ELOVL1基因變異致IKSHD1例臨床及基因分析

楊 磊 張廣宇 陳功勛 李三松 王明梅 朱登納

鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院兒童康復(fù)科（河南鄭州 450052）

魚鱗病樣角化癥、痙攣、髓鞘形成障礙和面部畸形（ichthyotic keratoderma、spasticity、hypomyelination and dysmorphic facies，IKSHD，OMIM：618527）是一種罕見的常染色體顯性遺傳病，由超長鏈脂肪酸延伸酶1（elongase of very long chain fatty acids 1，ELOVL 1）基因變異引起，于2018 年首次報(bào)道[1]。IKSHD 臨床表現(xiàn)包括魚鱗病樣表皮增生和角質(zhì)化增加、痙攣性截癱、眼球震顫、構(gòu)音障礙和語速減慢，面部畸形，伴有視神經(jīng)萎縮可有視野和視力下降，頭顱磁共振成像（MRI）表現(xiàn)為髓鞘化障礙[1-2]。搜索中國知網(wǎng)、萬方、維普等數(shù)據(jù)庫，國內(nèi)尚無此病報(bào)道?，F(xiàn)報(bào)告1例ELOVL1基因變異所致IKSHD病例并結(jié)合文獻(xiàn)分析其基因致病性。

1 臨床資料

患兒，男，1歲7個(gè)月，因不能獨(dú)站、雙下肢肌張力高伴皮膚脫屑，于2019年9月至鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院兒童康復(fù)科就診?；純? 月齡不能獨(dú)坐、下肢支撐差伴肌張力增高，在當(dāng)?shù)蒯t(yī)院診斷為“腦性癱瘓（痙攣型雙癱）”，接受康復(fù)治療療效差?；純合礕2P2，足月，因“瘢痕子宮”剖宮產(chǎn)娩出，出生體質(zhì)量5.3 kg，無宮內(nèi)窘迫及生后窒息史，Apgar 評(píng)分10 分。母孕期合并妊娠期糖尿病，皮下注射胰島素治療后血糖控制在正常范圍，否認(rèn)毒物及射線接觸史。父親體健，否認(rèn)近親結(jié)婚；姐姐5歲，體健。體格檢查：身長84 cm（P50～85），體質(zhì)量14 kg（>P97），頭圍48 cm（P50～85）；神志清，精神可；肘部、膝部、小腿背側(cè)及踝部皮膚干燥，上覆糠秕樣鱗屑，局部皸裂、色素沉著；面容異常，眼距寬、大耳、長人中；雙眼球向右斜視、水平震顫，雙側(cè)瞳孔等大等圓，對(duì)光反射靈敏；心、肺、腹未見明顯異常；能完成簡單指令，認(rèn)識(shí)五官，會(huì)簡單模仿；語言表達(dá)能力落后，發(fā)音不清；雙手能主動(dòng)抓物，精細(xì)動(dòng)作欠佳；短暫拱背坐、穩(wěn)定性差，不能獨(dú)站，扶立位雙下肢能部分支撐體重、雙下肢交叉、尖足；雙上肢肌張力正常，雙下肢肌張力高，改良Ashworth量表（Modified Ashworth Scale，MAS）分級(jí)3級(jí)；雙側(cè)膝腱反射亢進(jìn)，踝陣攣陽性。實(shí)驗(yàn)室檢查：血常規(guī)、肝功能、腎功能、心肌酶、甲狀腺功能、血氨基酸及尿有機(jī)酸檢測(cè)均未見異常。腦電圖未見異常。聽覺誘發(fā)電位示雙耳高頻聽閾60 dB。頭顱MRI 示腦白質(zhì)髓鞘化障礙（圖1）。脊髓MRI 未見異常。肝、膽、胰、脾、雙腎、膀胱、輸尿管彩超未見異常。言語評(píng)估示語言發(fā)育遲緩、構(gòu)音障礙。0～6歲兒童神經(jīng)心理發(fā)育評(píng)定示發(fā)育商大運(yùn)動(dòng)30.3，精細(xì)動(dòng)作75.8，適應(yīng)能力83.3，語言60.6，社交 行為58.1。

為進(jìn)一步明確診斷，經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審查通過及家長知情同意，分別取患兒及父母外周血3 mL行全外顯子檢測(cè)和Sanger測(cè)序驗(yàn)證。結(jié)果患兒1號(hào)染色體上的ELOVL 1基因存在c.464 G>C 錯(cuò)義變異，此序列變化為ELOVL1基因第464位核苷酸鳥嘌呤突變?yōu)榘奏?，?dǎo)致其蛋白質(zhì)翻譯在第155 位甘氨酸變成丙氨酸（p.Gly 155 Ala），家系驗(yàn)證結(jié)果示父母均未見此變異（圖2）。該變異為新發(fā)變異，且無家族史（PS2）；ESP數(shù)據(jù)庫、千人數(shù)據(jù)庫、EXAC數(shù)據(jù)庫中正常對(duì)照人群中未發(fā)現(xiàn)的變異（PM2）；生物信息學(xué)軟件Clinpred、LRT、Mutationtaster、Provean、PolyPhen2等對(duì)蛋白功能預(yù)測(cè)為有害變異。根據(jù)ACMG指南，c.464G>C位點(diǎn)致病性等級(jí)為可能致病變異（PS2+PM2）?；純号R床表型及頭顱MRI 表現(xiàn)高度符合IKSHD，綜合判定ELOVL 1基因的c.464 G>C 變異為患兒的致病原因，診斷為IKSHD。

圖2 患兒及其父母ELOVL1基因測(cè)序圖

入院后給予患兒運(yùn)動(dòng)、手作業(yè)治療及聽覺語言訓(xùn)練等綜合康復(fù)治療，皮損處保持清潔、維生素E 乳膏外用，治療1個(gè)月后返回當(dāng)?shù)蒯t(yī)院繼續(xù)康復(fù)治療。2歲4月齡復(fù)查患兒頭顱MRI較前無明顯變化，仍為白質(zhì)髓鞘化障礙（圖1）。2 歲11 月齡隨訪，患兒皮損處皮膚無明顯變化，智力正常，雙手精細(xì)動(dòng)作欠佳，獨(dú)坐穩(wěn)健，能抓站，不能扶物走，雙下肢肌張力仍明顯增高。MAS分級(jí)3級(jí)，復(fù)查0～6歲兒童神經(jīng)心理發(fā)育評(píng)定示發(fā)育商大運(yùn)動(dòng)35.1，精細(xì)動(dòng)作82.6，適應(yīng)能力90.1，語言78.4，社交行為75.9。

圖1 患兒頭顱MRI（平掃T2 加權(quán)像）

2 討論

IKSHD 是一種以魚鱗病樣角化癥、痙攣性截癱、腦白質(zhì)髓鞘化障礙、面部畸形等為主要表現(xiàn)的多器官受累的疾病。2018 年首次報(bào)道2例無任何血緣關(guān)系的波蘭患兒同時(shí)出現(xiàn)魚鱗病樣角化癥、痙攣性截癱、腦白質(zhì)髓鞘化障礙、嬰兒期眼球震顫、面部畸形特征等顯著體征，通過進(jìn)一步遺傳和功能研究證實(shí)為ELOVL1基因變異（c.494C>T，p.Ser165Phe）引起的新的遺傳病[1]。IKSHD 的臨床表現(xiàn)與ELOVL 1功能改變所受累器官密切相關(guān)，國外報(bào)道的2例患兒臨床表現(xiàn)包括魚鱗病樣表皮增生和角質(zhì)化增加、痙攣性截癱、眼球震顫、構(gòu)音障礙和語速減慢，視野缺損和視力下降，面部輕度畸形（長鼻子、球莖頂、嘴唇豐滿、長人中，眉毛寬，大耳），頭顱MRI 表現(xiàn)為髓鞘化障礙，聽力檢查為雙耳高頻感音神經(jīng)性聽力損失，眼底檢查可有視神經(jīng)萎縮表現(xiàn)[1-2]。

本例患兒存在IKSHD 的典型臨床表現(xiàn)，包括肘膝踝關(guān)節(jié)及小腿背側(cè)皮膚魚鱗病樣改變，下肢痙攣性截癱，眼球震顫伴斜視，構(gòu)音障礙，面部輕度畸形特征等；頭顱MRI示腦白質(zhì)髓鞘化障礙；聽力檢查示感音神經(jīng)性聽力損傷，高頻聽閾60 dB。全外顯子檢測(cè)發(fā)現(xiàn)患兒ELOVL1基因雜合變異c.464G>C（p.Gly155Ala），為新發(fā)變異，家系驗(yàn)證患兒父母均為野生型，符合常染色體顯性遺傳規(guī)律，且ESP 數(shù)據(jù)庫、千人數(shù)據(jù)庫、EXAC數(shù)據(jù)庫中正常對(duì)照人群中未發(fā)現(xiàn)該變異，根據(jù)ACMG 指南評(píng)級(jí)為可能致病變異。依據(jù)患兒臨床表現(xiàn)、輔助檢查及基因檢測(cè)結(jié)果，診斷為IKSHD，且為不同于國外報(bào)道的新的變異位點(diǎn)。

ELOVL1基因位于染色體1p34.2，由8個(gè)外顯子組成，編碼蛋白為ELOVL1，該蛋白含有279個(gè)氨基酸。ELOVL 1 是一種催化超長鏈脂肪酸（very long-chain fatty acid，VLCFA）合成中限速步驟的延伸酶，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的髓鞘部分和皮膚、腎臟、胃、肺等組成性表達(dá)，對(duì)神經(jīng)和表皮屏障功能非常重要[3-4]。ELOVL1在合成含有20 個(gè)或更多碳（C 20:0、C 22:0 等）的飽和及不飽和脂肪酸中起作用，在合成C 24:0-C 28:0和C 26:1 中具有特別強(qiáng)的活性[5]。國外多篇研究報(bào)道了ELVOL1的作用，如在ELOVL1基因缺陷的小鼠中發(fā)現(xiàn)該基因編碼負(fù)責(zé)產(chǎn)生C 20-C 28 脂肪酸的延伸 酶[6]；在X 連鎖腎上腺腦白質(zhì)營養(yǎng)不良（X-ALD）患者的成纖維細(xì)胞中，ELOVL1基因敲除導(dǎo)致C26:0水平顯著降低，ELOVL1在C24:0和C26:0合成中的作用也從其藥理抑制的結(jié)果中得到證實(shí)，苯扎貝特可通過抑制ELOVL1減少X-ALD成纖維細(xì)胞中VLCFA的 積累[7]。

ELOVL1基因在大腦和皮膚中高表達(dá)，基因變異致ELOVL 1 酶活性降低，導(dǎo)致其合成產(chǎn)物VLCFA 的缺乏。VLCFA是表皮脂質(zhì)層的基本組成部分，是表皮角質(zhì)層角質(zhì)細(xì)胞之間的疏水結(jié)構(gòu)，構(gòu)成皮膚通透性屏障，有報(bào)道ELOVL1基因敲除小鼠出生后不久即因魚鱗病樣癥狀表皮屏障缺損而死亡[6]，患兒皮膚樣本脂質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)C 26-神經(jīng)酰胺和鞘磷脂減少，從而出現(xiàn)魚鱗病樣皮膚改變。VLCFA 亦是諸如鞘脂和磷脂等復(fù)雜脂質(zhì)的重要組成部分，神經(jīng)元的發(fā)育和髓鞘的形成主要依賴于VLCFA的有效性和對(duì)其合成及降解的嚴(yán)格控制[7]，白質(zhì)髓鞘化障礙可導(dǎo)致痙攣性截癱及眼球震顫，視神經(jīng)萎縮可導(dǎo)致視野缺損及視力下降。生化分析結(jié)果亦發(fā)現(xiàn)p.Ser165Phe變異會(huì)導(dǎo)致C20:0和C 22:0 的積聚，盡管其不具毒性，但不能排除變異的ELOVL1引起某些其他脂質(zhì)化合物蓄積的情況，這些化合物可能對(duì)神經(jīng)元和表皮細(xì)胞有害[1]。由于報(bào)道較少，蛋白分子功能改變機(jī)制方面尚不清楚。ELOVL 1變異體Ser 165 及其側(cè)翼氨基酸在整個(gè)脊椎動(dòng)物中高度保守，并被預(yù)測(cè)位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔和跨膜螺旋5 之間的邊界，這與導(dǎo)致脊髓小腦共濟(jì)失調(diào)的位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔和螺旋7 交界處的ELOVL 4（p.W 246 G）和ELOVL 5（p.G 230 V）已知顯性錯(cuò)義變異相符[2,8]。顯性遺傳模式表明單倍體不足或獲得病理功能是潛在的病理機(jī)制，但此基因錯(cuò)義變異無法用單倍體不足解釋，獲得病理功能的可能性更大，需要進(jìn)一步研究證實(shí)。國外報(bào)道2例患兒變異位點(diǎn)為c.494 C>T，本例患兒ELOVL1基因變異位點(diǎn)與上述位點(diǎn)不同，臨床表現(xiàn)方面，本例患兒魚鱗病樣皮膚范圍主要位于四肢，胸腹部皮損不明顯，較國外2例患兒皮損程度略輕，可能與不同位點(diǎn)變異導(dǎo)致的酶功能降低程度相關(guān)，可通過進(jìn)一步分子學(xué)及酶學(xué)研究其致病機(jī)制。

IKSHD 的提出豐富了遺傳性魚鱗病及髓鞘形成障礙性疾病的疾病譜。遺傳性魚鱗病是一組由影響表皮功能的基因變異導(dǎo)致的單基因遺傳病，同時(shí)也可能是伴隨皮膚外癥狀的綜合征，例如伴發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)癥狀的Sjogren-Larsson綜合征，伴發(fā)肌病的錢林-多爾夫曼綜合征，由GJB2基因變異引起的角膜炎、魚鱗病、耳聾綜合征等[9-10]。而中樞神經(jīng)系統(tǒng)髓鞘形成障礙性疾病是一種具有不同神經(jīng)系統(tǒng)表現(xiàn)的疾病，在頭顱MRI上顯示髓鞘形成障礙，與多種具有不同功能的基因變異以及染色體畸變有關(guān)，如佩梅?。≒LP1基因）、佩梅樣?。℅JA12/GJC2基因）、18q綜合征等[11]。曾報(bào)道一種伴有魚鱗病的髓鞘形成障礙性神經(jīng)系統(tǒng)疾病，魚鱗病、痙攣型四肢癱和精神發(fā)育遲滯，是由延長酶ELOVL4的隱性變異引起[12]，IKSHD與其區(qū)別主要在于患兒智力發(fā)育基本正常。

目前IKSHD尚無特效治療方法，以對(duì)癥治療和康復(fù)訓(xùn)練為主，其預(yù)后需長期隨訪觀察。本例患兒存在運(yùn)動(dòng)障礙、姿勢(shì)反射發(fā)育異常、下肢肌張力增高等癥狀，初期診斷為腦性癱瘓，6 月齡時(shí)MRI 報(bào)告未見明顯異常，圍生期無明顯高危因素，查體發(fā)現(xiàn)局部皮膚魚鱗病樣改變，復(fù)查頭顱MRI 發(fā)現(xiàn)髓鞘化障礙，血氨基酸及尿有機(jī)酸檢測(cè)均未見異常，經(jīng)全外顯子檢測(cè)明確患兒診斷。

綜上，IKSHD 臨床表現(xiàn)為魚鱗病樣角化癥、痙攣性截癱及腦白質(zhì)髓鞘形成障礙等，其致病原因?yàn)镋LVOL 1基因變異。本例IKSHD 患兒通過全外顯子測(cè)序及Sanger 測(cè)序驗(yàn)證，檢測(cè)到ELVOL 1基因變異c.464 G>C，為新發(fā)現(xiàn)變異，拓寬了IKSHD 致病基因的變異譜。對(duì)臨床中無明顯高危因素或伴發(fā)其他癥狀的疑似腦性癱瘓患兒應(yīng)仔細(xì)查體，完善頭顱MRI等輔助檢查，必要時(shí)行基因檢測(cè)明確病因，對(duì)于遺傳咨詢及優(yōu)生優(yōu)育具有重要意義。