不明原因發育遲緩/精神發育遲緩兒童基因檢測結果研究

王靜，劉蕓，黃浩宇，吳金庭，劉春明，張楊萍，王文娟

發育遲緩（development delay，DD）/精神發育遲緩（mental retardation，MR）是兒童康復領域常見疾病。DD是指患兒存在明顯的社會交往、運動、認知、語言等方面適應能力缺陷，運動、語言、認知等方面落后于正常兒童發育里程碑，可以是某一領域的發育落后，也可以累及多個領域引起全面性發育遲緩（global developmental delay，GDD）［1］。MR常見于18周歲以下的兒童，主要表現為智力低下及社會適應能力不足［2］。MR常用于診斷年齡≥5歲的智力低下的兒童，而DD/GDD用于診斷年齡＜5歲，在運動、語言、認知單個或多個方面發育落后的兒童［3］。WHO報道DD/MR發病率為1%～3%［4］，病因較為復雜，除遺傳因素、環境因素外，內分泌異常、圍生期因素等也會引起患兒發育落后，且該類患兒的臨床表現多樣、異質性強，這給DD/MR患兒的早期精準診斷帶來了一定的難度［5］。全外顯子組測序（whole exome sequencing，WES）和拷貝數變異（copy number variations，CNV）檢測逐漸被用于對DD/MR患兒進行遺傳學診斷。本文以2017年9月至2021年9月于昆明市兒童醫院康復科就診發病原因不明的DD/MR患兒為研究對象，分析了患兒的臨床癥狀和基因突變情況，為發病原因不明的DD/MR的臨床診斷提供理論依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2017年9月至2021年9月，于昆明市兒童醫院康復科就診的診斷為發病原因不明的DD/MR患兒作為研究對象。納入病例至少符合以下兩項標準中的一項：（1）存在運動、語言、認知等水平發育落后或全面性發育遲緩；（2）特殊面容。排除標準：（1）圍生期感染、出生后中樞神經系統感染、缺氧、產傷、早產等其他已知原因造成的遺傳綜合征；（2）常見遺傳代謝性疾病；（3）不同意進行基因檢測；（4）失訪。本研究通過昆明市兒童醫院醫學倫理委員會批準（批號：2017-03-269-K01），患兒監護人均已簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 資料收集 收集患兒的病例資料，包括臨床資料、發育評估量表評分、影像學檢查、腦電圖等輔助檢查結果。

1.2.2 神經發育評估方法 由本科室專業發育評估醫師統一對納入患兒進行神經發育評估。年齡＜5歲的患兒采用兒童神經心理行為檢查量表（簡稱兒心量表）［6］測定患兒的發育商（development quotient，DQ）；年齡≥5歲的患兒采用中國韋氏智力量表測定患兒的智商（intelligence quotient，IQ）［7］；采用嬰兒-初中生社會適應性能力量表判定社會適應能力［8］。其中DQ/IQ值50～70為輕度發育落后，35～49為中度發育落后，＜34 為重度發育遲緩［9］。

1.2.3 基因檢測方法 抽取2～4 ml外周靜脈血于抗凝管。使用血液基因組提取試劑盒（康為世紀）進行DNA提取，并使用熒光計和瓊脂糖對樣本做質量監測。采用IDT公司xGen? Exome Research Panel v1.0捕獲探針，構建全外顯子和基因組數據庫，測序深度大于120×，覆蓋度1×。在智因東方轉化醫學研究中心使用illumina公司測序平臺進行第二代高通量測序。檢測到的CNV變異按照2020年美國醫學遺傳學與基因組學學會（American College of Medical Genetics and Genomics，ACMG）發布的指南進行評級劃分［10］。

2 結果

2.1 一般資料 最終納入93例患兒，其中男54例（58.1%），女39例（41.9%）。最小年齡為8個月，最大年齡為11歲2個月，平均年齡（5.1±2.3）歲。診斷為DD的76例（81.7%），診斷為MR的17例（18.3%）。患兒起病年齡為6個月～1歲29例（31.2%），＞1～3歲47例（50.5%），＞3歲17例（18.3%）。患兒臨床表現包括運動發育落后、智力低下或全面性發育落后。

2.2 神經發育評估結果 經過對93例患兒進行發育評估，結果顯示輕中度發育落后43例（46.2%），其中男25例（26.9%），女18例（19.4%）；重度發育落后38例（40.9%），男29例（31.2%），女性9例（9.7%）。

2.3 基因檢測結果 93例患兒中74例存在遺傳變異，檢出率為79.6%，其中40例（43.0%）為致病性基因突變，13例（14.0%）為基因CNV，21例（22.6%）為突變意義未明。致病性基因突變40例中男27例（67.5%），女13例（32.5%）；年齡6個月～1歲10例（25.0%），＞1～3歲17例（42.5%），＞3歲13例（32.5%）。

2.4 致病性基因突變臨床表型 40例致病性基因突變患兒發育水平評估結果顯示，均有不同程度的發育落后，其中輕度6例（15.0%）、中度23例（57.5%）、重度11例（27.5%）。40例患兒中伴有特殊面容、通貫掌等先天性畸形25例（62.5%），反復癲癇發作9例（22.5%），腦電圖異常17例（42.5%），見表1。

表1 40例致病性變異患兒的臨床特點Table 1 Clinical status of 40 children with pathogenic variants

2.5 遺傳學分析 93例患兒基因診斷結果包括以下基因：SMN1（3例）、COL6A2（3例）、CSPP1（2例），以下基因均為1例：MECP2、FOXG1、G6PD、LAMA2、GNB1、SHANK3、CHKB、KIAA0195、SPEG、RPGRIP1、CABP4、MCM3AP、SPR、GNAO1、SMARCA4、SYT1、CTCF、PAX3、CSNK2A1、TRIP12、PUF60、EP300、CNOT3、TCF4、NR2F1、NFIX、COL1A1、COL12A1、SPTAN1、FLNB、CHD8、AIFM1、SOS1、DVL1、NLGN3、RYR1、chrX、ALG8、AFF2、NLGN4X、QARS1、UBE3A、AGRN、CACNA1H、CABP4、OCA2、CACNA1C。其中SMN1基因突變引起的脊髓性肌萎縮癥所占比例最高，共4例（10.0%），其次為COL6A2基因突變引起的Bethlem綜合征1型3例（7.5%）及CSPP1基因突變所致的Joubert綜合征21型2例（5.0%），見表2。13例（15.5%）基因CNV的基因變異位點見表3。

表2 40例檢出致病基因突變的遺傳學分析Table 2 Genetic analysis of pathogenic gene mutations detected in 40 cases

表3 13例檢出致病性CNV遺傳學分析Table 3 Genetic analysis of pathogenic copy number variations detected in 13 cases

3 討論

DD/MR是常見的發育障礙性疾病，這類患兒的認知功能和社會適應能力明顯落后于同齡正常兒童［11］，文獻報道DD/MR的病因中有遺傳因素的占17.4%～47.1%［12］，本研究43.1%的診斷陽性率與其一致。對不明原因導致的DD/MR患兒診斷比較困難，尤其是無特殊臨床表型、特殊面容、先天性殘疾的患兒，容易造成漏診或誤診。早期干預對于DD/MR的患兒具有重要意義，可以最大限度地降低發育落后導致的功能障礙和生長發育方面的負面影響，可能幫助患兒重返家庭和社會［13］。然而僅少數患兒能夠做到早期發現、早期識別及早期干預，發育落后患兒大多數在出生時無特殊癥狀，在發育過程中才逐漸出現發育落后的問題，導致錯過最佳干預時機。因此，早期發現和診斷對DD/MR患兒十分重要。

DD/MR的癥狀復雜，表型異質性較大，很難通過一種特征性臨床表現來確定是否與基因突變或染色體異常相關。此外影響患兒臨床表現的遺傳因素也有多種，包括突變基因位點的功能、缺失片段的大小、缺失片段所含的基因等。目前推測大量與DD/MR相關的基因突變和CNV尚未被發現，已發現的變異也需深入研究［14］。因此仍需通過大樣本的遺傳學研究進一步篩選出可能導致DD/MR的遺傳學標志物。目前，已有研究將基因檢測應用于無明確發病原因DD/MR的遺傳學病因診斷中，美國相關指南指出，基因檢測是診斷DD/MR的標準化流程之一［15］。基因檢測中WES可以檢測單個基因位點的改變，為診斷單基因導致的DD/MR提供依據，CNV可檢測拷貝片段的復制、缺失、倒置等變異，分析變異與患者臨床表型之間的關系。

2017年9月至2021年9月，于本院康復科就診的DD/MR患兒共296例，主要通過出生史、生長發育史及輔助檢查進行分析，其中有128例患兒有與其臨床表現相關的病因，主要原因有早產導致低出生體質量、新生兒缺氧窒息、新生兒缺氧、缺血性腦病（HIE）、高膽紅素血癥、顱內感染或出血、腦回畸形、孤獨癥譜系障礙、甲狀腺功能減退癥、腦創傷等。本研究對無明確發病原因且同意進行基因檢測的93例不明原因DD/MR患兒進行基因檢測，發現脊髓性肌萎縮癥、Bethlem綜合征1型、Joubert綜合征21型檢出率較高。脊髓性肌萎縮癥是一種常染色體隱性遺傳神經元變性疾病，由運動神經元存活基因缺陷導致患者脊髓前角神經元細胞功能失調，最終引起進行性肌肉萎縮、無力［16］。Bethlem綜合征是一種常染色體顯性遺傳性肌病，由COL6A1基因變異所致，主要為近端肌無力、長手指屈肌、手肘及腳踝等關節攣縮等［17］。Joubert綜合征是一種神經系統罕見病，常表現為新生兒期陣發性呼吸暫停、小腦蚓部發育不良、肌力弱、發育落后等癥狀，文獻報道了34個與之相關的致病基因，CSPP1是第21個被發現的致病基因［18］。40例致病性變異患兒中，伴有特殊面容、先天性畸形25例，主要表現為雙手通貫掌、隱睪、耳位低、小牙齒、顏面平、鼻梁塌、斜視、心臟疾病、趾指重疊、X形腿、耳郭畸形、毛發疏松、共同性外斜視、眼球震顫等，反復癲癇發作9例，腦電圖異常17例；患兒的發育水平評估結果均顯示為不同程度的發育落后，同時發現不同的患兒可能存在同一基因片段缺失或重復、同一基因突變，但由于臨床異質性，患兒的臨床表型也存在一定差異。因CNV的基因變異位點關聯的疾病包括貓叫綜合征、Angelman綜合征、Williams-Beuren綜合征、Prader-Willi綜合征、Phelan-McDermid綜合征、Potocki-Lupski綜合征。

綜上所述，對DD/MR進行準確的病因學診斷，是臨床進行有效康復治療的前提，能最大限度減輕患兒功能障礙程度、改善患兒預后。基因突變和基因CNV是導致DD/MR發生的主要遺傳學病因，采用WES結合CNV的方法能對明確DD/MR的病因提供依據，依據檢測結果進行遺傳咨詢和針對性的治療，提高療效改善預后。在今后的研究中，可進一步進行采用WES結合CNV的方法發現DD/MR新的候選基因，為確定遺傳學診斷、制訂治療方案和判斷患兒預后提供依據。

作者貢獻：王靜、劉蕓提出研究思路，設計研究方案，并對文章整體負責；黃浩宇、吳金庭負責研究對象的選取、納排標準的制訂；劉春明、王文娟負責數據收集和統計學分析、檢索文獻、繪制圖表；王靜、張楊萍負責論文起草，對主要研究結果進行分析與解釋；劉蕓負責最終版本修訂。

本文無利益沖突。