ARID1B 基因變異致Coffin-Siris 綜合征1 例報告并文獻復習

徐 欣 湯 健 張 麗 陸 芬 李紅英

南京醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院康復科（江蘇南京 210008）

Coffin-Siris綜合征（Coffin-Siris syndrome，CSS，OMIM 135900）是一種罕見的常染色體顯性遺傳疾病，主要表現(xiàn)為智力運動發(fā)育遲緩、多毛癥、粗糙的面部特征、肌張力低下、指骨/指甲發(fā)育不全等[1]。因Coffin 和Siris 于1970 年首次報道而命名。目前國際上已明確的CSS 致病基因有9 種，分別為編碼BAF（Brg-1 associated factors）染色質重塑復合物的基因ARID 1A、ARID 1B、ARID 2、SMARCA4、SMARCB1、SMARCE1、DPF2以及參與BAF復合物轉錄調控的基因SOX11、PHF6[2-5]。CSS尚無明確的發(fā)病率報道。到目前為止，國外報道200余例，中國人群中只有散在數(shù)例報道[6-9]。本文報告1例ARID1B基因變異致CSS患兒，并結合相關文獻，總結其臨床表型和基因變異特征。

1 臨床資料

患兒，男，2歲8月齡，因智力、運動發(fā)育落后1年余入院?；純合礕3P1（G1、G2系人工流產(chǎn)），足月剖宮產(chǎn)（羊水渾濁），出生體質量3 kg，Apgar評分不詳，無窒息缺氧史?；純荷蟪阅滩睿黹L、體質量增長慢；大運動發(fā)育落后于同齡兒童，6個月會翻身，12個月獨坐，18個月獨走。1歲10個月因“右側隱睪、右側腹股溝疝”行手術治療。入院時患兒獨走步態(tài)蹣跚，步基大，步幅小，膝過伸，雙足扁平、外翻，下蹲后不能起立，不能跑、跳，不能上樓梯；會叫爸媽，只會說3、4字的簡單詞語，不能完成簡單指令，眼神交流少，喜獨自玩耍。患兒父母非近親結婚，家族中無類似疾病者。入院體格檢查：體質量12.5 kg（P10～P25），身高93 cm（P25～P50），頭圍49 cm；毛發(fā)稀疏，特殊面容，前額發(fā)際線低，拱形眉，眉毛濃密，長睫毛，鼻翼寬，鼻梁低，上嘴唇薄，下嘴唇厚且外翻，唇毛明顯（圖1A）；心肺腹無異常；四肢肌張力低，膝腱反射無異常，病理反射未引出；脊柱無畸形，右足趾甲?。▓D1B）。實驗室檢查：血、尿、糞常規(guī)，肝腎功能，電解質，心肌酶譜，血脂未見異常；甲狀腺功能無異常；血串聯(lián)質譜未見異常。頭顱磁共振成像（MRI）未見異常；雙手正位片、骨盆正位片無異常；腦電圖、視覺聽覺誘發(fā)電位未見異常；心電圖示竇性心動過緩伴不齊；心臟B 超無異常。0～6 歲兒童Gesell發(fā)育診斷量表測試示大運動相當于15個月，適應性、精細動作、語言、個人-社交相當于18個月。

圖1 患兒面容以及雙足外觀

為進一步明確病因，經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學倫理審核以及家長知情同意，抽取患兒及父母靜脈血2 mL，送廣州金域（醫(yī)學檢驗）公司進行全外顯子測序。對基因組DNA 文庫進行人類全外顯子捕獲，在MiSeq 測序儀（Illumina Inc，USA）測序平臺進行高通量測序，測序數(shù)據(jù)經(jīng)生物信息學分析及數(shù)據(jù)庫注釋，并按照美國醫(yī)學遺傳學與基因組學會（ACMG）指南[10]對變異位點進行致病性分析。結果發(fā)現(xiàn)，患兒ARID 1 B基因（NM_020732.3）第20 外顯子存在1 個雜合錯義變異c.6257 T>C（p.Leu 2086 Pro），第6257 位堿基由胸腺嘧啶變異為胞嘧啶，導致該基因編碼的第2086 氨基酸由異亮氨酸（Leu）變成脯氨酸（Pro）。對患兒及其父母目標序列進行Sanger 測序驗證。擴增ARID 1 B 基因第20 號外顯子的引物序列，正向引物5'-AAAGCATCATAGCAACCATCG-3’；反向引物5'-TGGGCAAGGTTCGATAAAAG-3’。驗證結果示患兒ARID1B基因存在雜合變異，父母均不攜帶該變異，屬于新發(fā)變異（圖2）。按照ACMG指南對該變異進行分析：①為新生突變（PS 2）；②比照千人基因組數(shù)據(jù)庫（1000 Genomes）、人類基因變異數(shù)據(jù)庫（HGMD）未見變異報道和收錄（PM2）；③檢索相關文獻，在CSS患兒中檢測到ARID1B基因c.6257T>G（p.Leu2086Arg）變異[11]（PM5）；④生物信息學軟件（Polyphen2、SIFT、Mutation Taster）預測均為有害。應用HomoloGene系統(tǒng)對人類、獼猴、狼、牛、大鼠、小鼠、雞、斑馬魚、假絲酵母的ARID1B蛋白保守性分析發(fā)現(xiàn)，ARID1B第2086位Leu在無脊椎動物、脊椎動物以及哺乳動物之間均高度保守（PP3）(圖3) 。根據(jù)ACMG指南評級規(guī)則，ARID1B基因c.6257T>C（p.Leu2086Pro）變異評定為“可疑致病”（PS2+PM2+PM5+PP3）。結合患兒臨床表現(xiàn)，患兒最終診斷為CSS。

圖2 患兒及父母ARID1B 基因Sanger 測序圖

圖3 ARID1B 蛋白第2086 位氨基酸保守性分析圖

2 討論

CSS絕大多數(shù)病例為新生變異所致，多為散發(fā)發(fā)病，其臨床表型多樣，特殊的面容與多系統(tǒng)異常表型對診斷具有非常重要的價值。CSS主要臨床表現(xiàn)為智力運動發(fā)育遲緩、粗糙的面部特征、頭皮毛發(fā)稀疏、多毛癥、肌張力低下、第五指指骨或指甲發(fā)育不全。

以“Coffin-Siris綜合征”、“Coffin-Siris syndrome”、“ARID 1 B”為關鍵詞，對萬方數(shù)據(jù)庫、中國知網(wǎng)及PubMed數(shù)據(jù)庫自建庫時至2020年9月收錄的文獻進行檢索，共檢索到59 篇文獻，其中臨床資料齊全、經(jīng)基因檢測確診的英文文獻 27篇、中文文獻2篇，排除重復報道的病例，共有CSS 患者86 例[2-3,6,8-18]，其中男37 例、女49 例。本例患兒臨床特征與已報道病例（表1）基本相符，表現(xiàn)為智力運動發(fā)育落后、生后喂養(yǎng)困難、體質量增長不良、典型的面部特征、多毛癥、肌張力低下、右足趾甲小、隱睪以及腹股溝疝。CSS最常見的臨床特征為智力運動發(fā)育落后，程度輕重不等，其中語言發(fā)育通常比大運動發(fā)育更受影響[13]。其次是多毛癥，表現(xiàn)為頭皮毛發(fā)延伸到前額，面部毛發(fā)過度生長。絕大多數(shù)患者有顏面部異常表現(xiàn)，較常見的包括低前/后發(fā)際線、頭皮毛發(fā)稀疏、嘴巴寬闊，下嘴唇厚、上嘴唇薄、鼻翼寬、鼻梁低、鼻孔前傾、拱形眉毛，其他少見表現(xiàn)有上眼瞼下垂、低耳位、小頭畸形、高腭弓、腭裂、懸雍垂裂等。骨骼系統(tǒng)受累常見的異常表現(xiàn)為1個或多個指甲/趾甲發(fā)育不全，第五指末節(jié)指骨發(fā)育不全常見，其他骨骼異常可見關節(jié)松弛、脊柱側彎、漏斗胸、小指內彎等。多數(shù)CSS患者生后有喂養(yǎng)困難，嚴重者需鼻飼管喂養(yǎng)[12]。其他胃腸道問題可表現(xiàn)為便秘、胃食管反流、腹瀉等。部分CSS 患者可出現(xiàn)視力受損，常合并斜視、近視、散光、視神經(jīng)發(fā)育不良、眼球震顫、黃斑發(fā)育不良等眼部異常。約1/3 的CSS 患者生后逐漸出現(xiàn)身材矮?。?-2 SD），骨齡通常落后于年齡2～3 年[17]。聽力受損亦可發(fā)生于小部分患者中，多為感音神經(jīng)性，少數(shù)可為傳導性。CSS患者癲癇發(fā)作的年齡從出生到青少年期不等，主要表現(xiàn)為強直性肌陣攣，另有一些患者腦電圖異常但無臨床發(fā)作。部分CSS 患者可合并泌尿、生殖以及心臟等病變，如腎積水、隱睪、房間隔缺損、室間隔缺損、疝、漏斗胸等[12-13]，少數(shù)患者可有內分泌異常表現(xiàn)為甲狀腺功能減退、糖尿病、生長激素缺乏等。一些CSS患者在青少年期可出現(xiàn)行為問題，包括孤獨癥譜系障礙、注意力缺陷多動障礙、沖動等。CSS 患者最常見的頭顱MRI異常為胼胝體發(fā)育不良，少數(shù)可見髓鞘化延遲、巨腦池、側腦室枕角擴大畸形等。

表1 86例ARID1B基因變異致Coffin-Siris綜合征患者臨床特征

自2012年發(fā)現(xiàn)編碼BAF復合物亞單位的基因變異可致CSS[3]，目前共發(fā)現(xiàn)9種與CSS致病相關基因，分別為編碼BAF染色質重塑復合物的基因ARID1A、ARID1B、ARID2、SMARCA4、SMARCB1、SMARCE1、DPF2及其下游調控基因SOX11、PHF6。ARID1B是CSS患者中變異頻率最高的基因，占68%～83%[3,11,13]。ARID 1 B 基因位于人類第6 號染色體q 25.3 區(qū)，包含24個外顯子，編碼包含2 249個氨基酸的蛋白。AT豐富結合域1 B（AT-rich interactive domain-containing protein 1B，ARID1B）蛋白是BAF染色質重塑復合物的非催化亞基之一，又稱BAF250b亞基，包含2個結構域，即富含AT 的相互作用域和C 末端的BAF 250結構域。ARID1B蛋白定位于細胞核，具有與DNA或蛋白質結合能力，可以調控復合物靶向性和ATP酶活性。BAF復合物即哺乳動物SWI/SNF復合物，可通過ATP水解后釋放能量來調控染色質動態(tài)結構和基因表達，在細胞增殖分化以及神經(jīng)發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用[19-20]。ARID1B基因表達廣泛，人類RNA測序顯示其在大腦、皮膚、甲狀腺、淋巴結、卵巢、膀胱等部位均有表達，故CSS患者在臨床可表現(xiàn)出多系統(tǒng)受累以及臨床表型的異質性。研究發(fā)現(xiàn)，ARID 1 B 基因參與調節(jié)發(fā)育中小鼠大腦的樹突分化[21]。ARID1B基因雜合變異小鼠可表現(xiàn)出嚴重的行為異常、縮小的體型以及基因表達的顯著變化，上述表現(xiàn)與CSS患者部分表型相似。ARID1B基因雜合變異小鼠由于GABA能神經(jīng)元數(shù)量的改變和抑制性突觸傳遞的受損，表現(xiàn)出明顯的皮層興奮性/抑制性失衡以及異常的表觀遺傳修飾，包括組蛋白乙?；图谆瑥亩绊懕碛^遺傳調控，尤其是神經(jīng)發(fā)育的調控[22]。

迄今報道的CSS患者ARID1B基因變異類型包括無義變異、插入/缺失變異、剪接位點變異、錯義變異以及單外顯子、多外顯子和全基因缺失[11]。錯義變異報道很少，主要集中在BAF250結構域，而無義、缺失/插入、剪切位點變異可分布于各個區(qū)域。其中無義變異以及插入/缺失變異約占所有致病性變異的80%，均導致下游形成無義密碼子，使翻譯提前終止，形成截短型蛋白，影響正常蛋白的功能。所以CSS患者的臨床表型是由于ARID1B單倍劑量不足。但在CSS患者中尚不存在特定的基因型-表型相關性。本例患兒全外顯子基因檢測發(fā)現(xiàn)ARID 1 B 基因第20 號外顯子存在1個雜合錯義變異c.6257T>C，導致氨基酸改變p.Leu2086Pro，該位點位于ARID1B蛋白BAF250結構域中的BC 盒（BC-box），在不同物種間高度保守。體外研究發(fā)現(xiàn)，ARID 1 B 蛋白以BC 盒依賴方式與elongin C、cullin 2和Roc1結合形成E3泛素連接酶，以組蛋白H 2 B 為靶點進行單泛素化[23]。BC 盒變異體在體內不穩(wěn)定，以蛋白酶體依賴方式自泛素化和降解。以上功能研究可能提示本例患兒ARID1B基因變異致病的潛在機制。

CSS 和Nicolaides-Baraither 綜合征（Nicolaides-Baraither syndrome，NCBRS）有一部分表型重疊。NCBRS 是由SMARCA 2 基因變異所致，也可表現(xiàn)為粗糙的面部特征、頭皮毛發(fā)稀疏、智力運動落后，有時難以與CSS 鑒別。但NCBRS 患者的骨骼系統(tǒng)改變多為指節(jié)間關節(jié)和遠端指骨非炎癥性突起（高達85%）[24]，而少有CSS患者的第五指骨/指甲發(fā)育不全。隨著SMARCA 2 變異的發(fā)現(xiàn)，以前被診斷為CSS的部分病例被重新分類為NCBRS[25]。

目前CSS尚無特效治療方法，主要是對癥和支持治療。喂養(yǎng)困難或體質量增長不良患兒需經(jīng)消化科以及營養(yǎng)科評估，可予鼻飼管喂養(yǎng)或補充營養(yǎng)。身材矮小患兒每年需定期監(jiān)測生長激素以及骨齡，必要時可注射生長激素。合并先天性心臟病或泌尿生殖系統(tǒng)畸形患者需行手術治療。有癲癇發(fā)作的患者需加用抗癲癇藥物，定期復查視頻腦電圖。智力運動落后者可進行包括物理治療、言語治療等綜合康復治療。對于有孤獨譜系障礙傾向的患兒，可利用相關量表進行評估，達到早期識別和干預的目的。合并眼部病變者建議每年進行眼科檢查，包括眼底檢查，并根據(jù)需要進行視力測試和矯正。聽力障礙者可佩帶助聽器。CSS患兒父母再生育時需進行遺傳咨詢，因不能排除患兒父母為生殖細胞嵌合攜帶者可能。

綜上，臨床上對于有智力運動落后、多毛癥、粗糙的面部特征、肌張力低下、指骨/指甲發(fā)育不全等患兒應考慮CSS可能，應盡早完善遺傳學檢查，明確病因，明確診斷。本例CSS患兒ARID1B基因存在新發(fā)現(xiàn)的c.6257T>C錯義變異，不僅豐富了ARID1B基因變異譜，同時為產(chǎn)前遺傳咨詢提供了依據(jù)。