Hutchinson-Gilford早老綜合征LMNA基因突變研究

陽芳 李乾 鄭利雄 馮思航 房思寧 姚勇豐

Hutchinson-Gilford早老綜合征LMNA基因突變研究

陽芳 李乾 鄭利雄 馮思航 房思寧 姚勇豐

目的報告1例Hutchinson-Gilford早老綜合征,并進行分子遺傳學診斷。方法提取1例Hutchinson-Gilford早老綜合征患兒及其父母外周血DNA,對LMNA基因11號外顯子和側翼序列進行測序,并以150例無關系健康人作為對照。結果患者男,12月齡。出現軀干部緊張如硬皮病樣改變、脫發,頭皮靜脈明顯9個月。身高和體重低于同齡兒童平均值2個標準差。頭部皮膚菲薄,頭皮靜脈清晰可見。軀干皮膚緊張變硬有光澤,干燥,少許細小脫屑,皮膚有斑點狀色素加深和色素減退夾雜,鵝卵石樣的皮膚硬化肥厚,下肢有皮下脂肪凹陷。X線片示指骨末端吸收?；純篖MNA基因11號外顯子c.1824C＞T雜合點突變(dbSNP:rs58596362),父母及健康人對照均未檢測到該位點突變。結論LMNA基因11號外顯子的c.1824C＞T突變為該例Hutchinson-Gilford早老綜合征的發病原因。

早衰;分子診斷技術;LMNA基因

Hutchinson-Gilford早老綜合征(Hutchinson-Gilford progeria syndrome,HGPS)是一種臨床表現為顯著早老和幼年死亡的疾病,發病率約1/800萬[1]。HGPS兒童在出生時常表現正常,但此后出現特征性的生長不足,下頜骨發育不良,肢體末端骨質溶解,皮膚變薄及硬皮病樣外觀。運動和智力發育正常。常死于早期發生的嚴重動脈硬化、心臟疾病(心肌梗死)或者腦血管疾病,壽命6～20歲,平均生存期是13歲。研究表明,LMNA基因突變導致本病[2]。本文對臨床上收集到的1例HGPS患者進行了基因突變研究。

資料和方法

一、病歷資料

患兒男,12月齡。出現皮膚變硬變薄、色素異常、脫發9個月。其母訴患兒3個月大時軀干皮膚變紅、腫脹,繼而膚色加深,皮膚干燥菲薄,變硬,毛發細軟、減少。皮膚變硬漸擴展到下肢,不能捏起皮膚,搔抓不明顯。夏天軀干部潮紅、無汗。體檢:身高72 cm,體重8 kg(低于同齡兒童平均值2個標準差),4顆門牙。軀干皮膚緊張變硬,有光澤,干燥,少許細小脫屑,皮膚有斑點狀色素加深和色素減退夾雜,鵝卵石樣的皮膚硬化肥厚,下肢有皮下脂肪凹陷,軀干及下肢皮膚彈性差,不能捏起(圖1、2),手足皮膚可捏起。頭部皮膚菲薄,頭皮靜脈清晰可見(圖3)。指甲正常?？煞鲂?步態正常。既往史:出生時3.5 kg,身高正常,患兒4個月大時身高61.8 cm,體重6 kg,體重低于同齡兒童平均值2個標準差。正常軟食喂養,活動可,食量可?；純鹤阍马槷a,父母非近親結婚,家族中無遺傳病史。

圖1 患兒軀干皮膚緊張變硬有光澤,干燥,少許細小脫屑,皮膚有斑點狀色素加深和色素減退夾雜,鵝卵石樣的皮膚硬化

圖2 患兒下肢皮膚皮下脂肪萎縮

圖3 患兒頭部皮膚菲薄,頭皮靜脈清晰可見

圖4 患兒左手X線片顯示多個指端骨質吸收

實驗室檢查:血常規正常,染色體:46,XY,染色體核型分析未見異常。超聲心動圖:大致正常;肝脾雙腎未見異常。頸動脈多普勒超聲正常。左手正位X線片:骨齡1歲,左手諸指骨末端骨質溶解(圖4)。頭顱MRI/MRA顯示腦溝較深,腦白質少許變形,雙側額頂葉白質數枚點狀長T2灶,頭顱MRA平掃未見異常。

診斷:Hutchinson-Gilford早老綜合征。

二、方法

1.DNA提取:獲得書面知情同意后,取患兒及其父母及150例無關系健康人外周血5 ml,2%EDTA抗凝,以低滲溶血,SDS-蛋白酶K消化,酚-氯仿法提取DNA。

2.PCR擴增LMNA 11號外顯子基因及DNA測序:引物序列及擴增條件見參考文獻[3]提供的引物。瓊脂糖凝膠電泳,PCR產物經純化后測序。

結 果

以患兒基因組DNA為模板擴增出各自的產物,產物純化后測序結果與Ensenbl網站所公布的序列進行對照發現,患兒LMNA11號外顯子存在1個雜合點突變(c.1824C＞T),1824位堿基點突變導致胞嘧啶(C)替換為胸腺嘧啶(T),dbSNP:rs58596362。突變激活一個隱藏的剪切位點并導致缺失50個氨基酸的核纖層蛋白A(Lamin A)?；純焊改赣H及健康人均未檢測到該位點突變(圖5)。

討 論

早老癥最早由Hutchinson在1886年報道,1904年Gilford進行了分類,因此稱Hutchinson-Gilford早老綜合征。HGPS是由LMNA基因自發突變導致的疾病,一般不遺傳,但也有病例發現存在鑲嵌突變引起的家族遺傳現象[4-5]。根據基因突變位點分為經典型HGPS和非典型HGPS,不同突變位點可出現一些臨床表型的差異(表1)[5-7]。LMNA基因編碼兩種蛋白產物(核纖層蛋白A及C),為核膜層的主要組成部分,并構成細胞核的支架[8-10]。HGPS患者的常見突變位點為第11號外顯子608密碼子的點突變,胞嘧啶(C)突變為胸腺嘧啶(T),突變激活一個隱藏的剪切位點并導致缺失50個氨基酸的核纖層蛋白A,這種異常的成熟核纖層蛋白A稱為早老素,其能被穩定法尼基化,且無法轉化為成熟核纖層蛋白A,從而干擾細胞核的結構,造成功能缺陷,出現細胞早老及臨床早老表型[11-13]。本例患者為c.1824C＞T突變,是該病最經典常見的突變位點,表明患者是經典型HGPS。

圖5 正反向測序結果顯示,患者LMNA 11號外顯子c.1824C＞T雜合點突變

表1 Hutchinson-Gilford早老綜合征LMNA病理性等位基因變異位點[5-7]

患者出生時可表現正常,第1年可出現體重和身高低于同齡人。生長不足導致皮膚變薄、干燥,頭發細、少及脫發,部分部位皮膚緊繃有光澤,手足皮膚疏松有皺褶,患者四肢、軀干出現硬皮病樣皮膚,脂肪減少,可致淺表靜脈明顯、頭皮靜脈明顯、口周發紺,生長不足引起特征性面容,額部隆起,眼球突出,鉤狀鼻及小頜畸形?；颊呖沙霈F類似佝樓病的胸部特征,乳頭發育不全,牙齒發育推遲,可出現頭顱骨、胸骨、長骨及指骨的異常變化如骨溶解。2～3歲時出現髖外翻。本例患者具備以上典型臨床特點,1歲時即出現影像學上的指端骨吸收?；颊邔儆谠缙谠\斷病例,暫時未發現早發的冠狀動脈硬化及腦動脈硬化的影像學表現。

本病極為少見,臨床表現可為硬皮病樣表現,且發病年齡小,需要考慮到表現為硬皮病樣的遺傳病。要注意與變性型早老癥、肢端早老癥、Werner綜合征、Cockayne綜合征、Rothmund-Thomson綜合征、共濟失調毛細血管擴張綜合征、Kindler綜合征等鑒別。LMNA基因的其他突變引起的核纖層蛋白相關疾病如伴隨類早老特征的早發性肌病、下頜末端發育不良,不典型Werner綜合征也可出現與HGPS重疊的臨床表現[1]。

本病的治療主要是針對減少及治療并發癥。可給予多種維生素,補充氟化物預防骨質疏松,低劑量阿司匹林2 mg·kg-1·d-1口服預防血栓性疾病。目前用于治療HGPS的3種藥物正在臨床試驗階段,分別為法尼基轉移酶抑制劑Lonafarnib[14]、抑制HMG-CoA還原酶的普伐他汀及抑制法尼基焦磷酸合成酶的唑來磷酸鹽,這3種藥物均抑制其致病因子早老素轉錄后法尼基化[15]。本例患者目前給予低劑量阿司匹林治療,正在隨訪中。

HGPS為自發突變,一般不遺傳,但是有可能由生殖系鑲嵌突變導致的病例報道[16],這種情況下先證者父母再生育一個早老癥患兒的概率增高,可考慮行產前診斷避免再次生育該病患兒。

[1]Gordon LB,Brown WT,Collins FS.Hutchinson-Gilford Progeria syndrome[M/OL]//Pagon RA,Bird TD,Dolan CR,et al.GeneReviews.Seattle:University of Washington,1993-2003[2013-08-08].http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1121/.

[2]Cao H,Hegele RA.LMNA is mutated in Hutchinson-Gilford progeria(MIM 176670)but not in Wiedemann-Rautenstrauch progeroid syndrome(MIM 264090)[J].J Hum Genet,2003,48(5):271-274.

[3]De Sandre-Giovannoli A,Chaouch M,Kozlov S,et al.Homozygous defects in LMNA,encoding lamin A/C nuclear-envelope proteins,cause autosomal recessive axonal neuropathy in human(Charcot-Marie-Tooth disorder type 2)and mouse[J].Am J Hum Genet,2002,70(3):726-736.

[4]Wuyts W,Biervliet M,Reyniers E,et al.Somatic and gonadal mosaicism in Hutchinson-Gilford progeria[J].Am J Med Genet A,2005,135(1):66-68.

[5]Eriksson M,Brown WT,Gordon LB,et al.Recurrent de novo point mutations in lamin A cause Hutchinson-Gilford progeria syndrome[J].Nature,2003,423(6937):293-298.

[6]Moulson CL,Fong LG,Gardner JM,et al.Increased progerin expression associated with unusual LMNA mutations causes severe progeroid syndromes[J].Hum Mutat,2007,28(9):882-889.

[7]Navarro CL,De Sandre-Giovannoli A,Bernard R,et al.Lamin A and ZMPSTE24(FACE-1)defects cause nuclear disorganization and identify restrictive dermopathy as a lethalneonatal laminopathy[J].Hum Mol Genet,2004,13(20):2493-2503.

[8]Capell BC,Collins FS.Human laminopathies:nuclei gone genetically awry[J].Nat Rev Genet,2006,7(12):940-952.

[9]Burke B,Stewart CL.Life at the edge:the nuclear envelope and human disease[J].Nat Rev Mol Cell Biol,2002,3(8):575-585.

[10]Prokocimer M,Davidovich M,Nissim-Rafinia M,et al.Nuclear lamins:key regulators of nuclear structure and activities[J].J Cell Mol Med,2009,13(6):1059-1085.

[11]Liu B,Zhou Z.Lamin A/C,laminopathies and premature ageing[J].Histol Histopathol,2008,23(6):747-763.

[12]De Sandre-Giovannoli A,Bernard R,Cau P,et al.Lamin a truncation in Hutchinson-Gilford progeria[J].Science,2003,300(5628):2055.

[13]Reddy S,Comai L.Lamin A,farnesylation and aging[J].Exp Cell Res,2012,318(1):1-7.

[14]Gordon LB,Kleinman ME,Miller DT,et al.Clinical trial of a farnesyltransferase inhibitor in children with Hutchinson-Gilford progeria syndrome[J].Proc Natl Acad Sci USA,2012,109(41):16666-16671.

[15]Jiang K.Drug development for progeria yields insights into normal aging[J].Nat Med,2013,19(5):515.

[16]Plasilova M,Chattopadhyay C,Pal P,et al.Homozygous missense mutation in the lamin A/C gene causes autosomal recessive Hutchinson-Gilford progeria syndrome[J].J Med Genet,2004,41(8):609-614.

2013-08-08)

(本文編輯:顏艷)

Mutation analysis of the LMNA gene in a child with Hutchinson-Gilford progeria syndrome

Yang Fang*,Li Qian,Zheng Lixiong,Feng Sihang,Fang Sining,Yao Yongfeng.*Shenzhen People's Hospital,Second Clinical Medical College,Jinan University,Shenzhen 518020,China

Fang Sining,Email:catherine2005@163.com

ObjectiveTo report a case of Hutchinson-Gilford progeria syndrome,and to make a molecular genetic diagnosis.MethodsPeripheral blood samples were collected from a 12-month-old child with Hutchinson-Gilford progeria syndrome,his parents,and 150 unrelated healthy controls.DNA was extracted from these samples,and PCR was performed to amplify exon 11 of the LMNA gene and its flanking sequence followed by sequencing.ResultsThe patient presented with scleroderma-like tight skin on the trunk,hair loss and prominent scalp veins for 9 months,whose body height and weight were two standard deviations below the mean.Physical examination showed thin skin and prominent superficial veins over the scalp.The skin over the trunk was tight,hard,shiny and dry with a small number of tiny scales,mottled pigmentation and hypopigmentation,induration and hypertrophy giving a cobblestone-like appearance.The subcutaneous fat was diminished on the lower limbs.Skeletal X-ray examination of the left hand revealed phalangeal acroosteolysis.A known heterozygous mutation c.1824C＞T(dbSNP:rs58596362)was detected in the exon 11 of the LMNA gene in the proband,but not in his parents or the 150 unrelated healthy controls.ConclusionThe mutation c.1824C＞T in the LMNA gene may be responsible for Hutchinson-Gilford progeria syndrome in this patient.

Progeria;Molecular diagnostic techniques;LMNA

10.3760/cma.j.issn.0412-4030.2014.07.004

518020深圳,暨南大學第二臨床醫院,深圳市人民醫院(陽芳、鄭利雄、馮思航、房思寧、姚勇豐);北京協和醫學院研究生院、國家人口計劃與生育委員會科學技術研究所(李乾)

房思寧,Email:catherine2005@163.com