成骨不全症(OI)或“脆骨病”,是一种具有临床异质性的遗传性结缔组织病,I型胶原的异常是导致该病的直接原因,I型胶原的异常包括胶原一级结构的异常,胶原数量不足,胶原翻译后修饰异常、折叠异常,细胞内转运或基质整合异常等。
OI可由多种致病基因突变所致,目前已报道的致病基因至少有21种。Ⅰ型胶原由两条α链和一条α2链构成有序的三螺旋结构,其编码基因COL1A1或COL1A2突变是导致OI的最主要原因,所致OI呈常染色体显性遗传,如COL1A1或COL1A2基因突变导致Ⅰ型胶原数量减少,常常引起轻型OI,而COL1A1或COL1A2基因突变导致Ⅰ型胶原三螺旋分子结构异常,往往引起中、重型OI,由干扰素诱导跨膜蛋白5基因(IFITM5)突变所致具有独特临床表现的Ⅴ型OI也呈常染色体显性遗传。
少数OI呈常染色体隐性遗传或X染色体伴性遗传,其相关基因突变影响Ⅰ型胶原分子的修饰、组装、运输等过程或影响骨骼矿化、成骨细胞分化等导致OI。