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PUF60基因变异致Verheij综合征一例的临床及分子遗传学分析并文献复习

作者:梁雁 叶娟 魏虹 叶枫 罗小平 

中华儿科杂志, 2018,56(8)

摘要

目的

总结Verheij综合征的临床及遗传学分析特点。

方法

对2017年5月华中科技大学同济医学院附属同济医院儿科收治的1例Verheij综合征患儿的临床资料及基因检测结果进行总结分析,并以'Verheij syndrome''PUF60'和'Verheij综合征''PUF60基因'为检索词,分别检索2018年1月前的PubMed、人类基因组突变数据库(HGMD)、在线人类孟德尔遗传数据库(OMIM)、中国知网数据库(CNKI)和万方数据库,对Verheij综合征病例进行文献复习。

结果

患儿男,14岁3月龄,因'生长落后13年'就诊。出生体重2.9 kg,3岁时在外院行'房间隔缺损修补术',4岁时发现'先天性弱视及远视'。身高142.5 cm,标准差积分-3.26。精神运动发育迟缓,学习成绩不佳。颈蹼,眼距宽、双侧外眼角下斜,人中长,腭弓高,后发际低;右手通贯掌。骨龄落后于实际年龄;垂体内分泌功能检测结果提示部分性生长激素(GH)缺乏(GH峰值6.63 μg/L),血胰岛素样生长因子1(IGF1)(73.20 μg/L)及胰岛素样生长因子结合蛋白3(IGFBP3)(2 500 μg/L)低于正常;肾脏B超左肾8.5 cm×3.3 cm,右肾8.4 cm×4.3 cm;染色体核型46,XY;垂体磁共振成像提示垂体高度约4 mm,存在部分空蝶鞍。内分泌基因Panel(与Noonan综合征相关的10个基因)分析,均未发现基因变异或缺失。全外显子基因检测发现患儿存在PUF60基因杂合变异(c.931_934del,p. p.T311Qfs*47)。患儿父母该位点均无变异。经Sanger测序进行验证及父母来源分析,提示为新发突变。根据2015年美国医学遗传学与基因组学学会指南,该移码突变为致病突变,且在上述数据库中尚未见报道。

结论

首次报道中国人群PUF60基因变异导致的Verheij综合征。患儿有严重的生长发育落后、精神运动发育迟缓、特殊面部特征、先天性心脏病、肾脏发育不良等,临床与Noonan综合征难以鉴别。对具有上述临床表现的患儿除注意Noonan综合征相关基因检测外,还应注意PUF60基因分析,以免漏诊。

Verheij综合征(OMIM 615583)又称8q24.3缺失综合征,为常染色体显性遗传病。其临床特征为:生长落后、精神运动发育迟缓,具有特殊的面部特征,骨骼特别是脊椎异常以及眼组织缺损、肾脏畸形、心脏异常。本综合征2009年由Verheij等[1]首报,2013年Dauber等[2]研究发现,位于8q24.3的聚U结合剪接因子60(poly U binding splicing factor 60,PUF60)基因杂合变异是Verheij综合征的致病原因。目前世界范围内已报道的Verheij综合征不足30例[3,4,5,6,7],尚未有中国人PUF60基因变异导致Verheij综合征的报道。现将华中科技大学同济医学院附属同济医院儿科2017年5月收治的1例PUF60基因新发杂合变异患儿的临床资料及基因分析结果报道如下,并进行相关文献复习。

病例资料

一、本例资料

1.临床资料:

患儿,男,14岁3月龄。因'生长落后13年'就诊。患儿系母亲的第1胎第1产,足月剖宫产出生,出生体重2.9 kg。母乳喂养至11月龄,婴幼儿时期无明显喂养困难。6月龄头可竖稳,1岁会叫人,1岁3月龄会走。现上初中一年级,学习成绩较差(语文40~50分,数学20~30分)。患儿3岁时,在外院行'房间隔缺损修补术'。4岁时发现有'先天性弱视、远视'。父母非近亲婚配。患儿父亲身高174 cm,母亲身高165 cm,患儿遗传靶身高(175.5±4.0)cm。否认遗传代谢病家族史。

体格检查:身高142.5 cm(低于同年龄、同性别正常儿童生长曲线的第3百分位数,标准差积分-3.26)。体重44 kg(位于同年龄、同性别正常儿童体重的第10~25百分位数),血压:109/87 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。颈蹼,眼距宽、双侧外眼角下斜,人中长,腭弓高,后发际低。心音有力,律齐,未闻及病理性杂音。腹软,肝脾肋下未及。右手通贯掌。双睾3 ml。

辅助检查:血常规、肝肾功能、电解质、血气分析均正常;空腹血糖、胰岛素、甲状腺功能及肾上腺皮质功能正常;骨龄10岁,落后于实际年龄;垂体内分泌功能检测结果提示部分性生长激素(GH)缺乏(GH峰值6.63 μg/L);血胰岛素样生长因子1(IGF1)73.20 μg/L [正常范围(519±168) μg/L],胰岛素样生长因子结合蛋白3(IGFBP3)2 500 μg/L [正常范围(4 354±1 204) μg/L];肾脏B超:双肾体积偏小。双肾切面形态正常,左肾8.5 cm×3.3 cm,右肾8.4 cm×4.3 cm。肾小管功能蛋白(尿微量蛋白、尿视黄醇结合蛋白、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶、β2-微量球蛋白)正常。染色体核型分析正常(46,XY)。垂体磁共振成像:脑垂体高度约4 mm,显示有部分空蝶鞍,未见明显异常强化灶,垂体柄居中,鞍旁及视交叉未见明显异常。

2.基因分析:

本研究经本院伦理委员会讨论通过(批准文号:TJ-IRB20180703),并获得患儿及父母知情同意。采集患儿及其父母外周静脉血3 ml,以乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA)抗凝,送北京迈基诺医学检验所进行内分泌Panel-1(含目前已报道与Noonan综合征相关的10个基因:PTPN11, RASA2, SOS1, KRAS, RAF1, NRAS, SHOC2, BRAF, RIT1, A2ML1)的检测;结果未见异常,随后行全外显子基因分析。

全外显子基因分析发现患儿存在PUF60基因杂合变异(c.931_934del,p.Thr311Glnfs*47),该变异为移码突变(图1)。患儿父母该位点均无变异。经Sanger测序进行验证及父母来源分析,提示为新发突变。根据2015年美国医学遗传学与基因组学学会(ACMG)指南,该移码突变为致病突变。

二、文献检索结果

以'Verheij syndrome''PUF60''Verheij综合征''PUF60基因'为检索词,分别检索2018年1月20日前的PubMed、人类基因组突变数据库(HGMD)、在线人类孟德尔遗传数据库(OMIM)、中国知网数据库(CNKI)和万方数据库。共6篇文献报道本征,均为国外文献,国内未见报道[2,3,4,5,6]。本例PUF60基因杂合变异(c.931_934del,p.Thr311Glnfs*47)在上述数据库中尚未见报道。目前文献已报道的Verherj综合征患儿PUF60基因新发变异见表1。

讨论

8q缺失非常罕见。2009年,Verheij等[1]对2例伴发多种先天畸形的生长落后、精神运动发育迟缓、髋脱位的荷兰儿童进行细胞遗传学研究,发现8q24有新发的、大片、杂合中间缺失,经比较基因组杂交分析显示缺失范围分别为15.1 Mb和23.5 Mb。2例患儿的共同缺失区域为8.35 Mb,含有22个基因。随后,2013年Dauber等[2]报道的5例患者,均有眼组织缺损、小头畸形、发育迟缓、生长发育落后,具有特殊的面部特征(包括长人中、鼻孔前倾、鼻短、鼻梁低平、上唇薄、小下颌、颈短、耳前凹、双颞窄等)以及心脏、肾脏缺陷。其中3例有小头畸形,4例出现发育迟缓,4例有肾脏畸形(单侧肾不发育、肾发育不全、多囊肾、异位肾融合),4例有关节松弛、髋脱位,3例有脊椎异常(骶骨发育异常、尾骨不发育、脊柱融合、半椎体),2例有心室缺陷。在5例患者中发现了5种不同的8q24.3的新发、杂合、中间缺失。缺失范围为78 kb~1 Mb,但无相同的断裂点。最小的共同缺失区包含3个基因:SCRIB、NRBP2、PUF60。进一步的斑马鱼基因敲除试验提示:SCRIB和PUF60基因单倍剂量不足与此征有关,而NRBP2缺失与临床特征无关。敲除Scrib和Puf60的任一基因均可导致身材矮小、小头畸形、小下颌;单独敲除Scrib基因可导致眼组织缺损和肾脏畸形,而单独敲除Puf60基因可导致心脏结构缺陷;同时敲除Scrib和Puf60基因对眼组织缺损、心脏、头围、肾脏、下颌的外显率和表现度无变化,但加重了身材矮小的表型。目前为止,尚没有发现任何人类遗传病有SCRIB和NRBP2的单个核苷酸变异[2,3]。在上述研究的基础上,Dauber等[2]又报道了第6例患者,有严重的生长发育落后、精神运动发育迟缓、小头畸形、特殊的面部特征、抽搐、室间隔缺损、髋关节脱位、半椎体以及脊柱侧凸,但无视野缺损和肾脏异常,外显子测序提示PUF60基因杂合变异(c.505 C>T,p.His169Tyr)。

此后,不断有关于PUF60基因杂合变异导致Verheij综合征的新的报道[2,3,4,5,6]。2017年Low等[4]报道了12例PUF60基因变异,其中4例为移码突变,3例错义突变(聚集在PUF60 RNA识别区),5例剪接位点突变。患者的共同特征为发育迟缓和身材矮小,但表型的变异性非常显著。共同的面部特征为:长人中、上唇薄、小下颌、睑裂小(窄的杏仁眼)。El Chehadeh等[5]报道了5例PUF60基因新发杂合变异,1例为移码突变,1例错义突变、1例剪接位点突变、2例无义突变。

PUF60属于RRM half pint家族,包括3个RRM结构域。PUF60编码DNA和RNA结合蛋白,在前体RNA剪接和转录调节过程中发挥作用。在前体RNA剪接过程中,PUF60与U2AF2相互作用,促进内含子在弱的3'剪接位点的剪接有选择性剪接的作用[4,7,8]。PUF60杂合功能丧失突变,可致RNA加工、剪接体功能异常而引起人类发育异常,出现以下表型:生长发育迟缓和颅面部、心脏、肾脏、眼部、骨骼畸形[3,5]

斑马鱼功能试验显示,PUF60单倍剂量不足与Verheij综合征的其他表型有关,与眼睛的发育缺陷却无直接关系。但在已报道的8例带有de novo点突变的患者中,有3例患者有虹膜-视网膜缺损[3]。Santos-Simarro等[6]报道的3例患者中有2例有突出的眼睛问题。基因变异为c.439C>T(p. Glu147)和c.1144+1G>A,可影响共识剪接位点。Graziano等[3]报道的1例患者眼睛的问题比较突出,PUF60的变异为c.541 G>A,p.Glu181Lys。作者认为眼睛发育缺陷特别是眼组织缺损在PUF60相关异常疾病中较为常见,眼组织缺损和持续性胎儿血管综合征的联合缺陷也见于PUF60变异的个体,建议把PUF60加入眼睛发育缺陷的筛查基因panel中[3]

本例患儿以生长落后就诊,有先天性心脏病史,智力发育欠佳,面部特征表现为:眼距宽、双侧外眼角下斜,染色体核型分析46,XY。最初临床考虑Noonan综合征的可能性大,但Noonan综合征的相关基因panel(PTPN11, SOS1, RASA2, KRAS, RAF1, NRAS, SHOC2, BRAF, RIT1, A2ML1)检测结果均阴性,后行全外显子基因测序发现患儿存在PUF60基因杂合变异(c.931_934del,p.Thr311Glnfs*47),该变异为移码突变,不属于多态性位点,在人群中发生频率低,在HGMD专业版数据库中未见报道。经家系验证分析,患者父母该位点无变异性。患者的PUF60变异为新发突变,根据2015年ACMG指南,该变异符合PVS1(无功能变异——移码突变),PS2(患者的新发变异,且无家族史,亲子关系确定),PM2(ESP数据库、千人数据库、EXAC数据库中正常对照人群中未发现的变异),考虑为致病性变异。

目前已报道的Verheij综合征患者临床主要表现为:(1)身材矮小。(2)精神运动发育迟缓。(3)具有特殊的面容特征,如:斜头或小头畸形,前额突出;眼内眦赘皮;鼻短、鼻梁低平、鼻翼发育不良、鼻孔前倾、鼻尖显著;人中长;小下颌;上唇薄;腭弓高;颈短;部分有耳前瘘管,耳位轻度低。(4)伴发各种先天畸形:①肾脏:单侧肾不发育、肾发育不全、多囊肾、异位肾融合。②心脏:房间隔缺损、室间隔缺损。③眼睛:双侧虹膜、视网膜、脉络膜缺损。(5)骨骼发育异常:主要表现脊椎异常(半椎体、脊柱侧凸)、髋关节脱位、并指,关节松弛。部分Verheij综合征患者有抽搐、婴幼儿期喂养困难等。其临床与Noonan综合征不易鉴别。二者均有身材矮小、精神运动发育迟缓、具有特殊面部特征、伴发心脏、肾脏等先天性发育异常等。区别在于:Noonan综合征典型的面部特征为眼裂水平或下斜(95%),且该表型随年龄出现变化,患者年龄越大,面部特征越不典型。因此年龄大的患者鉴别诊断困难,易造成漏诊或误诊[9,10,11]。其次,Noonan综合征骨骼的异常主要表现为鸡胸、漏斗胸、脊柱异常[9,10,11]。而Verheij综合征患者较易出现肾脏发育不全、眼发育缺陷,骨骼异常主要为脊椎异常如半椎体、脊柱侧凸等。另外,Noonan综合征具有明显的遗传异质性,其遗传方式为常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传以及由基因突变导致的散发病例[9,10,11]。2001年Tartaglia等[12]报道Noonan综合征的致病基因PTPN11,位于染色体12 q24. 1,并发现约50%的患者为PTPN11突变所致。目前为止已先后发现RAS/RAF/MAPK信号通路中的其他分子相应基因的突变(SOS1、RAF1、RIT1、KRAS、NRAS、BRAF、MAP2K1、MEK1、MEK2、SHOC2等)与Noonan综合征相关[13,14,15,16]

本例是中国人群首次报道的PUF60基因变异导致的Verheij综合征。患者具有严重的生长发育落后、精神运动发育迟缓、先天性心脏病(房间隔缺损)、双肾小等,临床与Noonan综合征难以鉴别,提示我们对具有上述临床表现的患者除注意Noonan综合征相关基因检测外,还应注意PUF60基因分析,以免漏诊。

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