ARSE基因突變導(dǎo)致X-連鎖隱性遺傳點(diǎn)狀軟骨發(fā)育不良的臨床表型及基因型分析

李林，杜開先，張曉莉，董燕，關(guān)靜，甘玲，賈天明

X-連鎖隱性遺傳點(diǎn)狀軟骨發(fā)育不良（CDPX1，OMIM：302950）是一種罕見的先天性骨骼和軟骨發(fā)育障礙性疾病，由位于染色體Xp22.3上的芳香基硫酸酯酶E（ARSE）基因［1］突變引起。該病首次由MAROTEAUX［2］報道，CDPX1的典型特征是軟骨及骨骺的點(diǎn)狀鈣化、鼻和面中部發(fā)育不良、末節(jié)指骨發(fā)育不良，有些患者合并身材矮小、認(rèn)知及運(yùn)動發(fā)育障礙。該病臨床表型輕重不一，本文報道1例新的ARSE基因突變所致CDPX1患者的臨床表型和基因型，并結(jié)合既往文獻(xiàn)總結(jié)CDPX1的臨床表型及基因型。

1 臨床資料

1.1 一般資料 患兒，男性，8個月19 d，患兒系第2胎第2產(chǎn)，胎兒四維超聲提示鼻梁低平，額鼻夾角增大，兩鼻孔間距增寬，上牙槽寬平。羊水染色體微陣列檢查未見性染色體和1～22號染色體拷貝數(shù)異常，未見缺失、重復(fù)或大區(qū)域的雜合缺失，未見有明確臨床意義的微缺失、微重復(fù)、雜合缺失。胎兒超聲心動圖提示動脈導(dǎo)管流速增快，右心室稍增大，心包積液。患兒于胎齡36+5周因“胎心慢”行剖宮產(chǎn)，出生時體質(zhì)量為3.3 kg，新生兒Apgar評分為10分。出生后17 h出現(xiàn)呼吸困難后轉(zhuǎn)入我院新生兒科，住院后測身長43 cm（低于同胎齡新生兒身長第3百分位［3］），胸部X線檢查提示早產(chǎn)嬰肺，左側(cè)胸廓略塌陷；脊柱X線檢查提示椎體、椎弓根形態(tài)異常，骨質(zhì)密度不均，呈斑點(diǎn)狀骨質(zhì)沉積，椎弓根間距變窄（見圖1）；雙下肢X線檢查提示雙側(cè)股骨及脛腓骨骨皮質(zhì)稍變薄，髓腔密度稍增高，雙足諸骨密度減低，呈多發(fā)顆粒樣骨質(zhì)改變，腰骶椎椎體形態(tài)欠規(guī)整，呈多發(fā)顆粒樣骨質(zhì)改變（見圖2）。心臟超聲提示房間隔缺損（Ⅱ）2.5 mm、動脈導(dǎo)管未閉。聽力篩查雙耳未通過，眼底檢查未見明顯異常。給予經(jīng)鼻持續(xù)正壓通氣（nCPAP）輔助通氣3 d及對癥治療。

圖1 出生后3 d脊柱正側(cè)位X線檢查Figure 1 Lateral X-ray of the spine of this case of CDPX1 caused by ARSE gene mutation on the 3rd day after his birth

圖2 出生后5 d雙下肢正位X線檢查Figure 2 Frontal X-ray of legs of this case of CDPX1 caused by ARSE gene mutation on the 5th day after his birth

患兒于4個月21 d時至我院復(fù)查，發(fā)現(xiàn)發(fā)育落后，表現(xiàn)為注意力明顯不集中，不易逗笑，中線位置無明顯豎頭姿勢，俯臥位抬頭相當(dāng)于新生兒水平，雙手不會主動抓物，扶坐腰背無支撐。查聽力檢查提示混合性耳聾。顱腦核磁共振成像（MRI）提示腦外積液，雙側(cè)乳突積液，腦白質(zhì)發(fā)育相當(dāng)于4月齡，內(nèi)耳水成像未見明顯異常。發(fā)育評估提示認(rèn)知及運(yùn)動發(fā)育均落后。血串聯(lián)質(zhì)譜分析未見明顯異常；尿代謝篩查提示尿嘧啶略高，未發(fā)現(xiàn)其他異常代謝產(chǎn)物。耳聾基因檢測未發(fā)現(xiàn)最常見耳聾基因突變。查染色體核型分析：46，XY。給予康復(fù)治療，期間建議患兒完善基因檢測，家長拒絕。患兒8個月19 d時仍不能獨(dú)坐，再次入院。

患兒父親體健；母親28歲，3年前確診為系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE），口服激素治療，孕期仍口服小劑量激素，否認(rèn)高血壓、糖尿病等病史，否認(rèn)孕期毒物、化學(xué)品及射線接觸史，孕期規(guī)律產(chǎn)檢；有1姐姐，5歲余，體健；否認(rèn)家族中有類似疾病史及遺傳病史。本研究通過鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，患兒監(jiān)護(hù)人對所做研究知情同意，并簽署知情同意書。

1.2 體格檢查 意識清，精神可；特殊面容：額部突出、雙側(cè)眼球突出、眼距寬、鼻梁低平、小下頜；營養(yǎng)中等，發(fā)育落后；全身皮膚黏膜無黃染、皮疹及出血點(diǎn)。前囟平軟；雙眼瞼無水腫，結(jié)膜無充血，鞏膜無黃染，雙側(cè)瞳孔等大等圓，對光反射靈敏；口唇紅潤，口腔黏膜光滑完整，咽無充血。頸軟，頸短，無抵抗；氣管居中；胸廓畸形，左側(cè)胸廓略塌陷，吸氣性三凹征陰性；雙肺聽診呼吸音清，未聞及干濕性啰音。心音有力，律齊，心臟各瓣膜聽診區(qū)未聞及雜音。腹軟，無壓痛及反跳痛，肝右肋下1 cm，質(zhì)軟邊銳，脾肋下未觸及，腸鳴音正常。腰骶部脊柱向后凸出；四肢短小，手指粗短；肛門及外生殖器未見異常；生理反射存在，病理征陰性。專科查體注意力集中，能逗笑，會抓物，不能獨(dú)坐，扶坐腰背支撐差，俯臥位抬頭相當(dāng)于2～3月齡。

1.3 影像學(xué)檢查 脊柱X線檢查：頸胸部交界處前突，T1～T8椎體及附件畸形，部分融合，六分腰椎，L2～L6椎體形態(tài)失常，椎體偏小，骶尾椎形態(tài)失常，提示脊柱多發(fā)復(fù)合畸形（見圖3）。顱腦MRI：雙側(cè)額顳部蛛網(wǎng)膜下腔增寬，腦白質(zhì)發(fā)育相當(dāng)于7～8月齡，斜坡輕度凹陷（見圖4）。脊柱MRI：胸椎曲度失常，頸胸段輕度側(cè)彎，頸胸段至約T8椎體、腰骶椎部分椎體呈雙面凹狀，提示多發(fā)復(fù)合畸形（見圖5）。

圖3 8個月19 d脊柱正側(cè)位X線檢查Figure 3 Lateral X-ray of the spine of this case of CDPX1 caused by ARSE gene mutation at 8 months and 19 days

圖4 8個月19 d顱腦MRIFigure 4 MRI of brain of this case of CDPX1 caused by ARSE gene mutation at 8 months and 19 days

圖5 8個月19 d胸椎及腰骶椎MRIFigure 5 MRI of thoracic and lumbosacral vertebra of this case of CDPX1 caused by ARSE gene mutation at 8 months and 19 days

1.4 全外顯子測序檢查 征得患兒父母知情同意后，抽取先證者、先證者姐姐及父母外周血各2 ml送至北京信諾百世醫(yī)學(xué)檢驗所有限公司進(jìn)行檢查，結(jié)果示：先證者攜帶的ARSE基因（NM_000047.2）c.1219G＞A（p.E407k）半合子變異，經(jīng)Sanger驗證遺傳自受檢者母親，先證者母親為雜合子變異，先證者姐姐和父親未攜帶該變異（見圖6），查詢?nèi)祟惢蚪M突變數(shù)據(jù)庫（HGMD）和Clinvar數(shù)據(jù)庫，該變異國內(nèi)外均未報道，未在正常人群中檢出，生物信息分析軟件SIFT、PolyPhen2和Mutation_Taster均預(yù)測有害。患兒臨床癥狀與ARSE基因突變所致CDPX1高度相符，判定ARSE基因c.1219G＞A變異致病。

圖6 全外顯子測序及Sanger驗證結(jié)果Figure 6 Results of whole exon sequencing and Sanger verification

1.5 隨訪 患兒一直進(jìn)行康復(fù)治療，2歲時可扶物側(cè)行，可獨(dú)站片刻，不能獨(dú)走，精細(xì)動作及語言發(fā)育均明顯落后于同齡兒童。復(fù)查脊柱正側(cè)位X線：頸椎短，結(jié)構(gòu)形態(tài)欠佳，頸胸部交界處前突，T1～T8椎體及附件畸形，部分融合，六分腰椎，L2～L6椎體形態(tài)失常，椎體偏小，L5以下椎板未融合，骶尾椎形態(tài)失常（見圖7）。顱腦MRI：腦白質(zhì)發(fā)育相當(dāng)于24月齡（見圖8）。全脊柱MRI：頸椎曲度變直，胸椎后凸，頸椎及上胸段椎體形態(tài)失常，椎間隙消失或明顯變窄，部分椎體明顯變扁或呈前后裂椎改變，下端胸椎及腰椎椎體前后徑變小，椎體形態(tài)不規(guī)則，椎管內(nèi)未見明顯異常（見圖9）。

圖7 2歲脊柱正側(cè)位X線檢查Figure 7 Lateral X-ray of the spine of this case of CDPX1 caused by ARSE gene mutation at 2 years old

圖8 2歲顱腦MRIFigure 8 MRI of brain of this case of CDPX1 caused by ARSE gene mutation at 2 years old

圖9 2歲脊柱MRIFigure 9 MRI of the spine of this case of CDPX1 caused by ARSE gene mutation at 2 years old

2 文獻(xiàn)復(fù)習(xí)

以“點(diǎn)狀軟骨發(fā)育不良”“芳香基硫酸酯酶E”和“Chondrodysplasia punctata”“ARSE”為檢索詞，分別在中國知網(wǎng)（CNKI）、萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺、PubMed以及HGMD進(jìn)行檢索，篩選出存在ARSE基因變異且有詳細(xì)臨床表型的中文個案報告2例［4-5］及7篇相關(guān)英文文獻(xiàn)［6-12］，共23例記錄了詳細(xì)臨床表型的患者。對包括本例共24例患者進(jìn)行分析，其中男23例，女1例；胎兒期確診4例，其中2例活產(chǎn)，1例26周流產(chǎn)，1例不詳；余患者中1例因新生兒期合并彌散性血管內(nèi)凝血（DIC）死亡。24例患兒中1例隨訪至20歲，身高184 cm；1例16歲時身高170 cm。臨床表現(xiàn)：面中部發(fā)育不良（22/24）包括扁平臉，鼻尖扁平，鼻梁短、塌陷，鼻孔反曲，人中長，鼻翼與鼻尖之間有溝，耳位低；遠(yuǎn)端指骨短（14/24），脊柱及四肢長骨等點(diǎn)狀骨骺（10/24），呼吸功能不全（8/24，其中反復(fù)發(fā)作的呼吸功能不全2例），聽力異常（5/24），脊柱彎曲或椎體形態(tài)異常（5/24），鼻孔狹窄或閉鎖（3/24），矮小（3/24），先天性心臟病（2/24），認(rèn)知障礙（2/24），頸部短（2/24），氣管及支氣管鈣化（2/24），氣道狹窄（2/24），喉軟骨鈣化（1/24），肌張力低下（2/24），并趾畸形（2/24），體質(zhì)量增長緩慢（2/24），喂養(yǎng)困難（2/24），宮內(nèi)生長受限（1/24），小于胎齡兒（1/24），白內(nèi)障（1/24），胸廓小（1/24），椎管狹窄（1/24），關(guān)節(jié)攣縮（1/24）。其中胎兒期表現(xiàn)為：面部扁平，不同程度的鼻發(fā)育不良，鼻梁凹陷，脊柱彎曲異常，椎體異常，椎管狹窄，上肢短，骨骺及脊柱彌漫性點(diǎn)狀鈣化，長骨發(fā)育不良，胎兒生長受限。檢索HGMD，截至2020年2月共收錄ARSE基因變異47個（致病性變異44個，可疑致病性變異3個）：ARSE基因點(diǎn)突變37個（錯義突變33個，移碼突變2例，無義突變2個）；ARSE基因單個或多個外顯子缺失6個；ARSE基因完全缺失3個（包括ARSE基因的大片段缺失2個）；ARSE基因的染色體易位1個。

3 討論

點(diǎn)狀軟骨發(fā)育不良（CDP），1914年由CONRADI首先報道，國外統(tǒng)計發(fā)病率約為1/100 000活產(chǎn)嬰兒［13］。CDP是以骨骺軟骨不規(guī)則鈣鹽沉著為特征的一類骨發(fā)育異常疾病，臨床和遺傳上均有差異性。臨床主要表現(xiàn)為肢體短縮，關(guān)節(jié)攣縮、髖關(guān)節(jié)脫位、多指、并指等畸形，有額部突出、眼距寬、鼻梁塌陷、外耳發(fā)育不良、高腭弓、腭裂、短頸等特殊面容，可伴有白內(nèi)障、視神經(jīng)萎縮或發(fā)育不良等眼部病變，部分有魚鱗癥、紅皮癥［14］等皮膚異常。根據(jù)遺傳方式及臨床表現(xiàn)，該病分為5型：（1）肢根型：常染色體隱性遺傳，因多種過氧化物酶缺乏所致［15］，多在1歲內(nèi)死亡，預(yù)后最差；（2）非肢根型：常染色體顯性遺傳，發(fā)病機(jī)制不明確；（3）CDPX1型：X連鎖隱性遺傳，ARSE基因突變導(dǎo)致；（4）CDPX2：X連鎖顯性遺傳，因Emopamil結(jié)合蛋白（EPB）基因突變［16］所致；（5）Sheffield型：發(fā)病機(jī)制及遺傳方式尚不明確。本文報道患兒為ARSE基因半合子變異所致CDPX1。

CDPX1的致病基因是 ARSE基因，ARSE基因首次在1995年分離出來，位于Xp22.3處一組具有高度序列同源性的、逃避X失活、Y染色體上有偽基因的連續(xù)芳基硫酸酯酶基因內(nèi)［1］。人類基因組中有17個硫酸酯酶基因，均具有廣泛的序列同源性，并含有高度保守的半胱氨酸，該半胱氨酸經(jīng)過獨(dú)特的翻譯后修飾，對硫酸酯酶的催化活性至關(guān)重要［17］。ARSE定位于高爾基膜［18］，是一種耐熱的芳基硫酸酯酶，可水解4-甲基傘形酮（4-MU）硫酸鹽，因此體外利用4-MU硫酸鹽測定ARSE酶活性，且酶活性在pH中性條件下最大［1，19］。目前ARSE的天然底物仍不清楚，既往報道ARSE活性可被華法林抑制［1］，并且有文獻(xiàn)報道妊娠早期應(yīng)用華法林所致華法林胚胎病和妊娠期維生素K缺乏的胎兒［18］與CDPX1臨床表型相似，但在這些患者中未發(fā)現(xiàn)ARSE基因突變［20-21］，因此推測ARSE可能參與維生素K的代謝。至今發(fā)現(xiàn)的包括本例在內(nèi)的ARSE基因突變中79%為點(diǎn)突變，且目前文獻(xiàn)報道中接受ARSE基因檢測的確診患兒的母親均為攜帶者［20，22］，未發(fā)現(xiàn)新發(fā)突變的病例，本研究患兒ARSE基因突變亦是遺傳自母親，為首次報道的ARSE基因c.1219G＞A突變。

CDPX1典型的臨床特征：（1）點(diǎn)狀骨骺：最少累及踝關(guān)節(jié)和末節(jié)指（趾）骨，也可累及長骨、椎骨、髖關(guān)節(jié)、肋骨軟骨連接處、舌骨、氣管和支氣管軟骨等。點(diǎn)狀骨骺最早可在妊娠中期超聲觀察到，2～3歲時趨于改善或消失。（2）遠(yuǎn)端指（趾）骨短，X線檢查可發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)端指（趾）骨短，呈倒三角形改變，指骨、掌骨和跖骨發(fā)育不良或者變寬。（3）鼻和面中部發(fā)育不良：鼻扁平，鼻尖塌陷，鼻梁短，鼻翼內(nèi)有垂直溝槽。有文獻(xiàn)表明鼻和面中部發(fā)育不良與患兒出生后呼吸窘迫相關(guān)［6］。（4）混合性耳聾。（5）身材矮小。另有文獻(xiàn)報道19%～33%的患者出現(xiàn)運(yùn)動發(fā)育遲緩［20］；16%～20%的患者出現(xiàn)認(rèn)知發(fā)育遲緩［22］；20%的患者出現(xiàn)頸髓異常［20］，且頸髓異常在兒童期可迅速加重［23］，最終需外科治療。CDPX1患者臨床表型差異較大，一些患者僅有輕度面中部發(fā)育不良和遠(yuǎn)端指（趾）骨短［24］，但也有一些患者存在嚴(yán)重并發(fā)癥，包括頸椎體異常導(dǎo)致的脊髓受壓，氣管和支氣管軟骨廣泛鈣化導(dǎo)致的嚴(yán)重氣道狹窄［20，25］，甚至出現(xiàn)新生兒期死亡［11］。本研究檢索到3例ARSE基因c.1743G＞A突變，但3例患兒臨床表型均不一致，其中1例僅有面中部發(fā)育不良和遠(yuǎn)端指骨短；1例氣管和支氣管的彌漫性鈣化，出現(xiàn)反復(fù)發(fā)作和嚴(yán)重的呼吸困難，需機(jī)械通氣。既往有文獻(xiàn)分析了17例CDPX1患者的基因型和臨床表型嚴(yán)重程度，發(fā)現(xiàn)不同基因型的患者有難以區(qū)分的臨床表型，證實了ARSE突變基因型與疾病嚴(yán)重程度之間沒有聯(lián)系［22］，而且同一家族中不同男性患者臨床表型嚴(yán)重程度也有差異［5，7］。目前國內(nèi)對CDPX1認(rèn)識較少，本例為國內(nèi)首次對CDPX1患兒從胎兒期到嬰兒晚期完整的臨床表型的報道，該患兒胎兒期有典型的鼻發(fā)育不良，新生兒期鼻梁低平、四肢短小、手指短、身材矮小、有典型的點(diǎn)狀鈣化和呼吸功能不全、椎體形態(tài)異常、聽力異常，嬰兒期發(fā)現(xiàn)認(rèn)知和運(yùn)動發(fā)育均落后。與以上文獻(xiàn)報道不同的是，本例患兒8月余時椎體點(diǎn)狀鈣化消失，目前未發(fā)現(xiàn)脊髓病變，給予康復(fù)治療后患兒認(rèn)知運(yùn)動發(fā)育均有進(jìn)步，但仍落后于同齡正常兒。末次隨訪時患兒2歲，不能獨(dú)走，可扶物側(cè)行，可獨(dú)站片刻，認(rèn)知落后于同齡兒。

CDPX1預(yù)后差異較大，總體預(yù)后較好，大多數(shù)患兒癥狀較輕，智力和壽命正常，而且骨骼病變隨年齡增長而減輕，但是嚴(yán)重的可能出現(xiàn)產(chǎn)前死亡、新生兒期死亡。產(chǎn)前超聲或MRI檢查可發(fā)現(xiàn)胎兒面中部發(fā)育不良，鼻梁小或缺失，額鼻角變大，方形的下牙槽嵴，鼻咽前部液體減少，椎體點(diǎn)狀改變［3］，椎管狹窄［6］。但隨著孕周增加，軟骨開始鈣化，點(diǎn)狀鈣化可被正常鈣化覆蓋，給產(chǎn)前診斷帶來困難。因此了解正常超聲產(chǎn)前骨化中心出現(xiàn)的時間有助于檢測出異常的點(diǎn)狀改變［26］，有助于疾病的早期診斷。該病無有效治療方法，主要為臨床對癥治療。對于存在鼻和面中部發(fā)育不良、軟骨點(diǎn)狀鈣化、遠(yuǎn)端指骨短、身材矮小等的患兒應(yīng)盡早完善染色體核型及高通量測序等遺傳學(xué)檢測明確病因，可為產(chǎn)前診斷和家庭遺傳咨詢提供依據(jù)。

作者貢獻(xiàn)：李林、張曉莉、董燕、關(guān)靜、甘玲進(jìn)行案例收集和分析及文獻(xiàn)檢索；李林進(jìn)行論文撰寫及論文修訂；杜開先、賈天明負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校；杜開先對文章整體負(fù)責(zé)，監(jiān)督管理。

本文無利益沖突。