MECP2 基因變異所致Rett 綜合征患兒1 例的臨床表型與遺傳學分析

鐘少君 李承燕 王 優(yōu) 榮詩雯 劉 玲 林永文 敖 當

廣東醫(yī)科大學附屬醫(yī)院兒童醫(yī)學中心，廣東湛江 524000

Rett 綜合征（OMIM#312750）是一種X 連鎖顯性遺傳的單基因神經(jīng)發(fā)育疾病，主要臨床表型包括嚴重智力障礙、語言和學習障礙、重復的刻板手部動作和發(fā)育倒退，多數(shù)患者癲癇發(fā)作[1]；常呈散發(fā)，偶有家系遺傳，多見于女童，患病率為1/15 000～1/10 000，其中絕大部分為新發(fā)變異[2-3]。目前Rett 綜合征已知的致病基因有甲基CpG 結(jié)合蛋白2（methyl-CpG-bindingprotein 2，MECP2）、CDKL5、FOXG1 基因突變，90%～95%的Rett綜合征是由染色體Xq28 上MECP2 基因變異引起[4-6]。本研究通過對MECP2 基因變異所致Rett 綜合征患兒1 例的回顧性研究，加深臨床醫(yī)生對本病發(fā)病機制的認識，提高臨床醫(yī)師的重視，為臨床診斷、診斷治療及遺傳咨詢提供參考。本研究獲得了廣東醫(yī)科大學附屬醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會的審查（PJ2021-097），患兒監(jiān)護人已簽署知情同意書。

1 病例資料

患者，女，第一胎第一產(chǎn)，足月順產(chǎn)出生，出生體重為2.2 kg，頭圍為32 cm。出生時為足月小樣兒，無家族史。在4 月齡時開始能夠抬頭，之后一段時間內(nèi)生長發(fā)育正常，5 個月能夠翻身，6 個月獨立坐起。然而，在此后的發(fā)育過程中，患者出現(xiàn)生長發(fā)育停滯的情況。2017 年8 月因“發(fā)育落后”開始頻繁就診于廣東醫(yī)科大學附屬醫(yī)院，20 個月時才開始能夠行走，但步態(tài)不穩(wěn)。在2 歲8 個月時，患者喪失了先前習得的言語能力，只能發(fā)出“爸/媽”等單字，無法理解別人的話語意思，也無法表達自己的需求，表情較為單一，肌張力低下，并逐漸失去了有目的的手部動作。在3歲時，患者出現(xiàn)了手部刻板動作，雙手喜歡交握，并伴隨雙上肢的不自主震顫和喜歡吃手的行為。在3 歲7 個月時，患者出現(xiàn)了癲癇發(fā)作，經(jīng)過25 mg/（kg·d）丙戊酸治療后仍有發(fā)作，加用拉莫三嗪后才無明顯發(fā)作，但至今仍喜交握動作。現(xiàn)8 歲3 個月頭圍48 cm，雙上肢無不自主震顫，無法理解別人的話語意思，也無法表達自己的需求，表情較為單一，生活無法自理，肌張力低下，行走不穩(wěn)，暫無脊柱側(cè)凸、肌肉僵硬、痙攣等表現(xiàn)。

患兒2017年12月頭部磁共振未見明顯異常（圖1A），2018 年（4 歲時）腦電圖即提示中度異常兒童腦電圖：大量尖波尖慢波；2021 年6 月7 日（6 歲時）復查腦電圖仍提示異常：清醒期左側(cè)額、中央?yún)^(qū)、額中央?yún)^(qū)、中線中央?yún)^(qū)多量中-高波幅尖波散發(fā)或簇發(fā)；醒睡各期左側(cè)半球廣泛性中-極高波幅棘慢波、右側(cè)半球廣泛性高波幅慢波及中線區(qū)高波幅棘波持續(xù)發(fā)放（圖1B）；肝腎功能、心肌酶譜、血生化檢查、血氨、血乳酸、血氨基酸及酯酰肉堿譜、尿有機酸分析等均無異常。2020 年12 月21 日孤獨癥行為評定量表評分65 分，Gesell 評估量表評分/韋氏智力測試分數(shù)42 分。2021 年3 月5 日獲得患兒父母的知情同意后，抽取先證者及父母靜脈血各2 ml。提取外周血細胞全血基因組DNA 并樣本質(zhì)檢。全外顯子測序平臺選用高通量基因測序儀（華大制造MGI，型號：MGISEQ-2000RS），平均測序深度約為140×，20×覆蓋度為99%，30×覆蓋度98%（由深圳安吉康爾公司完成）。采用FastQC 軟件做質(zhì)量評估，參照基因組序列為GRCh37，序列變異的檢測和解讀基于轉(zhuǎn)錄本NM_001110792.2。對高質(zhì)量變異進行頻率數(shù)據(jù)庫（如千人基因組、ESP、gnomAD）和OMIM、ClinVar、HGMD 等數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)注釋（圖2）。Sanger 測序利用ABI BigDye Terminator v3.1 試劑盒構(gòu)建測序反應，使用ABI 3730XL 全自動測序儀進行測序驗證。家系全外顯子基因測序檢測提示患兒MECP2 基因存在雜合變異，為錯義變異c.710C＞G（p.Pro237Arg），經(jīng)Sanger 測序證實，變異為新生變異，父母未攜帶該變異位點，根據(jù)美國醫(yī)學遺傳學與基因組學學會（American College of Medical Genetics and Genomics，ACMG）指南判定為可能致病性變異[7]，判讀為PS2+PM2+PP3，既往被報道為致病[8-9]。因此該患兒最終于2021 年3 月確診為Rett 綜合征。

圖1 MECP2 基因家系先證者的臨床檢查結(jié)果

圖2 MECP2 基因家系檢測結(jié)果

3 討論

Rett 綜合征是一種以女性發(fā)病為主的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育障礙性疾病，因兒科醫(yī)生Andreas Rett 首次描述而命名[5，10]。在大多數(shù)情況下，該疾病是由MECP2 X結(jié)合基因的功能喪失變異引起的，其表型的嚴重程度與X 染色體失活、嵌合體、變異嚴重程度、遺傳背景和環(huán)境因素有關(guān)[11-13]。目前MECP2 的突變已被確定為Rett 綜合征的主要遺傳原因[14-15]。

MECP2 基因編碼甲基CpG 結(jié)合蛋白2，通過與甲基DNA 結(jié)合來控制染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和基因表達，其表達水平異常高或低、失衡和/或基因突變會導致神經(jīng)發(fā)育障礙和腦功能障礙[16-18]。MECP2 蛋白具有5 個結(jié)構(gòu)域，包括N 末端結(jié)構(gòu)域（N-terminal domain，NTD）、甲基DNA 結(jié)合結(jié)構(gòu)域（methyl-DNA binding domain，MDB）、轉(zhuǎn)錄抑制蛋白結(jié)合結(jié)構(gòu)域（transcription repressor binding domain，TRD）、甲基DNA 結(jié)合結(jié)構(gòu)域和轉(zhuǎn)錄抑制蛋白結(jié)合結(jié)構(gòu)域之間的中間結(jié)構(gòu)域（interdomain，ID）及C 端結(jié)構(gòu)域（C-terminal domain，CTD）[19]。其中MBD 和TRD 被認為是關(guān)鍵的功能域。Ehrhart 等[20]通過公共數(shù)據(jù)庫收集到10 968 個攜帶MECP2 變異個體，總結(jié)了863 致病性變異及209 個良性變異，發(fā)現(xiàn)致病性變異中無義變異占54%、錯義變異占37%、插入變異及重復變異均為9%。大多數(shù)MECP2 錯義變異的位于MDB（68.3%）及TRD 中，93.6%的錯義變異出現(xiàn)在保守區(qū)域。良性變異在CTD（55.1%）和ID（28.1%）中最常見。

典型Rett 綜合征的診斷標準需要滿足4 個主要標準，有目的的手部技能喪失、語言喪失、步態(tài)異常及刻板手部動作[21-22]。頭部生長減慢可能是Rett 綜合征的最初跡象之一。本文中患兒為女性，臨床表型有刻板手部動作及手部技能喪失、語言喪失及步態(tài)異常，故診斷典型Rett 綜合征。Rett 綜合征的許多癥狀都缺乏特異性，復雜的神經(jīng)癥狀及精神癥狀難以與其他疾病（如孤獨癥）相鑒別。頭部生長減慢可能是Rett 綜合征的最初跡象之一。基因突變可能為Rett 綜合征最獨特的因素，該例患兒攜帶MECP2 基因新生變異，變異位點位于既往統(tǒng)計致病性變異的熱點區(qū)域，ACMG 評級為致病或可能致病性變異，考慮MECP2基因變異為該例患兒的致病基因。

目前治療Rett 綜合征主要包括兩種途徑：一種是針對遺傳和分子病理修復突變的MECP2 或調(diào)控下游分子靶向相關(guān)信號通路，如腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（brainderived neurotrophic factor，BDNF）[20，23-24]。MECP2 缺陷雄性小鼠的表達水平降低，當表達水平恢復到一定水平時，患病小鼠的癥狀和壽命可以逆轉(zhuǎn)，表明針對Rett 綜合征中MECP2-BDNF 軸的治療可以減輕一些癥狀，是Rett 綜合征的潛在治療選擇。另一種通過其他物理刺激干預如腦深部電刺激、經(jīng)顱磁刺激等緩解病理癥狀[25-26]。應用上述途徑可以改善Rett 綜合征神經(jīng)元的病理表型，改善神經(jīng)元的生長發(fā)育，或修復其受損的神經(jīng)突和突觸，深入分析MECP2 基因變異的致病機制將有助于優(yōu)化治療方法組合。目前Trofinetide 正在進行Ⅲ期臨床試驗，提示Trofinetide 對Rett 綜合征的核心癥狀方面具有改善作用[27-28]。

Rett 綜合征患兒有的臨床表現(xiàn)需要到一定年齡階段才會顯現(xiàn)出來，因此低齡Rett 綜合征患兒診斷難度大于年長兒，所以基因檢測及突變譜對Rett 綜合征明確診斷十分必要。早期基因檢測診斷與治療可改善預后，為遺傳咨詢及產(chǎn)前診斷提供重要參考依據(jù)。

利益沖突聲明：本文所有作者均聲明不存在利益沖突。