3 例Lesch-Nyhan 綜合征患兒及其父母/姐姐基因檢測分析

岳璇，劉曉鳴，劉莉，仇莉，陳曼，陳嬌

徐州市兒童醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，江蘇徐州 221006

Lesch-Nyhan 綜 合 征（Lesch-Nyhan syn‐drome，LNS）是由次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶（Hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase，HGPRT）基因突變導致。LNS 是一種罕見的X連鎖隱性遺傳病，在歐洲發(fā)病率為1/40 萬～1/20 萬，在中國人群中發(fā)病率極低。主要臨床表現(xiàn)為運動、智力發(fā)育落后、運動障礙、尿酸增高及自殘等癥狀。因早期臨床癥狀常以運動、智力發(fā)育落后為主要表現(xiàn)，不具有特異性，常被臨床誤診為腦性癱瘓，對癥康復治療后癥狀未得到改善，后期患兒可能出現(xiàn)咬手、腳等自傷行為。目前我國對LNS 的相關(guān)研究報道較少，臨床醫(yī)師普遍對LNS的認識不夠，導致LNS的早期診斷困難。我們近期收治了3 例Lesch-Nyhan 綜合征患兒，現(xiàn)分析患兒及其父母/姐姐的基因檢測信息，總結(jié)其遺傳特征。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇徐州市兒童醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科收治的3 例Lesch-Nyhan 綜合癥患兒?；純旱闹委熅?jīng)監(jiān)護人知情同意簽字，本研究經(jīng)醫(yī)院倫理及醫(yī)療技術(shù)管理委員會批準同意。

例1，男，2歲11個月，因“咬手、咬嘴10 個月”于2021年5月就診于我院?；純鹤杂装l(fā)育落后，6月齡豎頭，1 歲2 個月時可獨坐數(shù)秒，至入院時仍不能扶站及扶走，發(fā)“爸爸、媽媽”2 個字疊音詞，一直在當?shù)蒯t(yī)院按照“腦性癱瘓”予康復治療，2歲1個月時患兒出現(xiàn)不自主咬手指、咬嘴癥狀。患兒系第2胎，第2產(chǎn)，足月順產(chǎn)，否認圍生期缺氧窒息史。例2，男，5歲，為例1同胞哥哥，自幼運動發(fā)育落后，于當?shù)蒯t(yī)院診斷腦性癱瘓，一直進行腦性癱瘓康復治療，后出現(xiàn)咬手動作?；純簾o出生時缺氧窒息病史，2 歲時曾因腎結(jié)石行手術(shù)治療，既往視頻腦電圖檢查為正常腦電圖，MRI檢查未見異常。父母體健，非近親婚配，患兒外公、外婆健康。入院檢查結(jié)果為體質(zhì)量12 kg，發(fā)育落后，下唇破潰，局部化膿，雙手指破潰，四肢肌張力高，能獨坐數(shù)秒，不能扶站及扶走。入院時生化檢查可見尿酸575 μmol/L（正常值90～420 μmol/L）。視頻腦電圖（2 歲11 個月）為界限性腦電圖，背景活動偏慢，指認事件不伴發(fā)作期圖形。頭顱磁共振成像（MRI）檢查未見異常。Gesell發(fā)育評估應人能48.0 分，應物能48.0 分，粗大動作48.0 分，精細動作30.0 分，言語能48.0 分，發(fā)育商44.4分。

例3，男，3 歲1 個月，因“發(fā)育落后，自咬嘴唇半年”入院，患兒為第3胎第3產(chǎn)，足月剖宮產(chǎn)，出生時無產(chǎn)傷及窒息史，生后發(fā)現(xiàn)患兒吸吮無力，3月齡發(fā)現(xiàn)豎頭不穩(wěn)，現(xiàn)不能獨坐，不能站立，雙眼能追視，僅能叫“爸爸、媽媽”，近半年出現(xiàn)咬嘴唇，手指等自殘行為，同時發(fā)現(xiàn)小便顏色發(fā)白。父母體健，非近親婚配，患兒爺爺、奶奶及外公、外婆健康。入院后查體：肌張力高。入院后查尿酸486 μmol/L，血常規(guī)、肝腎功正常，頭顱MRI檢查未見異常。腦電圖檢查為正常腦電圖。

1.2 受檢對象基因全外顯子組基因檢測及分析征得患兒監(jiān)護人知情同意后，采集患兒及其家系（例1、例2、例1 父母、例3、例3 大姐、例3 二姐及例3 父母）的外周靜脈血，送至武漢康圣達醫(yī)學檢驗所及智因東方公司，對患兒及其家系外周血DNA 進行全外顯子組高通量測序。測序結(jié)果經(jīng)HGMD 庫和Clin‐var 庫及gnomAD 庫檢索對比，異常結(jié)果通過美國醫(yī)學遺傳學與基因組學學會（The American College of Medical Genetics and Genomics，ACMG）基因突變分級，采用進化保守性預測軟件SIFT，蛋白結(jié)構(gòu)預測軟件Polyphen2，蛋白結(jié)構(gòu)預測軟件MutationTaster分析致病性變異。突變基因位點進行致病變異分級，PM1 為錯義變異位于深入研究的無良性變異的外顯子功能域（clinvar 無benign 變異），已確定的致病變異的錯義變異且位于致病熱點區(qū)；PM2 為正常對照人群數(shù)據(jù)庫中均未發(fā)現(xiàn)，屬于低頻變異；PM5為錯義變異位于先前已確定為致病性的氨基酸殘基；PM8為多種統(tǒng)計方法預測出變異對基因（基因產(chǎn)物）有影響；PP4 為基因關(guān)聯(lián)疾病與先證者表型高度相符。通過Sanger法驗證突變位點并對患兒進行家系分析。

2 結(jié)果

例1 在X 染色體chrX 轉(zhuǎn)錄本133609312 存在HPRT1 基因c.236T>C，為致病半合子突變，即該變異的染色體位置為chrX：133609312（基因組版本：hg19），轉(zhuǎn)錄本NM_000194，位于第3 個外顯子，導致編碼區(qū)第236 號核苷酸T 突變?yōu)镃，導致第79號氨基酸由亮氨酸（leu）變?yōu)楸奖彼幔≒he）。其父親（表型正常）該位點基因為野生型，母親（表型正常）與例1 存在同一位點突變，為雜合突變，家系驗證突變來源于母親。參考ACMG 基因突變解讀指南，例1 突變位點在HGMD 專業(yè)版數(shù)據(jù)庫中無收錄，Clinvar 數(shù)據(jù)庫中無收錄。該位點的人群頻率無收錄。在gnomAD 數(shù)據(jù)庫的東亞人群中無收錄。SIFT 軟件預測D（評分：0.002），Polyphen2 軟件預測為D（評分：0.998），MutationTaster 預測D（評分：1.0），說明基因關(guān)聯(lián)疾病與先證者表型高度相符。該位點突變符合PM1、PM2、PP3 及PP4，致病變異分級為可能致病。例2在X染色體chrX：133609312存在HPRT1 基因c. 236T>C，為致病半合子突變。例1、2 及其父母X 染色體HPRT1 基因c. 236T>C 基因序列見圖1～4。

圖1 例1的X染色體HPRT1基因c.236T>C基因序列

圖2 例2的X染色體HPRT1基因c.236T>C基因序列

圖3 例1、2母親的X染色體HPRT1基因c.236T>C基因序列

圖4 例1、2父親的HPRT1基因序列

例3 在X 染色體上3 號外顯子存在HPRT1 基因c. 197G>A，為致病半合子突變，編碼區(qū)第197 核苷酸G突變A，導致第66號氨基酸由半胱氨酸cys變?yōu)楦拾彼酖ly。父親及二姐（表型正常）該位點為野生型，母親及大姐（表型正常）該位點均為雜合子；與例3 有同一位點突變，為雜合突變，家系驗證例3 突變位點來源于母親。致病變異分級評定該突變位點符合PM2、PM5、PM8 及PP4，致病變異分級為可能致病。

3 討論

圖5 例3及其父母姐姐的HPRT1基因序列

Lesch-Nyhan 綜合征是一種罕見病，在歐洲的發(fā)病率為1/40 萬～1/20 萬［1-2］。Lesch-Nyhan 綜合征是一種X連鎖隱性遺傳性疾病，患者均為男性，女性攜帶者不發(fā)病。HPRT1 基因是Lesch-Nyhan 綜合征的惟一致病基因，其位于X 染色體q26.3 區(qū)域，全長40.5 kb，包含8 個內(nèi)含子和9 個外顯子，編碼含有218 個氨基酸。次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT）可把次黃嘌呤轉(zhuǎn)化為次黃苷酸，把鳥嘌呤轉(zhuǎn)化為鳥苷-磷酸［3］。次黃嘌呤及鳥嘌呤的嘌呤基團代謝為尿酸。而人體內(nèi)嘌呤核苷酸的合成有兩種途徑：從頭合成途徑以及補救合成途徑［4］。腦組織缺乏重頭合成途徑的酶體系，只能進行補救合成途徑，而HGPRT 是補救途徑中的關(guān)鍵酶，因此HPRT1基因異常既能導致高尿酸血癥，也可能影響神經(jīng)系統(tǒng)的功能［5］。根據(jù)HGPRT 缺失程度差異，臨床主要分為3 型：①經(jīng)典型Lesch-Nyhan 綜合征。HGPRT酶活性<1.5%，臨床表現(xiàn)為代謝及神經(jīng)系統(tǒng)異常，高尿酸血癥，發(fā)育遲緩，肌張力障礙、腦性癱瘓及自傷行為。②中間型。HGPRT 酶活性為1.5%～8.0%，臨床表現(xiàn)為代謝及神經(jīng)系統(tǒng)異常，但神經(jīng)系統(tǒng)受累較輕，不伴自傷癥狀。③HGPRT 相關(guān)高尿酸血癥。HGPRT 酶活性>8.0%，臨床僅表現(xiàn)為高尿酸血癥，不伴神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。HGPRT 完全缺失者，發(fā)病早，病情進展迅速，致殘率高。

Lesch-Nyhan 綜合征患兒通常在出生半年內(nèi)出現(xiàn)運動發(fā)育落后，肌張力低下，后逐漸出現(xiàn)痙攣性癱瘓、腱反射亢進等錐體束癥狀以及肌張力障礙及舞蹈徐動癥等錐體外系表現(xiàn)。臨床常將Lesch-Nyhan綜合征誤診為腦性癱瘓后進行腦性癱瘓康復治療。本研究中例3 例患兒無圍產(chǎn)期高危因素，出生時無缺氧窒息病史，父母既往體健，出生后3例患兒均出現(xiàn)發(fā)育落后，后出現(xiàn)肌張力障礙，被臨床認為腦性癱瘓，一直康復治療。例2既往發(fā)現(xiàn)多次尿酸增高，但始終未引起重視，后出現(xiàn)小便異常，行腎臟彩超發(fā)現(xiàn)結(jié)石，予結(jié)石手術(shù)治療，病因一直未明確，說明本病早期癥狀特異性不高，臨床早期識別存在困難。其次患兒自傷行為是本病較為特征的臨床表現(xiàn)，一般在1 歲后出現(xiàn)，3 歲時自傷行為變得明顯，出現(xiàn)自我咬傷口唇、舌、牙齒、手指、肩部、前臂，有時會撞擊頭部和肢體等，嚴重時可導致牙齒脫落，手指節(jié)斷裂。例1 患兒約2 歲1 個月出現(xiàn)自傷行為，例2 自傷行為患兒母親未及時發(fā)現(xiàn)，病例1確診后，患兒母親才發(fā)現(xiàn)例2 存在自殘行為。但是自殘行為如何出現(xiàn)，具體發(fā)病機制尚不明確。

目前文獻及數(shù)據(jù)庫報道的HPRT1 基因突變位點有600 多個。HPRT1 基因的突變方式多種多樣，有錯義突變、無義突變、剪接位點突變、缺失及重復等。有學者［6］通過大樣本數(shù)據(jù)分析，提出HPRT1 編碼區(qū)的缺失突變是常見突變類型，剪接突變其次，無義突變常引起LNS，重復突變較少引起較輕的臨床表型，錯義突變多引起其變異型，表現(xiàn)為Lesch-Nyhan綜合征、HPRT相關(guān)的高尿酸血癥（HRH）以及神經(jīng)系統(tǒng)異常綜合征（HRND）等。外顯子3 可能為HPRT1 基因的突變熱點［7］，外顯子3 編碼的氨基酸屬于HPRT 蛋白的CpG 島區(qū)域，而CpG 島區(qū)域是一些基因的重要調(diào)控區(qū)域［8］，因此該區(qū)域的突變可導致酶活性完全喪失，臨床表現(xiàn)為Lesch-Nyhan 綜合征。本文3例患兒突變均發(fā)生在3號外顯子，為錯義突變，患兒臨床表現(xiàn)與基因所致經(jīng)典型Lesch-Nyhan綜合征一致，例1、2 發(fā)現(xiàn)HPRT1 基因位于X 染色體上（轉(zhuǎn)錄本133609312），3 號外顯子（轉(zhuǎn)錄本NM-000194），發(fā)現(xiàn)C. 236T>C 的核苷酸變異。例3 發(fā)現(xiàn)X 染色體上3 號外顯子c.197G>A 的核苷酸變異，上述變異分別導致第79號氨基酸由leu變?yōu)镻he，66號氨基酸由cys 變?yōu)镚ly。先證者其母上述位點為雜合子，該變異可能導致蛋白功能受損，與LNS 相關(guān)。上述變化均不屬于多態(tài)性變化，在人群中發(fā)生的頻率極低。HPRTl 基因是LNS 的致病基因，為X 連鎖隱性遺傳方式。對于該類遺傳方式，所發(fā)現(xiàn)的變異可能導致發(fā)病。在例1、2、3外周血HPRT1基因所發(fā)現(xiàn)的變異遺傳均來自受檢者母親，其母為雜合子，符合X 連鎖隱性遺傳方式。本研究中例1 有尿酸高癥狀，2歲1個月出現(xiàn)自殘行為，而例2發(fā)現(xiàn)4歲后出現(xiàn)自傷行為，2 歲左右已經(jīng)出現(xiàn)腎結(jié)石行手術(shù)治療，例3 有尿酸高及自殘行為，例1、2 為同一位點基因變異，3 例患兒均為錯義突變，患兒臨床表型不完全相同。因此，LNS 病情嚴重程度除了與HPRTl 基因突變位點存在密切聯(lián)系，還與患兒體內(nèi)HGPRT酶活動水平相關(guān)。

目前對于Lesch-Nyhan 綜合征導致神經(jīng)系統(tǒng)癥狀的具體作用機制不清楚，臨床只能根據(jù)患兒癥狀進行對癥治療。表現(xiàn)為高尿酸血癥的患兒應少食動物內(nèi)臟、海鮮等，以低嘌呤飲食為主?？刹捎萌藶榧s束、保護牙齒、口唇及手指等預防患兒的自傷行為，針對肌張力障礙，選用巴氯芬、苯二氮類藥物，深部電刺激等。

綜上所述，Lesch-Nyhan 綜合征患兒主要臨床表現(xiàn)為發(fā)育落后、肌張力異常及自傷行為等。Lesch-Nyhan 綜合征患兒存在HGPRT 基因chrX：exon3 c. 236T>C，p. L79P、chrX exon3c. 197G>A，p.C66Y 突變，致病變異分級為可能致病，均遺傳自患兒母親。存在發(fā)育落后、肌張力障礙合并尿酸升高、自傷癥狀的患兒，應警惕Lesch-Nyhan 綜合征可能。