是一种以慢性呼吸道感染，内部器官位置异常以及无法生育（不育）为特征的疾病。这种情况的体征和症状是由异常纤毛和鞭毛引起的。纤毛是微小的，手指状的突起，从细胞表面伸出。它们存在于气道，生殖系统以及其他器官和组织的内壁。鞭毛是类似于纤毛的尾状结构，可推动精子细胞向前移动。

在呼吸道中，纤毛以协调的方式来回移动，将粘液移向喉咙。粘液的这种运动有助于消除肺部的液体，细菌和颗粒。大多数患有原发性睫状运动障碍的婴儿在出生时都会出现呼吸困难，这表明纤毛在清除肺部胎儿液体方面起着重要作用。从儿童早期开始，受影响的个体会频繁出现呼吸道感染。如果气道中的纤毛功能不正常，细菌会残留在呼吸道中并引起感染。原发性睫状运动障碍的人也常年出现鼻塞和慢性咳嗽。慢性呼吸道感染可导致一种称为支气管扩张的疾病，这种疾病会破坏从支气管通向肺部的支气管，并导致致命的呼吸问题。

一些患有原发性睫状运动障碍的人将器官异常置于胸腔和腹部。当确定身体左侧和右侧之间的差异时，这些异常会在胚胎发育的早期出现。患有原发性睫状运动障碍的人中约有50％的内脏器官发生了镜像反转（原位反转总体）。例如，在这些人中，心脏位于身体的右侧，而不是左侧。总计的反义齿不会引起任何明显的健康问题。当患有原发性睫状运动障碍的人患有总位反转时，通常被称为患有卡塔格纳综合症。

患有原发性睫状运动障碍的人中约有12％患有被称为异位症候群或坐姿歧义的疾病，其特征是心脏，肝脏，肠道或脾脏异常。这些器官可能在结构上异常或放置不当。另外，受影响的个体可能缺乏脾脏（脾脏）或有多个脾脏（多脾）。异位症候群是由胚胎发育过程中建立左右身体两侧的问题引起的。异位症的严重程度在受影响的个体之间差异很大。

原发性睫状运动障碍也可导致不孕。鞭毛的剧烈运动对于将精子细胞推进到雌性卵细胞是必需的。由于精子不能正常活动，患有原发性睫状运动障碍的男性通常无法生下孩子。不育症发生在某些受影响的女性中，可能是由于输卵管纤毛异常所致。

原发性睫状运动障碍的另一个特征是反复发作的耳部感染（中耳炎），尤其是在幼儿中。如果不治疗，中耳炎可导致永久性听力损失。耳朵感染很可能与内耳的纤毛异常有关。

DRC1基因突变为什么会导致PCD？

DRC1基因的信号传导机制，是通过精子细胞轴突结构中的超微管结构排列，该结构由九个微管双峰和2个中央微管对组成，形成经典的9+2微管排列。当精子需要向前游动时，DRC1基因通过内部和外部的动力信号（分别记做IDA和ODA），向纤毛动力蛋白发出指令，纤毛接受指令后，开始做来回的摆动，帮助精子向前游动。

此外，精子尾部还包含辅助结构：线粒体鞘（MS），纤维鞘（FS）和外部致密纤维（ODF）。这些结构是精子尾巴所特有的，是为精子运动提供了额外的运动势能。精子尾部通过头尾部耦合装置（HTCA）连接到头部，并且环在中段和主体之间形成扩散屏障。这些结构中蛋白功能的任何改变都可以改变精子的活力。

不断摆动的纤毛和鞭毛需要靠轴突结构来保持精子的运动性，一旦DRC1基因突变，会导致纤毛动力蛋白无法合成，从而引起鞭毛原发性纤毛运动障碍（PCD）。PCD是一种常染色体隐性疾病，主要影响男性精子活力，从而导致弱精症的发生，从而无法正常生育。更要命的是，PCD不仅影响男性生育能力，也会引起呼吸纤毛生成障碍（一种慢性呼吸障碍疾病），因此一旦确诊DRC1基因缺陷，不仅需要考虑到生育问题，也要考虑到呼吸疾病的风险。