Markmið : Nýlegar erlendar rannsóknir hafa sýnt að um 10 - 30% af alvarlegri heyrnarskerðingu hjá nýburum eru vegna erfðabreytileika í geni konnexíns 26 ( Cx 26 ) og er Cx 26 35 delG langalgengastur . Niturbasaraðir þeirra útraða , sem sýndu merki um erfðabreytileika , voru síðan ákvarðaðar . Niðurstöður og ályktun : Með ofangreindum aðferðum greindust fjórir erfðabreytileikar í geni Cx 26 . Víkjandi samsætan Cx 26 35 delG fannst hjá einum arfhreinum og öðrum arfblendnum einstaklingi . Hjá arfblendna 35 delG einstaklingnum fannst einnig þriggja basa brottfall 358 - 360 delGAG ( E ) , en sú samsæta er einnig víkjandi . Hjá einum arfblendum einstaklingi fundust niturbasaskipti , T verður C í stöðu 101 ( M 34T ) og er talið að sá erfðabreytileiki valdi ríkjandi heyrnarskerðingu með breytilegri sýnd . Þá greindist áður óþekktur erfðabreytileiki í 5 ' - enda Cx 26 gensins hjá einum einstaklingi með fulla heyrn , T verður G í stöðu -63 , og er klínískt vægi hans óvisst . Engir erfðabreytileikar greindust í POU3F4 geni . Læknablaðið 2000 ; 86 : 833 - 9 Erlendar rannsóknir hafa sýnt að um það bil eitt barn af hverjum 1000 hafa mikla meðfædda heyrnarskerðingu , en mun fleiri fæðast með vægari form ( 1 - 3 ) . Algengi heyrnarskerðingar eykst síðan eftir miðjan aldur , en um 4% 45 ára manna hafa verulega skerta heyrn og við 70 ára aldur er hlutfallið orðið um 30% ( 1 ) . Orsök heyrnarskerðingar hjá nýfæddum er talin vera af arfgengum toga í um 60 - 70% tilvika ( 4 ) . Um 30% af arfgengri heyrnarskerðingu eru tengd ýmsum heilkennum ( syndromes ) , en 70% eru án nokkurra annarra klínískra einkenna ( 5 - 7 ) . Talið er að arfgeng heyrnarskerðing án tengsla við heilkenni erfist í 75% tilfella víkjandi , um 20 - 25% ríkjandi og í 1 - 5% tilvika er um kynbundnar eða hvatberaerfðir að ræða ( 8,9 ) . Hvað varðar heyrnarskerðingu , sem kemur á efri árum og er oft tengd umhverfisáhrifum , svo sem hávaða eða lyfjagjöf , þykir sýnt að arfgengir þættir koma þar einnig við sögu ( 10 - 12 ) . Þekking manna á arfgengum þáttum meðfæddrar heyrnarskerðingar án tengsla við heilkenni hefur aukist hratt á síðustu árum ( 5 , 6,9 ) . Meingenaleit hjá fjölskyldum frá öllum heimsins hornum hafa sýnt að erfðabreytingar á tæplega 70 mismunandi litningasetum geta komið við sögu , þegar um er að ræða heyrnarskerðingu án tengsla við heilkenni ( 13 ) . Um 30 þeirra eru víkjandi set , önnur 30 eru ríkjandi , átta eru á X litningi og tvö eru í erfðaefni hvatbera . Sextán þessara gena hafa nú verið einangruð og raðgreind og er hlutverk þeirra prótína sem genin skrá mjög mismunandi ( 6,13 ) . Þau geta verið hluti jónarásar , utanfrumuprótín , frumugrindarprótín og afritunarþættir , en nokkur þeirra hafa óþekkt hlutverk . Orsök arfgengrar heyrnarskerðingar án tengsla við heilkenni er langoftast að finna í geni konnexíns 26 ( Cx 26 ) , sem er staðsett á litningi 13 q 11 ( 14 - 17 ) . Talið er að erfðabreytileikar í þessu geni valdi 20 - 70% tilfella af meðfæddri heyrnarskerðingu ( 18 - 23 ) . Einn erfðabreytileiki er áberandi algengasta orsök arfgengrar heyrnarskerðingar meðal Evrópubúa , en það er Cx 26 35 delG ( brottfall á niturbasanum gúanín í stöðu 35 í geni Cx 26 ) ( 18 , 19,24 ) . Hjá ítölskum og spönskum einstaklingum með heyrnarskerðingu af völdum erfðabreytileika í Cx 26 geni er þennan eina erfðabreytileika að finna hjá um 85% ( 19 ) . Hingað til hafa um það bil 35 erfðabreytileikar sem valda heyrnarskerðingu fundist í Cx 26 geni og er algengi þeirra mjög mismunandi eftir þýðum ( 25 ) . Prótínið , sem Cx 26 genið skráir , er ýmist kallað konnexín 26 eða GJB 2 ( gap junction protein b 2 ) . Það tilheyrir stórri fjölskyldu þróunarlega skyldra himnuprótína og eru að minnsta kosti 16 mismunandi gerðir konnexína að finna í manninum ( 26,27 ) . Þau hafa þó öll svipaða byggingu og hlutverk . Sex prótínsameindir konnexína tengjast sín á milli í tvílagi frumuhimna og mynda sívalningslaga rás í gegnum þær . Slíkar rásir eru kallaðar konnexón . Konnexón geta ýmist verið samsettar úr einni gerð konnexína ( homeomeric ) eða úr tveimur eða fleiri mismunandi gerðum ( heteromeric ) . Konnexón tveggja aðliggjandi frumna tengjast síðan sín á milli og mynda smárásir ( gap junction channels ) milli frumna . Jónir og minni sameindir geta borist í gegnum þessar rásir og koma þær þannig á mjög nánum samskiptum frumnanna . Smárásirnar eru ýmist opnar eða lokaðar og stjórnast það af virkni í efnaskiptum viðkomandi frumna ( 26,27 ) . Nýlega hefur verið sýnt fram á að erfðabreytileikar í genum konnexína 30 og 31 geta einnig á svipaðan hátt og í Cx 26 orsakað heyrnarskerðingu án tengsla við heilkenni ( 28,29 ) . POU3F4 genið er staðsett á X-litningi , nánar tiltekið Xq 21 ( 30 - 32 ) . Erfðabreytileikar í geninu eru algengasta þekkta orsök heyrnarskerðingar sem erfist kynbundið ( 32 - 34 ) . Tölvusneiðmyndir af innra eyra einstaklinga með heyrnarskerðingu af völdum erfðabreytileika í POU3F4 hafa í sumum tilfellum sýnt óeðlilega útvíkkun á innri heyrnargangi og við skurðaðgerðir hefur komið í ljós hækkaður vökvaþrýstingur í utanvessa ( perilympha ) og að ístað miðeyrans er gróið fast í sporgati ( oval window ) ( 30,35 ) . Prótínið POU3F4 er afritunarþáttur , sem tilheyrir stórri fjölskyldu þróunarlega skyldra afritunarþátta , sem nefnist POU , og er POU3F4 genið tjáð í mörgum frumutegundum , þó einkum í taugavef ( 32 ) . Markmið þessarar rannsóknar var að kanna hvort og hvaða erfðabreytileikar í genum konnexíns 26 og í POU3F4 gætu verið orsök heyrnarskerðingar hjá Íslendingum með meðfædda heyrnarskerðingu og án tengsla við heilkenni . Úrtak : Í samvinnu við Félag heyrnarlausra , Foreldrafélag heyrnarlausra og Heyrnarhjálp var leitað eftir þátttöku með því að senda út kynningarbréf . Allir þátttakendur undirrituðu eyðublað um upplýst samþykki . Alls fengust 15 þátttakendur , sem uppfylltu þau skilyrði að hafa meðfædda skyntaugaheyrnarskerðingu ( sensorineural hearing impairment ) af óþekktum toga ( ICD 10 H 90.5 ) og að heyrnarskerðingin væri staðfest með heyrnarmælingu hjá Heyrnar - og talmeinastöð Íslands eða á háls - , nef og eyrnadeild Landspítala Fossvogi . Meðalaldur þátttakenda var 29 ára ( 8 - 69 ára ) og voru sjö karlar og átta konur . Ellefu þátttakendur höfðu ættarsögu um heyrnarleysi , en fjórir voru stök tilfelli . Tafla I sýnir niðurstöður heyrnarmælinga á báðum eyrum hjá þátttakendum . Rannsóknin var samþykkt af Tölvunefnd Dómsmálaráðuneytis og Vísindasiðanefnd Sjúkrahúss Reykjavíkur . Aðferðir : Erfðaefni þátttakenda var eingangrað úr bláðæðablóði eins og áður hefur verið lýst ( 36 ) . ncbi.nlm.nih.gov ) ( 32 , 37,38 ) . Fákirni voru valin með hjálp GenetoolTM 1.0 forritsins ( Biotools Incorporated , Edmonton , Kanada ) og þau pöntuð frá TAG Copenhagen A / S í Kaupmannahöfn . Genabygging Cx 26 og POU3F4 , niturbasaröð fákirna , sem notuð voru við fjölliðunarhvörf ( polymerase chain reaction , PCR ) og staðsetning þeirra í genunum eru sýndar á myndum 1 og 2 . Fjölliðunarhvörf á einstökum DNA-bútum genanna voru gerð á hefðbundinn hátt nema hvað geislavirkt a - 33P dATP var haft með í hvarfefnablöndu til að merkja fjölfölduðu bútana . Skimað var eftir erfðabreytileikum í DNA-bútum með svokallaðri EMD-aðferð ( enzymatic mutation detection ) og var hvarfefnasettið PassportTM frá Amersham-Pharmacia Biotech , Kaupmannahöfn notað ( 39 ) . Einfölduð mynd til skýringar á aðferðafræði EMD er sýnd á mynd 3 . Eftir að misþátta ( heteroduplex ) DNA-bútar höfðu verið meltir með T 4 endónúkleasa VII , voru þeir rafdregnir í 6% raðgreiningargeli . Að loknum rafdrætti var röntgenfilma lögð að gelinu og hún framkölluð um sólarhring seinna . Niturbasaröð þeirra DNA-búta , sem sýndu merki um að hafa verið klofnir af T 4 endónúkleasa VII vegna mispörunar , var ákvörðuð með því að nota sömu fákirni og við fjölföldunina , a - 33P dATP , a - 33P dCTP , hvarfefnasettið ThermoSequenaseTM frá Amersham Pharmacia Biotech , Kaupmannahöfn og 6% DNA raðgreiningargel . Cx 26 gen : Við leit að erfðabreytileikum með EMD aðferð komu fram merki um erfðabreytileika í fjölfölduðum DNA bútum Cx 26 gens hjá fjórum einstaklingum . Dæmi um greinilega jákvæða EMD skimun fyrir erfðabreytileika má sjá í mynd 4 . Í bút Ex 2a í Cx 26 geni komu fram merki um þrjá mismunandi breytileika . Sams komar EMD mynstur í rafdráttargeli fundust hjá þátttakendum númer átta og níu ( tafla I ) , annað mynstur fannst hjá þátttakenda númer tvö og það þriðja hjá einstaklingi sem notaður var sem viðmiðunarsýni . Í bút Ex 2b fannst merki um erfðabreytileika hjá þátttakenda númer níu . Raðgreining á DNA bút Ex 2a hjá einstaklingi númer tvö sýndi arfblendni fyrir erfðabreytileika , þar sem niturbasinn C kemur í stað T í stöðu 101 í geninu ( mynd 4 ) . Þessi breytileiki hefur í för með sér amínósýruskipti í fjölpeptíðkeðju Cx 26 , þar sem amínósýran treónín kemur í stað meþíóníns í stöðu 34 ( M 34T ) . Erfðabreytileikanum M 34T hefur áður verið lýst en hann er talinn valda ríkjandi erfðamynstri , þó með mjög breytilegri sýnd ( 17,21 ) . Niðurstöður heyrnarmælingar þessa einstaklings sýndu verulega skerta heyrn ( um 55 dB ) , en hann hafði ekki fjölskyldusögu um heyrnarskerðingu . Raðgreining á PCR bút Ex 2a hjá einstaklingum númer átta og níu sýndi brottfall á G í stöðu 35 í geni Cx 26 ( Cx 26 del 35G ) , en þessi erfðabreytileiki veldur arfgengri , víkjandi heyrnarskerðingu og er algengasta orsök afrgengrar heyrnarskerðingar eins og áður sagði ( mynd 5 ) ( 19 , 20,24 ) . Cx 26 del 35G veldur lesrammahliðrun ( frameshift ) og síðan stöðvun á þýðingu mRNA . Þessi erfðabreytileiki veldur heyrnarskerðingu með víkjandi erfðamáta . Einstaklingur númer átta var arfhreinn , en númer níu arfblendinn ( mynd 5 ) . Því mátti búast við að finna annan erfðabreytileika í geni Cx 26 hjá einstaklingi númer níu og gaf EMD merki um erfðabreytileika í bút Ex 2b . Niðurstöður heyrnarmælingar hjá einstaklingi númer átta sýndu heyrnarskerðingu um 90 dB og var saga um skerta heyrn hjá nánum ættingjum . Raðgreining á PCR bút Ex 2b hjá einstaklingi númer níu sýndi brottfall á þremur niturbösum í stöðu 358 - 360 í geni Cx 26 ( 358 - 360 delGAG ) ( mynd 6 ) . Erfðabreytileikinn veldur brottfalli á heilum lesramma í mRNA og því einnig brottfalli á einni amínósýru í fjölpeptíðkeðju Cx 26 prótínsins , en það er glútamiksýra í stöðu 119 ( E ) . Þessum erfðabreytileika hefur áður verið lýst sem orsök arfgengrar heyrnarskerðingar með víkjandi erfðamáta ( 20,40 ) . Einstaklingur númer átta , sem ber erfðabreytileikann 358 - 360 delGAG á arfblendnu formi , ber einnig Cx 35 delG og hefur því svokallaða samsetta arfblendni ( combined heterozygosity ) . Niðurstöður heyrnarmælingar einstaklings númer níu sýndu heyrn um 40 dB og hafði hann fjölskyldusögu um heyrnarskerðingu . Raðgreining á DNA bút Ex 2a úr Cx 26 geni , sem gaf merki um erfðabreytileika , en var úr einstaklingi sem notaður var sem viðmiðunarsýni , leiddi í ljós arfblendni fyrir niturbasaskiptum þar sem T verður C í stöðu -63 ( - 63 Tð C ) ( mynd 7 ) . Þar sem þessi niturbasi er utan við kóðandi svæði gensins hefur erfðabreytileikinn ekki í för með sér amínosýruskipti í fjölpeptíðkeðju eða truflun í lesramma . Þessum erfðabreytileika hefur ekki verið lýst áður , en þar sem arfberinn hefur fulla heyrn er óvíst hvort erfðabreytileikinn hafi klíníska þýðingu . POU3F4 gen : Þrátt fyrir ítrekaða skimun með EMD aðferð fundust ekki merki um erfðabreytileika í POU3F4 geni hjá þátttakendum . Niðurstöður þessarar rannsóknar sýna að , að minnsta kosti þrír erfðabreytileikar í geni Cx 26 valda heyrnarskerðingu hér á landi , 35 delG , 101 Tð C , og 358 - 360 delGAG . Einfölduð mynd af byggingu Cx 26 og staðsetning þeirra erfðabreytileika , sem fundust í rannsókninni , er sýndar á mynd 8 . Auk þess fannst nýr erfðabreytileiki í Cx 26 geninu hjá viðmiðunareinstaklingi , -63 Tð C , sem er staðsettur utan við kóðandi svæði þess gens og er óvíst með klínískt vægi hans . Engir erfðabreytileikar fundust í POU3F4 geni . Erfðabreytileikar í Cx 26 geni er algengasta þekkta orsök meðfæddrar , arfgengrar heyrnarskerðingar án tengsla við heilkenni ( 18 , 19,24 ) . Þessi erfðabreytileiki veldur lesrammahliðrun í þýðingu og því myndast ekki fjölpeptíðkeðja Cx 26 ( mynd 8 ) . Klínísk einkenni arfhreinna einstaklinga með 35 delG geta verið frá tiltölulega vægri heyrnarskerðingu upp í mikla ( 40 - 42 ) . Við rannsókn á 82 fjölskyldum frá Ítalíu og Spáni með víkjandi form arfgengrar heyrnarskerðingar og 54 heyrnarskertum einstaklingum án fjölskyldusögu , reyndust 49% fjölskyldnanna og 37% stakra einstaklinga bera erfðabreytileika í geni Cx 26 og var um að ræða 35 delG í 85% tilvika ( 19 ) . Í sömu rannsókn var arfberatíðni Cx 26 35 delG könnuð í 280 manna úrtaki með eðlilega heyrn og var hún 3,2% . Fjölþjóðleg evrópsk rannsókn sýndi að arfberatíðni í Suður-Evrópu var á bilinu 2,2 - 3,4% og í Mið-Evrópu 0,5 - 2,2% ( 24 ) . Mikill munur var á arfbertíðni 35 delG í þremur ríkjum í Norður-Evrópu , en þar hafði Eistland 4,4% Danmörk 2,1% og Noregur 0,5% . Í bandarískri rannsókn á arfberatíðni reyndist hún 2,5% fyrir Cx 26 35 delG , en 3,0% fyrir alla erfðabreytileika í geni Cx 26 , sem valda víkjandi arfgengri heyrnarskerðingu ( 43 ) . Meðal Gyðinga er tíðni 35 delG mun lægri eða um 0,7% , en tíðni annars erfðabreytileika , Cx 26 167 delT , er mun hærri eða um 4% ( 44,45 ) . Hjá Afríkubúum er tíðni 35 delG lág , en sýnt hefur verið að tíðni einstakra erfðabreytileika , svo sem Cx 26 R 143W , getur verið mjög há svæðisbundið ( 46,47 ) . Hjá Japönum er Cx 26 235 delC erfðabreytileikinn algengastur en 35 delG hefur ekki fundist ( 48 ) . Ekki er hægt að draga ályktanir um algengi einstakra erfðabreytileika í Cx 26 geni frá rannsókn okkar , þar sem úrtak er of lítið . Niðurstöðurnar benda þó til að tíðni Cx 26 35 delG erfðabreytileikans sé ekki eins algeng og meðal þjóða við Miðjarðarhafið . Erfðabreytileikinn 101 Tð C eða M 34T var fyrsti erfðabreytileikinn í Cx 26 geni sem fannst og er talinn valda ríkjandi erfðamáta með mjög breytilegri sýnd ( 17,21 ) . Þannig geta arfblendnir einstaklingar ýmist verið með eðlilega heyrn eða verulega skerta . Erfðabreytileikinn 101 Tð C veldur amínósýruskiptum , þar sem treónín kemur í stað meþíóníns í stöðu 34 í fjölpeptíðkeðju Cx 26 . Þessi amínósýra er staðsett í þeim hluta fjölpeptíðskeðjunnar sem gengur í gegnum frumuhimnuna og víxlverkar við önnur konnexín ( mynd 8 ) . Með tjáningu villigerðar og M 34T Cx 26 í ræktuðum frumum hefur verið sýnt fram á að amínósýruskipin trufla þessa víxlverkun þannig að konnexín geta ekki tengst sín á milli og myndað konnexón og rás gegnum frumuhimnur ( 49,50 ) . Rannsóknir á arfberatíðni erfðabreytileikans 101 Tð C , hafa sýnt að hann er nokkuð algengur meðal Evrópubúa eða á bilinu 0,5 - 1,5% ( 21,51 ) . Erfðabreytileikanum Cx 26 358 - 360 delGAG var fyrst lýst í tveimur áströlskum systrum með samsetta arfblendni með R 148P og síðan nýlega í einum Ítala með samsetta arfblendni með 167 delT ( 20,40 ) . Þessi erfðabreytileiki veldur víkjandi erfðamáta . Sá einstaklingur , sem fannst í þessari rannsókn , var með samsetta arfblendni með 35 delG og tiltölulega væga heyrnarskerðingu . Erfðabreytileikinn veldur brottfalli á einni súrri amínósýru ( glútamíni í stöðu 118 ) , sem er staðsett í þeim hluta fjölpeptíðkeðju Cx 26 , sem er innan frumuhimnunnar og hefur með pH-háða stjórnun á smárásinni að gera ( mynd 8 ) ( 26,27 ) . Erfðabreytileikanum -63 Tð C , sem fannst hjá einum viðmiðunareinstaklingi með fulla heyrn , hefur ekki verið lýst áður . Hann er staðsettur utan við kóðandi svæði gensins og veldur því ekki amínósýruskiptum . Hann er að öllum líkindum án klínískrar þýðingar , en gæti þó hugsanlega haft áhrif á hversu hratt mRNA Cx 26 er brotið niður . Í rannsókninni fundust engir erfðabreytileikar í geni POU3F4 , en erfðabreytileikar í þessu geni eru algengasta orsök heyrnarskerðingar , sem erfist kynbundið . Með vaxandi þekkingu á arfgengum þáttum heyrnarskerðingar og þróun aðferða til að greina þá , opnast möguleikar á að greina heyrnarskerðingu hjá börnum fyrr og leggja mat á horfur . Miklivægt er að greina snemma alvarlega heyrnarskerðingu hjá börnum , þar sem fyrsta ár ævinnar er afgerandi í málþroska þeirra . Þar sem margir erfðabreytileikar í mörgum mismunandi genum geta orsakað heyrnarskerðingu þarf að þekkja þá erfðabreytileika sem eru algengastir í viðkomandi þýðum . Þessi rannsókn sýndi að , að minnsta kosti þrír mismunandi erfðabreytileikar í Cx 26 geni valda heyrnarskerðingu á Íslandi . Hún sýndi einnig að þar sem margir þátttakenda höfðu fjölskyldusögu er full ástæða til þess að leita skýringa í fleiri genum . Þegar tekin er ákvörðun um að nota erfðafræðilegar aðferðir við greiningu á orsök heyrnarskerðingar þarf hafa í huga eftirtalin þrjú atriði . Í fyrsta lagi eru gen sem tengjast heyrnarskerðingu mjög mörg og niturbasaröð flestra þeirra hefur enn ekki verið ákvörðuð . Þetta gerir það að verkum að ekki er hægt að bjóða upp á erfðagreiningu , sem gefur öruggt svar við því hvort um sé að ræða arfgenga þætti eða ekki . Í öðru lagi getur það verið tæknilega erfitt og afar kostnaðarsamt að finna þann erfðabreytileika sem veldur heyrnarskerðingunni þar sem leita þarf í tugum gena . Með aukinni þekkingu á erfðafræði heyrnarskerðingar og tæknilegum framförum má þó búast við að í framtíðinni verði erfðagreining öruggari , auðveldari og ódýrari en hún er nú . Í þriðja lagi skal hafa í huga að verulegur hluti heyrnarskertra er ekki samþykkur því að erfðagreiningu sé beitt við heyrnarskerðingu . Í ljósi ofangreindra atriða og þess , að meðferð , sem beinist sértækt að orsökum arfgengrar heyrnarskerðingar , hefur ekki komið fram , ber lækni að meta ábendingu fyrir erfðagreiningu í hverju einstöku tilfelli fyrir sig og nýta sér erfðaráðgjöf faglærðra eftir kostum .