李顯箏 胡晶晶 蔡嬋慧 鐘銀環(huán)
(廣東省婦幼保健院醫(yī)學遺傳中心,廣東廣州 511442)
Apert綜合征(Apert syndrome,AS),又稱尖頭并指綜合征,是一種罕見的常染色體顯性遺傳的先天性畸形綜合征,最初由法國醫(yī)生Apert[1]在1906年描述,因此而得名。AS的發(fā)病率約為1/65 000[2],主要表現(xiàn)為顱骨和顏面部異常,且伴有并指(趾)畸形的一組綜合病征。AS與FGFR2基因的點突變有密切關系,大約98.6%是由FGFR2基因的S252W或P253R突變引起的[3]。本文將對1例產(chǎn)前診斷Apert綜合征胎兒的臨床資料進行總結(jié),同時進行文獻復習,旨在提高產(chǎn)前臨床醫(yī)生對該疾病的認識,幫助臨床產(chǎn)前診斷及遺傳咨詢。
1.1 對象 孕婦,34歲,身高155cm,體重50kg,G2P0A1,既往體健,平素月經(jīng)規(guī)則。孕31+周(自然妊娠),外院超聲發(fā)現(xiàn)胎兒蛛網(wǎng)膜囊腫、可疑顱骨骨縫早閉、透明隔顯示不清等,遂來本院產(chǎn)前診斷門診就診。復查三維超聲以及頭部磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI),同時在孕婦知情同意下,行臍帶血染色體微陣列檢查以及醫(yī)學外顯子檢測。
1.2 方法
1.2.1 胎兒臍帶血染色體微陣列檢測 使用QIAamp DNA Blood Mini Kit提取試劑盒(德國Qiagen公司)對胎兒臍帶血細胞進行基因組DNA的提取,使用美國Affymetrix公司的CytoScan 750k芯片,對提取的臍血DNA進行酶切、連接、PCR擴增,產(chǎn)物純化及片段化、標記及雜交,芯片洗滌后掃描。檢測結(jié)果使用Chromosome Analysis Suite(Ch AS;version 3.1.0.15)軟件進行分析,最終結(jié)果判讀參照OMIM、UCSC、ISCA、DGV、DECIPHER等數(shù)據(jù)庫。
1.2.2 胎兒臍帶血醫(yī)學外顯子檢測 征得孕婦夫妻雙方知情同意后,抽取胎兒臍帶血及其父母外周血,提取全血基因組DNA,進行骨骼發(fā)育異常相關基因醫(yī)學外顯子檢測。針對檢測到的基因突變,利用Mutation Taster,SIFT以及生物信息學軟件uniprot、swiss model進行分析,預測該突變的致病性。
2.1 三維超聲成像檢查 ①顱腦異常:冠狀縫未見顯示,頭型異常,頭顱前后徑較短,枕額徑(occipitofrontaldiameter,OFD)約103mm;雙側(cè)側(cè)腦室前角融合,考慮透明隔發(fā)育不良;小腦蚓部形態(tài)欠飽滿,面積約1.38cm2;腦中線處第三腦室及丘腦后上方見一無回聲區(qū),大小約:13mm×7mm,邊界清,內(nèi)透聲佳,內(nèi)未探及彩色血流信號(圖1c、1d)。②顏面部異常聲像:上唇皮膚回聲未見明顯中斷;硬腭高拱,鼻梁較扁平,前額皮下軟組織層增厚,考慮中面部發(fā)育不良(圖1e)。③雙手并指呈“手套征”,雙足并趾(圖1a、1b)。
2.2 頭部磁共振成像檢查: 胎兒雙頂徑約8.5cm,冠狀位結(jié)合矢狀位示胎兒頭顱略呈尖頭畸形。透明隔間腔未見,雙側(cè)腦室前角略增寬并融合,呈方形改變。視交叉較細,眶距增寬,雙側(cè)眼球凸出。小腦蚓部存在,較小,高徑約1.48cm(圖1g、1h)。
2.3 胎兒臍帶血染色體微陣列檢測 胎兒未發(fā)現(xiàn)明顯基因拷貝數(shù)變異。
2.4 胎兒臍帶血醫(yī)學外顯子檢測 檢測骨骼發(fā)育異常相關基因,發(fā)現(xiàn)胎兒FGFR2基因(NM_022970)c.755C>G(p.S252W)雜合,即存在FGFR2基因第7外顯子的雜合突變,導致252位密碼子的絲氨酸變成色氨酸。胎兒父母均未檢出相同的基因突變。胎兒該致病突變?yōu)樾掳l(fā)突變。
2.5 孕婦于34周行引產(chǎn)手術,死胎病理尸檢結(jié)果如下 ①體表檢測:男性胎兒,重2152g。眼距寬3cm,面部畸形,口角向右側(cè)歪斜,四肢手指足趾并指,局部皮膚剝脫。②體腔檢查:胸腔和腹腔血性積液。頭顱:前囟大小3cm×4cm、后囟已閉。③組織學檢查:左、右手指肉團鏡下可見鱗狀上皮被覆,表面過度角化,可見不成熟皮膚附屬器結(jié)構(圖1h)。
圖1 胎兒影像學圖像及引產(chǎn)后圖像
由上述結(jié)果可見,本例病例胎兒存在FGFR2基因突變,結(jié)合產(chǎn)前超聲、MRI檢查以及產(chǎn)后尸體外觀,發(fā)現(xiàn)顱縫早閉、顏面部發(fā)育不良、四肢手指足趾并指畸形,確診該病例為Apert綜合征。
Apert綜合征是以顱縫早閉、腦/面部畸形、雙側(cè)并指趾畸形、智力缺陷等為主要臨床表現(xiàn)的綜合征,多以散發(fā)新發(fā)病例為主。主要是由于FGFR2基因突變而引起的一種常染色體顯性遺傳疾?。?]。AS幾乎都是由父系來源的FGFR2基因自發(fā)突變引起的,隨著父親年齡的增大,父方生殖細胞中FGFR2基因突變頻率也增加,從而AS的發(fā)病率也會增加[5]。
FGFR2基因定位于10號染色體長臂q26,編碼一個具有細胞外區(qū)域的跨膜受體,包括3個免疫球蛋白樣結(jié)構域(IgⅠ、IgⅡ和IgⅢ)、1個疏水跨膜段和1個細胞質(zhì)酪氨酸激酶1結(jié)構域[6]。該受體能夠與成纖維細胞生長因子配體(FGFs)結(jié)合激活,并在細胞增殖、血管生成、骨分化等中發(fā)揮作用。常見FGFR2基因突變類型有p.Ser252Trp(S252W)755C>G以及p.Pro253Arg(P253R)758C>G,其中S252W突變通常伴隨著嚴重的顱面骨骼畸形,腭裂的發(fā)生率較高,而P253R突變常伴隨更突出指趾畸形[7]。此外,S252W突變的患者其視力異常、鼻淚管梗阻、散光和斜視更為明顯[8]。S252W和P253R突變發(fā)生在IgⅡ和IgⅢ免疫球蛋白樣結(jié)構域的鏈接部分,增強了突變蛋白與配體的結(jié)合,使得FGFs/FGFRs信號表達上調(diào)[9,10],間充質(zhì)干細胞(mesenchymal stem cells,MSCs)的骨分化率增加,從而導致顱縫早閉的發(fā)生[11]。FGFR2基因突變也會引起蛋白質(zhì)的結(jié)構改變,進而激活其下游絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)、絲/蘇氨酸激酶(serine threoninekinase,AKT)、細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)、蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)等眾多信號通路,削弱成骨軟骨細胞體內(nèi)外的增殖分化,導致骨骼系統(tǒng)發(fā)育障礙[12-14]。這2種類型的突變約占AS的98.6%,其他基因型,如基因缺失、鋁元素插入、雜合突變和序列變異等也可導致AS的發(fā)生[15]。
本病例FGFR2基因第7外顯子c.252C>G發(fā)生雜合突變,為單堿基交換錯義突變,Mutation Taster、PROVEAN、SIFT以及dbSNP預測均為致病突變。本研究中,胎兒父母雙親表型正常,未檢測到FGFR2基因突變,胎兒FGFR2基因應為新發(fā)致病突變。AS患者以新發(fā)突變?yōu)橹?,環(huán)境、表觀遺傳學和遺傳學的復雜相互作用可能參與了AS發(fā)生發(fā)展的整個過程[16]。本例病例基因突變?yōu)镾252W,具有典型的顱面部畸形與并指/趾畸形。有文獻報道,唇腭裂缺陷在S252W突變患者中更為常見,但本病例無論超聲影像還是尸檢結(jié)果均未發(fā)現(xiàn)胎兒具有唇腭裂缺陷[17]。
FGFR2基因作為多種顱縫早閉綜合征的致病基因,F(xiàn)GFR2基因突變可致多種顱縫早閉綜合征,如Crouzon綜合征、Apert綜合征、Pfeiffer綜合征等[18]。與AS不同,Crouzon綜合征以顱骨及面部畸形為主要特征,表現(xiàn)為尖頭畸形、上顎骨發(fā)育不全、中面部塌陷及代償性突眼及眼眶距增寬畸形,但多數(shù)不伴有并指(趾)畸形[19]。而Pfeiffer綜合征,除了顱縫早閉、顱面部畸形,主要特征為橈側(cè)指寬而短,拇指偏向橈側(cè)的尖頭并指(趾)畸形,患者智力一般正常,致病基因除了FGFR2外還有FGFR1基因突變等[20]。FGFR2基因突變具有多樣性,有研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)GFR2基因即使有相同的單核苷酸突變,也可能會呈現(xiàn)兩種不同的綜合征的表型,如同樣為FGFR2的半胱酸342酪氨酸突變,有些表現(xiàn)為Crouzon綜合征,有些卻表現(xiàn)為Apert綜合征,其原因目前尚不明確,對疾病調(diào)節(jié)因子的進一步研究也許可以解釋這一現(xiàn)象[21]。
由于產(chǎn)前成像的局限性,產(chǎn)前早期超聲發(fā)現(xiàn)AS存在一定困難。有文獻報道,頸項透明層厚度(nuchal translucency,NT)的增加可能與AS相關,可能是由于細胞外基質(zhì)組成的改變從而導致FGFR2蛋白構象發(fā)生改變,然而,NT增厚與AS之間的相關性仍需進一步證實[22]。目前,產(chǎn)前超聲發(fā)現(xiàn)AS患兒一般在孕中晚期,三維超聲成像技術在胎兒面部結(jié)構中的應用可提示診斷AS并評估其畸形程度。然而,產(chǎn)前超聲診斷雙足趾并趾畸形難度較大,易漏診,可能與宮內(nèi)胎兒雙足趾較短、足趾間毗鄰緊密、活動度小,不易觀察到受累程度較輕的并趾畸形有關。當產(chǎn)前超聲檢查提示胎兒表現(xiàn)為尖顱,短頭,頭顱形狀不規(guī)則,或典型的頭顱“三葉草征”[23],或表現(xiàn)為雙側(cè)肢體對稱性并指(趾)畸形即“手套征”時,應高度懷疑胎兒存在骨發(fā)育異常相關的Apert綜合征,需進一步行胎兒的產(chǎn)前基因測序以明確診斷。
AS患兒的出生會給患兒及家庭帶來巨大的傷害。為盡可能矯正顱頜面、手足畸形及恢復各器官功能,患兒出生2~3年需進行多次手術,治療歷時久,費用高昂,而多種畸形對AS患兒的預后產(chǎn)生諸多不良影響,多數(shù)死于呼吸道梗阻和顱內(nèi)壓增高引起的并發(fā)癥。因此,隨著遺傳學、分子生物學、基因組學等技術的發(fā)展,對孕期三維超聲懷疑該病的胎兒應盡早進行基因檢測,為Apert綜合征的確診提供分子遺傳學依據(jù)。同時,應加強臨床醫(yī)師對Apert綜合征的認識,指導產(chǎn)前遺傳咨詢,提高產(chǎn)前診斷率,預防出生缺陷,減低患兒家庭及社會的負擔。