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播散性卡介苗感染(Mendelian susceptibility to mycobacterial disease,MSMD)疾病于1951年首次报道,该病的临床表型是患者对一些弱毒性分枝杆菌(例如卡介苗、非结核性的环境分枝杆菌)易感,属于一种罕见的原发性免疫缺陷疾病。本研究对一个播散性卡介苗感染家系进行了分子遗传学分析,找到了其致病基因,并通过分子生物学和生物化学等实验方法研究了该致病基因的突变是如何影响其编码蛋白质的功能,初步阐明其致病机制。家系的先证者临床诊断为播散性卡介苗感染疾病(MSMD),先症者的母亲也有类似的表型,对符合遗传规律的已知基因进行筛查,最终发现致病基因STAT1外显子15,第1228位碱基从A突变成G(c.1228A>G),导致该基因编码蛋白质的第410位氨基酸由赖氨酸突变为谷氨酸(p.K410E),先症者的母亲携带同样的突变,为了进一步确定该突变为致病突变,对家系内成员以及家系外100个正常人进行了限制性片段长度多态性分析验证,证实只有患者携带该突变,正常人都不携带该突变,说明该突变不是单核苷酸多态位点。进一步通过对STAT1基因突变位点保守性及其蛋白的编码结构区域分析,发现突变的氨基酸位点在物种进化上高度保守,而且突变位点位于STAT1蛋白的DNA结合区。将野生型和突变型的STAT1基因分别构建到pRc/CMV表达载体上,转染到HEK293细胞,经干扰素IFN-γ刺激后,进行免疫荧光定位并提取细胞核内总蛋白做凝胶迁移率实验(Electrophoretic Mobility Shift Assay,EMSA)实验,结果显示突变型的STAT1蛋白入核并未受到影响,但与野生型相比,STAT1蛋白组装的gamma激活因子(gamma-activating factor,GAF)与gamma激活序列(gamma-activating sequence,GAS)结合能力显著减弱,因此STAT1基因的突变影响了其生化功能。本研究通过对一个MSMD家系进行遗传学研究发现STAT1基因的一个新的致病突变(c.1228A>G,p.K410E),通过相关分子生物学和生化实验初步阐明了STAT1基因K410E突变导致MSMD疾病的生化机制,进一步加深了对STAT1基因导致MSMD疾病的认识,为该疾病的遗传诊断与治疗提供了理论支持。