脊柱骨骺發(fā)育不良的臨床診斷及基因突變分析.pdf

1、背景：
　　脊柱骨骺發(fā)育不良(spondyloepiphyseal dysplasia，SED)是一組罕見的以脊柱和骨骺畸形為特征的遺傳性骨病，其遺傳方式包括常染色體顯性遺傳、常染色體隱性遺傳以及X染色體連鎖隱性遺傳。該病的共同特征是累及椎體和骨骺，臨床上主要表現(xiàn)為短軀干型身材矮小、胸部畸形和關(guān)節(jié)退行性變。影像特點包括椎體扁平、骨骺發(fā)育不良及關(guān)節(jié)軟骨破壞。依照《國際遺傳性骨病分類標準(2010年版)》，可根據(jù)SED的臨床特征、影像

2、特點以及分子遺傳學的不同表現(xiàn)分為九種臨床類型:
　　(1)先天性脊柱骨骺發(fā)育不良(spondyloepiphyseal dysplasia congenita，SEDC);
　　(2)遲發(fā)性脊柱骨骺發(fā)育不良(spondyloepiphyseal dysplasia tarda，SEDT);
　　(3)遲發(fā)性脊柱骨骺發(fā)育不良伴進行性骨關(guān)節(jié)病(spondyloepiphyseal dysplasia tarda with

3、progressive arthropathy, SEDT-PA);
　　(4) Omani型SED(spondyloepiphyseal dysplasia Omani type,SED-OT);
　　(5) Kimberley型SED(spondyloepiphyseal dysplasia Kimberley type, SEDK);
　　(6) Wolcott-Rallison型SED(spondyloepip

4、hyseal dysplasia Wolcott-Rallison type,SED-WR);
　　(7)輕度SED伴早發(fā)性關(guān)節(jié)炎(Mild SED with premature onset arthrosis);
　　(8) SED伴跖骨短縮畸形(SED with metatarsal shortening);
　　(9)常染色體隱性晚發(fā)型SED(Late onset SED，autosomal recessive

5、type)。
　　迄今，人類基因組突變數(shù)據(jù)庫(HGMD Professional 2012.3)收錄的SED相關(guān)致病基因共8個，分別為COL2A1，TRAPPC2(SEDL), WISP3, CHST3, ACAN(AGCl), EIF2AK3, MATN3和PAPSS2,目前已有6個與SED臨床類型相對應(yīng)的致病基因得到了證實。
　　雖然SED是罕見的遺傳性骨病，其中較常見的臨床類型的發(fā)病率尚不足2/100萬，但SED所致的

6、骨骼畸形不僅能影響患者的自身形象及正常運動能力，造成其生活質(zhì)量下降及潛在的心理問題，該病還可能導致多系統(tǒng)受累，甚至威脅患者生命。因此，總結(jié)SED不同類型的臨床表現(xiàn)并對其相關(guān)致病基因進行遺傳學分析，有助于提高廣大臨床醫(yī)師對該病的認識及診斷能力，也有望為選擇國內(nèi)熱點突變進行中國人群SED致病基因建立者效應(yīng)的相關(guān)研究，并藉此指導婚配，實施產(chǎn)前診斷，建立有效的基因診斷提供理論依據(jù)。
　　目的：
　　1.對納入本研究的尚未基因診斷SE

7、D的19個家系的臨床資料進行總結(jié)分析。
　　2.在所有臨床診斷或擬診SED的患者中篩查和檢測8個能夠?qū)е耂ED的致病基因，確定SED患者的突變位點及突變類型。
　　3.選取確診SED的患者，對其相應(yīng)的突變蛋白進行功能預(yù)測，并嘗試探討其臨床表型與基因型的相關(guān)性。
　　4.通過文獻復(fù)習，對在中國人群中高發(fā)的SED類型進行臨床表型及基因突變特點分析，以期為SED的臨床分類以及分子遺傳學診斷和評估提供證據(jù)支持，進一步豐富SED

8、相關(guān)致病基因的突變數(shù)據(jù)庫。
　　方法：
　　1.研究對象:
　　北京協(xié)和醫(yī)院內(nèi)分泌科自2006年至今收集的可以臨床診斷或擬診SED的19個家系。
　　2.研究方法:
　　(1)對19個SED家系先證者的遺傳方式、臨床表現(xiàn)及影像特點進行分析;
　　(2)對19個SED家系先證者及其家系中有類似表現(xiàn)的親屬進行基因突變檢測，針對8個可導致SED的致病基因(COL2A1，SEDL，WISP3，CHST3，AG

9、C1，EIF2AK3，MATN3和PAPSS2)進行PCR擴增并測序，如發(fā)現(xiàn)新的錯義突變則在50例無關(guān)健康對照中進行驗證;
　　(3)選取遺傳學確診的SED患者，應(yīng)用SIFT和Polyphen-2進行突變體蛋白功能預(yù)測，并對其臨床表型和基因型的相關(guān)性進行探討;
　　(4)通過文獻復(fù)習，對在中國人群中高發(fā)的SED類型進行臨床表型及基因突變特點分析。
　　結(jié)果：
　　1.確診SEDT-PA患者2例，其臨床癥狀相似，均

10、為男性，3-5歲起病，最初表現(xiàn)為雙手指間關(guān)節(jié)腫大，逐漸累及雙肘、髖、膝、踝等關(guān)節(jié)，存在關(guān)節(jié)疼痛和四肢多關(guān)節(jié)活動障礙。查體發(fā)現(xiàn)短軀干型身材矮小、脊柱側(cè)彎、不同程度的步態(tài)異常及行走困難。影像學上均存在椎體扁平，椎體前緣不規(guī)則，四肢關(guān)節(jié)骨骺/干骺端增大及關(guān)節(jié)周圍骨質(zhì)疏松?；驒z測證實了3個WISP3突變，其中c.624delA(K208fsX24)和c.105dupT(G36fsX10)為新發(fā)現(xiàn)的突變，c.342T＞G(C114W)為國內(nèi)多次

11、報道的已知突變。文獻復(fù)習發(fā)現(xiàn)SEDT-PA是隨年齡增加呈進行性進展的疾病，患者起病越早，病程越長，臨床表現(xiàn)可能越嚴重。c.866dupA，c.1000T＞C，c.342T＞G和c.341G＞A存在于多個無血緣關(guān)系的中國SEDT-PA家系，提示在中國人群中可能存在WISP3基因的建立者效應(yīng)。
　　2.確診SEDT患者2例，其臨床癥狀相似，均為男性，兒童期起病，以短軀干型身材矮小為特征。影像學方面表現(xiàn)為椎體扁平，椎體前部上下緣凹陷、中

12、后部呈特征性的“駝峰狀”突起?；驒z測證實了2個SEDL突變，分別為無義突變c.364C＞T(R122X)和缺失突變c.191_192delTG(G64fsX24)，兩者均為先前報道過的重復(fù)突變。
　　3.確診SEDC患者1例，為女性，自幼起病，臨床上表現(xiàn)為明顯的短軀干型身材矮小、鴨步步態(tài)、膝外翻、足外翻和脊柱側(cè)彎。影像學上存在胸腰椎椎體扁平，密度減低，多發(fā)椎體楔形變?；驒z測證實了COL2A1基因錯義突變c.3446_3447G

13、A＞TC(G1149V)，此為新發(fā)現(xiàn)的突變。應(yīng)用SIFT和Polyphen-2對突變體蛋白進行功能預(yù)測顯示該突變可嚴重損害Ⅱ型膠原的正常功能。
　　結(jié)論：
　　對納入本研究的19例可以臨床診斷或擬診SED的患者及其家系進行臨床資料分析總結(jié)，通過PCR技術(shù)在每位患者中逐一篩查和檢測了8個能夠?qū)е耂ED的致病基因，最終確診了SEDT-PA患者兩例，SEDT患者兩例，以及SEDC患者一例。共發(fā)現(xiàn)致病基因突變6個，其中WISP3基因

14、突變3個，分別為c.624delA(K208fsX24)，c.105dupT(G36fsX10)和c.342T＞G(C114W); SEDL基因突變2個，分別為c.364C＞T(R122X)和c.191_192delTG(G64fsX24);以及1個COL2A1基因突變c.3446_3447GA＞TC(G1149V)。c.624delA(K208fsX24),c.105dupT(G36fsX10)和c.3446_3447GA＞TC(G1