Familial pulmonary fibrosis is a heterogeneous group of interstitial lung diseases of unknown cause that is associated with multiple pathologic subsets. Mutations in the surfactant protein C (SP-C) gene (SFTPC) are associated with familial desquamative and nonspecific interstitial pneumonitis. Genetic studies in familial usual interstitial pneumonitis have been inconclusive. Using a candidate gene approach, we found a heterozygous exon 5 + 128 T→A transversion of SFTPC in a large familial pulmonary fibrosis kindred, including adults with usual interstitial pneumonitis and children with cellular nonspecific interstitial pneumonitis. The mutation is predicted to substitute a glutamine for a conserved leucine residue and may hinder processing of SP-C precursor protein. SP-C precursor protein displayed aberrant subcellular localization by immunostaining. Electron microscopy of affected lung revealed alveolar type II cell atypia, with numerous abnormal lamellar bodies. Mouse lung epithelial cells transfected with the SFTPC mutation were notable for similar electron microscopy findings and for exaggerated cellular toxicity. We show that an SFTPC mutation segregates with the pulmonary fibrosis phenotype in this kindred and may cause type II cellular injury. The presence of two different pathologic diagnoses in affected relatives sharing this mutation indicates that in this kindred, these diseases may represent pleiotropic manifestations of the same central pathogenesis.

Primary pulmonary hypertension (PPH) is a potentially lethal disorder, because the elevation of the pulmonary arterial pressure may result in right-heart failure. Histologically, the disorder is characterized by proliferation of pulmonary-artery smooth muscle and endothelial cells, by intimal hyperplasia, and by in situ thrombus formation. Heterozygous mutations within the bone morphogenetic protein type II receptor (BMPR-II) gene (BMPR2), of the transforming growth factor β (TGF-β) cell–signaling superfamily, have been identified in familial and sporadic cases of PPH. We report the molecular spectrum of BMPR2 mutations in 47 additional families with PPH and in three patients with sporadic PPH. Among the cohort of patients, we have identified 22 novel mutations, including 4 partial deletions, distributed throughout the BMPR2 gene. The majority (58%) of mutations are predicted to lead to a premature termination codon. We have also investigated the functional impact and genotype-phenotype relationships, to elucidate the mechanisms contributing to pathogenesis of this important vascular disease. In vitro expression analysis demonstrated loss of BMPR-II function for a number of the identified mutations. These data support the suggestion that haploinsufficiency represents the common molecular mechanism in PPH. Marked variability of the age at onset of disease was observed both within and between families. Taken together, these studies illustrate the considerable heterogeneity of BMPR2 mutations that cause PPH, and they strongly suggest that additional factors, genetic and/or environmental, may be required for the development of the clinical phenotype. Primary pulmonary hypertension (PPH) is a potentially lethal disorder, because the elevation of the pulmonary arterial pressure may result in right-heart failure. Histologically, the disorder is characterized by proliferation of pulmonary-artery smooth muscle and endothelial cells, by intimal hyperplasia, and by in situ thrombus formation. Heterozygous mutations within the bone morphogenetic protein type II receptor (BMPR-II) gene (BMPR2), of the transforming growth factor β (TGF-β) cell–signaling superfamily, have been identified in familial and sporadic cases of PPH. We report the molecular spectrum of BMPR2 mutations in 47 additional families with PPH and in three patients with sporadic PPH. Among the cohort of patients, we have identified 22 novel mutations, including 4 partial deletions, distributed throughout the BMPR2 gene. The majority (58%) of mutations are predicted to lead to a premature termination codon. We have also investigated the functional impact and genotype-phenotype relationships, to elucidate the mechanisms contributing to pathogenesis of this important vascular disease. In vitro expression analysis demonstrated loss of BMPR-II function for a number of the identified mutations. These data support the suggestion that haploinsufficiency represents the common molecular mechanism in PPH. Marked variability of the age at onset of disease was observed both within and between families. Taken together, these studies illustrate the considerable heterogeneity of BMPR2 mutations that cause PPH, and they strongly suggest that additional factors, genetic and/or environmental, may be required for the development of the clinical phenotype.