ZC4H2 基因c.82G＞A 雜合半合子錯義變異致ZC4H2相關(guān)罕見疾病的基因診斷（附1例分析）

李沙沙，崔清洋，周福軍，賈倩芳

新鄉(xiāng)醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院兒科，河南衛(wèi)輝 453100

先天性多關(guān)節(jié)攣縮（AMC）是一種罕見的神經(jīng)肌肉疾病，發(fā)病率為1/5 000～1/3 000，其特點是至少涉及兩個關(guān)節(jié)的非進行性先天性攣縮。與AMC相關(guān)的潛在遺傳原因和發(fā)病機制多種多樣，尚未完全了解［1］。近年來，包括外顯子組和基因組研究在內(nèi)的新一代測序技術(shù)研究顯示，與AMC 相關(guān)的基因超過400個，AMC與常染色體顯性遺傳、常染色體隱性遺傳和 X 連鎖遺傳有關(guān)［2-3］。ZC4H2 基因致病變異可導致一種罕見、特殊的X-連鎖AMC 性疾病，即Wieacker-Wolff 綜合征（WWS），也稱為 ZC4H2 相關(guān)罕見疾病（ZARD），為X連鎖隱性遺傳的神經(jīng)發(fā)育障礙，該病于1985年首次報道［4］，至今文獻報道病例很少，與ZC4H2 基因變異相關(guān)的基因型—表型譜也非常有限［5］。ZARD 的臨床特征包括 AMC、智力障礙和運動發(fā)育遲緩［6］，男性患者的臨床癥狀比女性患者更嚴重，部分女性患者也可出現(xiàn)比較嚴重的癥狀，尤其是ZC4H2 基因缺失和無義變異病例，部分病例被認為與非隨機X 染色體失活（XCI）有關(guān)［2］。ZARD國內(nèi)報道甚少，現(xiàn)對 1 例 ZC4H2 基因 c.82G＞A 雜合半合子錯義變異致ZARD 患兒的臨床資料進行回顧性分析，以期加強臨床兒科醫(yī)師對本病的認識。

1 資料分析

患兒女，7 個月18 天，因發(fā)育落后3 個月入院。4月齡時家長發(fā)現(xiàn)患兒不會抬頭，未予重視。7月齡時患兒抬頭較前稍好轉(zhuǎn)，但仍豎頭不穩(wěn)，收住入院。患兒系第1 胎第1 產(chǎn)，足月順產(chǎn)，無窒息及搶救史。患兒父母均體健，非近親結(jié)婚。體格檢查：體質(zhì)量9.4 kg，頭圍43 cm，身長66 cm，抱入病房，發(fā)育落后，雙眼內(nèi)斜視，頸短但無轉(zhuǎn)動困難，心肺腹未見異常，雙手掌指關(guān)節(jié)攣縮，雙手拇指尺偏，雙足底呈搖籃底足，雙下肢肌張力增高。仰臥位：頭可居中線，追視、追聽可，雙手偶可居中線活動，雙下肢自然伸展；俯臥位：主動肘支撐，抬頭90°，時間短；坐位及前傾坐位：豎頭欠穩(wěn)；立位：雙下肢可支撐體重，扶持立位時豎頭不穩(wěn)；手抓位：無主動取物意識，留握差；異常姿勢：豎頭不穩(wěn)；肌張力：雙下肢肌張力增高；關(guān)節(jié)活動度：股角100°、腘窩角120°、足背屈角30°，圍巾征不過中線；語言及智力評價：可逗笑，能笑出聲，偶有“a”音，蒙面試驗陰性。輔助檢查：血清甲狀腺功能指標、維生素D3及肝腎功能指標未見異常，血串聯(lián)質(zhì)譜及尿氣相色譜—質(zhì)譜未見異常。染色體核型分析：46，XX，未見結(jié)構(gòu)異常。2016版兒心量表檢測結(jié)果顯示，大運動相當于2.5 月［發(fā)育商（DQ）33分］，精細動作相當于1.0月（DQ 13分），適應(yīng)能力相當于3.5 月（DQ 46 分），語言相當于3.0 月（DQ 40分）。結(jié)論：智齡2.6月，DQ 34分。表面肌電圖結(jié)果示，被動狀態(tài)下，雙側(cè)腘繩肌、背闊肌及右側(cè)斜方肌肌張力稍增高，左側(cè)斜方肌肌張力增高。雙髖關(guān)節(jié)正位片未見明顯異常。頭顱MRI 未見明顯異常。入院診斷：1 全面發(fā)育遲滯；2 遺傳代謝性疾病？予關(guān)節(jié)松動、作業(yè)療法及理療等康復治療，間斷康復訓練2個療程，均因體質(zhì)差繼發(fā)感染而停止訓練。

因患兒全面發(fā)育遲滯，經(jīng)醫(yī)學倫理審核及家屬知情同意后，采集患兒及其父母外周血送基因檢測。使用CASAVA1.8.2 軟件將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可識別的堿基序列，獲得靶向區(qū)域變異位點的信息。通過在線生物預(yù)測軟件分析蛋白質(zhì)損傷，獲取變異的位點。測序分析發(fā)現(xiàn)，患兒ZC4H2 基因第2 外顯子c.82G＞A 雜合半合子變異，該變異導致該基因序列第82 位的堿基G 變異為A，導致該基因編碼蛋白的第28 氨基酸位置上谷氨酸變異為賴氨酸（p. Glu28Lys），可能造成蛋白質(zhì)功能遭受嚴重影響，該變異位點在美國醫(yī)學遺傳學與基因組學會數(shù)據(jù)庫尚未見報道。該變異不歸類為多態(tài)性變化，在人群中發(fā)生頻率極低（所參考的數(shù)據(jù)庫為1000Genomes 和dbSNP）。家系驗證結(jié)果表明，父母均為該基因位點野生型，符合X 染色體隱性遺傳規(guī)律（見圖1）。

圖1 患兒及其父母ZC4H2基因c.82G＞A變異測序峰圖

根據(jù)美國醫(yī)學遺傳學與基因組學會聯(lián)合美國分子病理學會2015 年制訂的“基因序列變異解釋的標準和指南”進行致病性分析［7］，ZC4H2 基因c.82G＞A變異的致病性證據(jù)強度為“PM2+PM6+PP3”，為造成患兒發(fā)病臨床意義不明性變異。但ZC4H2 基因c. 82G＞A 變 異位 點在 SIFT、Polyphen2、Mutation-Taster 軟件的預(yù)測結(jié)果分別為致病、可能致病及致病。

結(jié)合患兒雙手掌指關(guān)節(jié)攣縮、智力障礙、發(fā)育遲滯癥狀和基因檢測結(jié)果，診斷ZC4H2 基因c.82G＞A變異所致的ZARD 明確，告知患兒家屬該病目前尚無特效治療，建議定期康復治療。

2 討論

ZC4H2 基因定位于Xq11.2，基因組全長約118.33 kb，包含5 個外顯子和4 個內(nèi)含子，編碼的ZC4H2 蛋白共224 個氨基酸，包括1 個鋅指結(jié)構(gòu)域、4 個半胱氨酸殘基、2 個組氨酸殘基及1 個卷曲螺旋結(jié)構(gòu)域。ZC4H2 基因在胚胎發(fā)育過程中和未成熟神經(jīng)元中表達量最高，在出生后和成熟神經(jīng)元中表達量均下降，表明其在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中具有重要作用［2］。ZC4H2 基因表達于人體各器官，特別是胎兒大腦，可能與胎兒時期神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育密切相關(guān)。目前ZC4H2 基因變異的致病機制尚不清楚，但在斑馬魚模型中，ZC4H2 同源基因敲低或敲除可導致斑馬魚游動異常、運動神經(jīng)元發(fā)育受損及GABA 能中間神經(jīng)元顯著減少［8］。MAY 等［9］研究發(fā)現(xiàn)，對斑馬魚ZC4H2 基因純合敲除，表現(xiàn)出游動異常、抽搐增加、眼球運動缺陷和胸鰭攣縮，脊髓和大腦中GABA能中間神經(jīng)元減少，而感覺和運動神經(jīng)元表現(xiàn)正常，認為ZC4H2蛋白對大腦和脊髓GABA能中間神經(jīng)元的正常發(fā)育至關(guān)重要。

目前已報道的ZC4H2 基因變異約為109 種，包括錯義變異30 種、無義變異7 種、移碼變異8 種、剪接位點突變2 種，位于非編碼區(qū)RNA 和非翻譯區(qū)的變異有 62 種（https：//www. ncbi. nlm. nih. gov/clinvar）。ZC4H2 基因變異譜包括新生和復發(fā)遺傳錯義變異（多為男性患者受累）及新生變異、移碼變異、無義變異和部分ZC4H2 基因缺失（多為女性患者受累）［10］，最常見的報道為錯義變異。目前，基因型—表型之間的相關(guān)性尚未明確。WANG 等［2］發(fā)現(xiàn)，攜帶相同變異的女性可能具有不同的臨床表型，并認為非隨機XCI 可能是這種現(xiàn)象的原因，但同時發(fā)現(xiàn)即使在攜帶相同變異和具有相似臨床表型的女性患者中，其XCI 也不同。1 例因ZC4H2 基因雜合微缺失而表現(xiàn)為嚴重表型的女性患者和另外1 例因p.Q50X 無義變異而表現(xiàn)為輕度表型女性患者均顯示隨機XCI，提示XCI 與疾病表型之間并沒有很強的相關(guān)性。也有研究認為，ZC4H2 基因的R18K、V63L、L66H、R198Q、P201S 及 R213W 這 6 種錯義變異是導致半合子男性和雜合子女性患者AMC 合并X 連鎖智力障礙的原因［11］。另外女性患者血液或皮膚成纖維細胞的XCI 模式從隨機到偏斜不一，對預(yù)測其臨床表型并無幫助，有報道1 例嚴重受累女性胎兒皮膚成纖維細胞的XCI 比率為61∶39，而其他輕到重度女性胎兒血液淋巴細胞的XCI 比率為100∶0 到 80∶20［12］，而文獻報道無癥狀攜帶者女性患者 XCI 比率大于 95∶5［13］。但最近一項研究表明，女性XCI 的機制不一定與疾病表型相關(guān)，在這方面，XCI 似乎與女性攜帶者溫和表型相關(guān)［2］。本例患兒ZC4H2 基因c.82G＞A 變異為錯義變異，與文獻報道一致。由于技術(shù)限制，本例患兒未能檢測血液或皮膚成纖維細胞的XCI比率。

兒童和成年男女ZARD 患者的常見臨床表型包括生后生長發(fā)育遲緩、全身肌張力減退、運動發(fā)育遲緩、行走障礙、痙攣、反射亢進、尿失禁、構(gòu)音障礙—表達性語言缺陷、語言表達能力差或缺失、智力障礙、流涎、吞咽困難（包括口腔運動功能障礙的咀嚼困難、進食困難）、面癱、高額頭、高發(fā)際線、眼運動失用、斜視、朝天鼻、小后頜、AMC、肩部運動受限、肘及腕攣縮、掌指關(guān)節(jié)攣縮、任一手指橈偏、膝關(guān)節(jié)屈曲攣縮、馬蹄內(nèi)翻足畸形足、跟腱攣縮、遠端肢體肌肉萎縮或無力、男性小陰莖或隱睪等［10］。在男性患者，ZARD 的表型多為智力障礙、伴智力障礙AMC、胎兒發(fā)育遲緩、生后生長遲緩、痙攣、四肢癱瘓、小頭畸形和性腺功能減退；在女性患者，ZARD 的表型多為未受累的攜帶者、伴智力障礙AMC、生后生長遲緩、語言落后或缺失、痙攣、不能行走、遠端肌肉萎縮、短頸伴轉(zhuǎn)動受限、窄胸和肩膀活動受限［9］。但新發(fā)變異ZARD 女性患者臨床表型按發(fā)生頻率高低依次為不能行走（94%）、遠端肌無力（90%）、運動發(fā)育遲緩（90%）、短頸伴轉(zhuǎn)動受限（86%）、肩部運動受限（86%）、屈指畸形（84%）、輕微下頜后縮（82%）、智力障礙（80%）、髖關(guān)節(jié)攣縮（79%）、遠端肌萎縮（76%）、斜視（75%）、尿失禁（75%）、窄胸及窄肩胸（73%）、語言表達匱乏（73%）、生后生長遲緩（71%）及痙攣狀態(tài)（71%）［10］。本例患兒為女性，基因測序發(fā)現(xiàn)為新發(fā)變異，其臨床癥狀包括生長發(fā)育遲滯、斜視、雙手掌指關(guān)節(jié)攣縮、雙手拇指手指尺偏及智力障礙，與文獻報道一致，但該患兒雙下肢肌張力增高，與文獻報道不符，提示ZARD 臨床表型有高度異質(zhì)性。

有研究顯示，由于X 染色體失活，與男性相比，女性患者癥狀較輕，腦部MRI 可有輕微異常［14］。本例患兒頭顱MRI 未見異常，與文獻報道不同。OKUBO 等［14］報道ZC4H2 基因變異（僅包括ZC4H2 基因的 395 kb 微缺失）致 AMC 伴腦萎縮、痙攣性四肢癱瘓和智力障礙的嚴重女性病例，但作者指出，進行性彌漫性腦萎縮及嚴重的身體和神經(jīng)表現(xiàn)是否僅由ZC4H2 基因變異所致尚不清楚，需積累更多女性患者資料以建立基因型與表型的相關(guān)性。

ZARD 為遺傳性疾病，目前治療主要以對癥為主。盡管尚無法明確ZC4H2 基因c.82G＞A 變異位點的致病性，但患兒有ZARD 典型臨床表現(xiàn)，且c.82G＞A 變異不屬于多態(tài)性變化，在人群中發(fā)生的頻率極低，故綜合考慮患兒基因檢測結(jié)果及臨床表型，可基本確認ZC4H2 基因c.82G＞A 變異為患兒致病性變異。如需進一步明確ZC4H2 基因c. 82G＞A變異位點的致病性，仍需要進行大樣本的回歸分析并行轉(zhuǎn)基因動物的模型驗證。