椎弓峡部裂被定义为一种发生于椎弓处关节间部的缺陷。据报道，它在人群中的发生率约为3-6%。发育不良性椎弓峡部裂是一类发生于椎体关节间部的先天性缺陷，一般病发于低位腰椎和高位骶椎，常累及L5椎体。

这种类型的椎弓峡部裂并不少见，可占到椎弓峡部裂病例的14-21%。由于椎体关节间部的先天性缺陷，病变椎体时常会使下位椎体上滑向前方，造成椎体滑脱以及下背痛。椎弓峡部裂在临床上既可以表现为单一症状，也可以作为许多症状之一出现。尽管遗传性的椎弓峡部裂长期以来已经被报道，但目前对于该病的遗传病因以及发病机制仍未清楚。

我们研究的目的旨在鉴别出发育不良椎弓峡部裂患者的基因组突变，以及这种异常基因潜在发病机制。通过对椎弓峡部裂患者进行全外显子组测序和功能分析，我们在一个中国家族的5名受累患者中发现了硫酸盐转运因子基因SLC26A2的一个新型杂合子突变(c.2286A＞T;p.D673V)。

通过筛查30名无亲缘关系的椎弓峡部裂患者发现了这一基因中另外两个突变(c.1922A＞G;p.H641R和1号内含子中的g.18654T＞C)。原位杂交分析结果表明，SLC26A2丰富表达于发育14.5天小鼠胚胎的腰骶椎中。相比于野生型细胞，转染突变SLC26A2的CHO细胞硫酸根吸收活性显著下降，证实了这两个错义突变的致病性。

首次利用全外显子组测序鉴定出滑脱遗传家系基因SLC26A2的突变(A)并在散发病例中验证(D)

在基于大量临床病例研究的基础下，遗传性椎弓峡部裂以及椎体滑脱的基因缺陷首次被证实，我们的研究提供了“常染色体显性的椎弓根峡部裂及由此带来的椎体滑脱是由SLC26A2的基因突变引起的”第一个功能性基因组证据。

在正常软骨中，软骨细胞合成硫酸蛋白多糖并将其分泌到细胞外基质中。SLC26A2基因编码产生的硫酸根转运体对于蛋白多糖硫酸根化这一过程的实现必不可少。而硫酸根转运体功能受损将会导致软骨细胞内硫酸根的耗尽以及硫酸化蛋白多糖的合成不足，从而影响了细胞外基质的构成，而这些对于正常的软骨内成骨是必需的。

以往研究已经证实位于SLC26A2基因上的突变可导致一系列隐性的带有明显表型的软骨发育不良疾病，包括achondrogenesis1B(ACG1B),atelosteogenesis2(AO2),diastrophic dysplasia(DTD), and multiple epiphyseal dysplasia(rMED)(按疾病的严重程度下降来排序)。值得一提的是，SLC26转运体的Stas域在细胞质内通过与CFTR的R区域相互作用来激活阴离子交换。

由CFTR基因突变而引起囊性纤维化的患者也同样被发现患有骨与腰椎相关的疾病，比如椎体骨折和L5-S1的腰椎间盘突出。因为SLC26A2和CFTR都在发育的腰椎中表达，位于SLC26A2的Stas结构域或者是CFTR的R结构域的突变可能都会影响到腰椎体的发育。

基于基因表达和生物信息分析，我们探索出一个关于腰椎椎弓峡部裂的潜在基因-疾病网络。这个网络不仅包含上述讨论的SLC26A2以及CFTR基因，还涉及到TGF-β通路，GDF5基因以及BMPR1B蛋白。

未来的研究将着手于在峡部裂以及椎体滑脱的病人上检测这些相关基因的基因组缺陷。在发育不良性椎弓峡部裂和脊椎滑脱患者及无症状高风险个体上对相关候选基因的筛查将会发现更多新的基因缺陷。该研究发现为了腰椎峡部裂等发病机制和临床精准治疗提供了新依据。

作者简介：

罗卓荆

罗卓荆，主任医师、教授，长江学者特聘教授，医学博士，博士研究生导师，第四军医大学西京医院骨科主任，AOSpine国际脊柱学会西安培训中心主任。总后勤部科技银星，全军科技创新拔尖人才培养对象，军队专业技术三级(副军职)。

现任AOSpine国际脊柱亚太理事会理事以及AOSpine亚太脊柱外科医师培训委员会主席，APSS亚太脊柱学会理事，中华医学会骨科分会常务委员、基础学组组长，中国医师协会骨科医师分会常务理事、脊柱外科工作委员会副主任委员，中国脊柱脊髓专业委员会副主任委员，中国生物医学工程学会再生医学与组织工程分会副主任委员，解放军骨科专业委员会副主任委员，陕西省医学会脊柱外科分会主任委员，骨科分会副主任委员。

长期从事脊髓神经损伤的再生修复和脊柱退变性疾病的发病机制及临床治疗的研究。针对神经缺损修复这一临床难题，在国际上首次成功研制出具有高度仿真结构的神经支架，该支架可替代自体神经移植修复神经缺损;创新性采用术中神经损伤部位电刺激技术，明显提高了神经纤维再生速度，缩短康复时间，具有显著的临床疗效。

在国际上率先开展火器脊髓爆震伤的损伤机理和救治研究，建立了标准的脊髓爆震伤动物和细胞模型，对脊髓爆震伤后的病理变化和损伤机制进行深入研究，提出有效的救治防护策略。

针对椎间盘退变机制这一科学难题，利用人体退变髓核标本，首次发现了miR-155在髓核退变中的重要作用及机制，同时阐明了FasL在髓核细胞与免疫细胞相互作用中的关键地位及其机制，为椎间盘退变的预防及分子治疗提供理论依据。

针对骨质疏松防治这一临床热点难题，利用骨质疏松患者标本及模式动物着重研究干细胞在骨质疏松发生中的作用与机理，明确了microRNA、Notch信号通路及氧化应激等分子机制在骨质疏松干细胞缺陷中的作用。

发现了2个腰椎峡部裂滑脱家系，在国际上首次发现SLC26A2突变与峡部裂发生密切相关，研究成果发表在美国国家科学院院刊(PNAS，IF9.637)上，为腰椎峡部裂滑脱的防治研究奠定基础。

近五年，以通讯作者在国外SCI杂志上发表论文81篇，总计IF:256.75，单篇最高IF为9.637。获国家科技进步二等奖(2012-1)，陕西省科学技术一等奖(2011-1)，军队医疗成果二等奖(2011-2)，承担国家973项目、国家自然科学基金及军事医学重点项目、军事医学创新专项基金等9项课题(均排名第1)。培养的研究生获全国优秀博士论文，获军队院校育才银奖。

2015年获得第十六届吴阶平-保罗·杨森医学药学奖，军委习近平主席签署命令，荣立二等功。