一例先天性眼外肌纖維化患兒TUBB3基因的變異分析

李曉東，李函，程銘燁，黃莉

(1.天長(zhǎng)市人民醫(yī)院 兒科，安徽 天長(zhǎng) 239300； 2.東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院 兒科，江蘇 南京 210009)

先天性眼外肌纖維化(congenital fibrosis of extraocular muscles, CFEOM)是一組神經(jīng)源性疾病，以先天性、非進(jìn)行性眼外肌病變?yōu)樘卣?。在英?guó)其發(fā)病率約為1/230 000[1]，在中國(guó)目前尚無發(fā)病率相關(guān)數(shù)據(jù)。依據(jù)相關(guān)表型及基因型研究，該病分為3型：(1) CFEOM1，最常見，為完全外顯的常染色體顯性遺傳，相關(guān)基因位于第12號(hào)染色體；(2) CFEOM2，為常染色體隱性遺傳，相關(guān)基因位于第11號(hào)染色體；(3) CFEOM3，為不完全外顯的常染色體顯性遺傳，相關(guān)基因位于第16號(hào)染色體[2- 4]。我們應(yīng)用高通量測(cè)序?qū)?例CFEOM患兒進(jìn)行全基因組芯片拷貝數(shù)變異(copy number variant, CNV)分析及醫(yī)學(xué)全外顯子基因檢測(cè)，以尋找其病因。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

患兒，女，系第一胎第一產(chǎn)，足月順產(chǎn)，出生體重3.5 kg，身長(zhǎng)51.0 cm，生后一般情況可，出生后4個(gè)月因不追視入院?；純焊赣H和母親表型、智力均正常，非近親結(jié)婚，否認(rèn)家族遺傳史。入院體格檢查：生命體征平穩(wěn)，雙眼上瞼下垂遮蓋2/3瞳孔、眼球位于下轉(zhuǎn)位，雙眼交替斜視，心肺聽診無異常。運(yùn)動(dòng)發(fā)育檢查：豎頭不穩(wěn)，雙手握拳、拇指內(nèi)扣，雙下肢肌張力高。語言及智能評(píng)價(jià)：會(huì)發(fā)喉音，能逗笑，蒙面試驗(yàn)可引出。輔助檢查：血、尿、糞常規(guī)及血生化全套未見明顯異常，血漿氨、乳酸水平正常。智能量表評(píng)定：相當(dāng)于2個(gè)月水平。顱腦磁共振成像(MRI)提示兩側(cè)大腦半球腦回窄小、腦溝池明顯，小腦發(fā)育畸形、胼胝體及前聯(lián)合發(fā)育不良。

臨床擬診：CFEOM、復(fù)雜的皮質(zhì)發(fā)育不良(malformations of cortical development, MCD)?；純涸\斷后予積極康復(fù)治療，目前3歲，身高102.6 cm，體重18.5 kg，雙眼上瞼下垂無改善，眼球仍位于下轉(zhuǎn)位，雙眼球交替斜視伴眼球震顫，視物時(shí)下頜抬舉，可扶站，不能獨(dú)走，雙下肢肌張力高、肌力Ⅲ級(jí)，語言及智能發(fā)育相當(dāng)于1.5歲，隨訪中。

1.2 方法

本研究經(jīng)東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(2020ZDSYLL052- P01)，患兒監(jiān)護(hù)人同意并簽署知情同意書，通過EDTA抗凝法采集患兒外周血4 ml、其父母外周血2 ml，由北京海思特醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行全基因組芯片分析，由武漢康圣達(dá)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)所通過安捷倫外顯子芯片捕獲加高通量測(cè)序進(jìn)行全外顯子測(cè)序并予一代基因測(cè)序驗(yàn)證結(jié)果(Sanger法)。

2 結(jié) 果

未發(fā)現(xiàn)疾病相關(guān)CNV區(qū)域。高通量測(cè)序檢測(cè)出患兒TUBB3基因的c.904G>T(p.Ala302Ser)雜合突變?；純篠anger測(cè)序結(jié)果與高通量測(cè)序結(jié)果一致，患兒父母雙方均未檢出該變異(圖1)。對(duì)比人類及小鼠等不同物種的TUBB3基因發(fā)現(xiàn)：該基因序列高度保守，其相關(guān)位點(diǎn)突變后可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能受到影響。c.904G>T(p.Ala302Ser)突變?yōu)樾掳l(fā)現(xiàn)突變，該突變位點(diǎn)未見相關(guān)報(bào)道(參考數(shù)據(jù)庫：Human Gene Mutation Database、HGMD pro 及PubMed)；參考美國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)會(huì)(American College of Medical Genetics and Genomics, ACMG)發(fā)布的變異解讀指南[5]，該位點(diǎn)符合新發(fā)變異，該突變位點(diǎn)處于基因突變熱點(diǎn)區(qū)域，多個(gè)臨近殘基中發(fā)現(xiàn)高頻率的已知致病突變，無人群攜帶率，將其判定為致病性變異。

圖1 TUBB3基因突變位點(diǎn)Sanger測(cè)序驗(yàn)證 患兒攜帶c.904G>T(p.Ala302Ser)雜合突變；其父母均未檢出相關(guān)變異

3 討 論

TUBB3基因定位于染色體16q24.3，其編碼的神經(jīng)元特異性β- 微管蛋白3型是神經(jīng)元中表達(dá)最活躍的微管蛋白亞型，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中高表達(dá)。其在調(diào)節(jié)微管運(yùn)動(dòng)蛋白相互作用方面起關(guān)鍵作用，為正常軸突生長(zhǎng)維護(hù)和大腦發(fā)育所必需。TUBB3基因的突變改變其編碼蛋白質(zhì)的功能，導(dǎo)致軸突生長(zhǎng)和引導(dǎo)缺陷，繼而引起相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，包括孤立的CFEOM3和(或)復(fù)雜的MCD。目前已報(bào)道的TUBB3基因突變有近20種，患者的臨床表現(xiàn)不一，研究提示其表型范圍可能是連續(xù)的，其嚴(yán)重程度從輕到重不等[6- 9]。

CFEOM是由眼外肌神經(jīng)支配異常發(fā)展引起的，主要臨床表現(xiàn)包括雙側(cè)非進(jìn)行性基本對(duì)稱的眼外肌運(yùn)動(dòng)受限、單眼或雙眼上瞼下垂、雙眼下斜視伴上轉(zhuǎn)不能過中線、被動(dòng)牽拉試驗(yàn)陽性、不同程度的眼球水平運(yùn)動(dòng)受限等。其分型中，CFEOM1的表現(xiàn)最典型，而CFEOM3存在明顯的遺傳異質(zhì)性。

皮層發(fā)育每個(gè)階段的改變，包括神經(jīng)元細(xì)胞的增殖、遷移、在皮層的最終位置組織等，都會(huì)導(dǎo)致MCD[10]。此類患者臨床表現(xiàn)有智力、語言、運(yùn)動(dòng)障礙等，顱腦MRI可見腦回簡(jiǎn)化、小腦發(fā)育不良、胼胝體變薄或發(fā)育不全、動(dòng)眼神經(jīng)和嗅覺神經(jīng)發(fā)育不良等。

本例患兒臨床表型符合CFEOM合并MCD的癥狀，基因檢測(cè)結(jié)果顯示患兒攜帶TUBB3基因的c.904G>T(p.Ala302Ser)雜合突變。Sanger測(cè)序結(jié)果患兒父母均未檢出相關(guān)變異，患兒TUBB3基因c.904G>T(p.Ala302Ser)雜合突變?yōu)樽园l(fā)突變。c.904G>T(p.Ala302Ser)突變?yōu)樾掳l(fā)現(xiàn)突變，在HGMD等數(shù)據(jù)庫中未見相關(guān)報(bào)告，ACMG指南將其初步判定為致病性變異。TUBB3基因相關(guān)的CFEOM3呈現(xiàn)常染色體顯性遺傳，由此推測(cè)TUBB3基因c.904G>T(p.Ala302Ser)雜合突變可能是該患兒的致病原因。