不明原因發(fā)育遲緩/精神發(fā)育遲緩兒童基因檢測(cè)結(jié)果研究

王靜，劉蕓，黃浩宇，吳金庭，劉春明，張楊萍，王文娟

發(fā)育遲緩（development delay，DD）/精神發(fā)育遲緩（mental retardation，MR）是兒童康復(fù)領(lǐng)域常見(jiàn)疾病。DD是指患兒存在明顯的社會(huì)交往、運(yùn)動(dòng)、認(rèn)知、語(yǔ)言等方面適應(yīng)能力缺陷，運(yùn)動(dòng)、語(yǔ)言、認(rèn)知等方面落后于正常兒童發(fā)育里程碑，可以是某一領(lǐng)域的發(fā)育落后，也可以累及多個(gè)領(lǐng)域引起全面性發(fā)育遲緩（global developmental delay，GDD）［1］。MR常見(jiàn)于18周歲以下的兒童，主要表現(xiàn)為智力低下及社會(huì)適應(yīng)能力不足［2］。MR常用于診斷年齡≥5歲的智力低下的兒童，而DD/GDD用于診斷年齡＜5歲，在運(yùn)動(dòng)、語(yǔ)言、認(rèn)知單個(gè)或多個(gè)方面發(fā)育落后的兒童［3］。WHO報(bào)道DD/MR發(fā)病率為1%～3%［4］，病因較為復(fù)雜，除遺傳因素、環(huán)境因素外，內(nèi)分泌異常、圍生期因素等也會(huì)引起患兒發(fā)育落后，且該類(lèi)患兒的臨床表現(xiàn)多樣、異質(zhì)性強(qiáng)，這給DD/MR患兒的早期精準(zhǔn)診斷帶來(lái)了一定的難度［5］。全外顯子組測(cè)序（whole exome sequencing，WES）和拷貝數(shù)變異（copy number variations，CNV）檢測(cè)逐漸被用于對(duì)DD/MR患兒進(jìn)行遺傳學(xué)診斷。本文以2017年9月至2021年9月于昆明市兒童醫(yī)院康復(fù)科就診發(fā)病原因不明的DD/MR患兒為研究對(duì)象，分析了患兒的臨床癥狀和基因突變情況，為發(fā)病原因不明的DD/MR的臨床診斷提供理論依據(jù)。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2017年9月至2021年9月，于昆明市兒童醫(yī)院康復(fù)科就診的診斷為發(fā)病原因不明的DD/MR患兒作為研究對(duì)象。納入病例至少符合以下兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中的一項(xiàng)：（1）存在運(yùn)動(dòng)、語(yǔ)言、認(rèn)知等水平發(fā)育落后或全面性發(fā)育遲緩；（2）特殊面容。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）圍生期感染、出生后中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染、缺氧、產(chǎn)傷、早產(chǎn)等其他已知原因造成的遺傳綜合征；（2）常見(jiàn)遺傳代謝性疾?。唬?）不同意進(jìn)行基因檢測(cè)；（4）失訪(fǎng)。本研究通過(guò)昆明市兒童醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（批號(hào)：2017-03-269-K01），患兒監(jiān)護(hù)人均已簽署知情同意書(shū)。

1.2 方法

1.2.1 資料收集 收集患兒的病例資料，包括臨床資料、發(fā)育評(píng)估量表評(píng)分、影像學(xué)檢查、腦電圖等輔助檢查結(jié)果。

1.2.2 神經(jīng)發(fā)育評(píng)估方法 由本科室專(zhuān)業(yè)發(fā)育評(píng)估醫(yī)師統(tǒng)一對(duì)納入患兒進(jìn)行神經(jīng)發(fā)育評(píng)估。年齡＜5歲的患兒采用兒童神經(jīng)心理行為檢查量表（簡(jiǎn)稱(chēng)兒心量表）［6］測(cè)定患兒的發(fā)育商（development quotient，DQ）；年齡≥5歲的患兒采用中國(guó)韋氏智力量表測(cè)定患兒的智商（intelligence quotient，IQ）［7］；采用嬰兒-初中生社會(huì)適應(yīng)性能力量表判定社會(huì)適應(yīng)能力［8］。其中DQ/IQ值50～70為輕度發(fā)育落后，35～49為中度發(fā)育落后，＜34 為重度發(fā)育遲緩［9］。

1.2.3 基因檢測(cè)方法 抽取2～4 ml外周靜脈血于抗凝管。使用血液基因組提取試劑盒（康為世紀(jì)）進(jìn)行DNA提取，并使用熒光計(jì)和瓊脂糖對(duì)樣本做質(zhì)量監(jiān)測(cè)。采用IDT公司xGen? Exome Research Panel v1.0捕獲探針，構(gòu)建全外顯子和基因組數(shù)據(jù)庫(kù)，測(cè)序深度大于120×，覆蓋度1×。在智因東方轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究中心使用illumina公司測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行第二代高通量測(cè)序。檢測(cè)到的CNV變異按照2020年美國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會(huì)（American College of Medical Genetics and Genomics，ACMG）發(fā)布的指南進(jìn)行評(píng)級(jí)劃分［10］。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 最終納入93例患兒，其中男54例（58.1%），女39例（41.9%）。最小年齡為8個(gè)月，最大年齡為11歲2個(gè)月，平均年齡（5.1±2.3）歲。診斷為DD的76例（81.7%），診斷為MR的17例（18.3%）?；純浩鸩∧挲g為6個(gè)月～1歲29例（31.2%），＞1～3歲47例（50.5%），＞3歲17例（18.3%）。患兒臨床表現(xiàn)包括運(yùn)動(dòng)發(fā)育落后、智力低下或全面性發(fā)育落后。

2.2 神經(jīng)發(fā)育評(píng)估結(jié)果 經(jīng)過(guò)對(duì)93例患兒進(jìn)行發(fā)育評(píng)估，結(jié)果顯示輕中度發(fā)育落后43例（46.2%），其中男25例（26.9%），女18例（19.4%）；重度發(fā)育落后38例（40.9%），男29例（31.2%），女性9例（9.7%）。

2.3 基因檢測(cè)結(jié)果 93例患兒中74例存在遺傳變異，檢出率為79.6%，其中40例（43.0%）為致病性基因突變，13例（14.0%）為基因CNV，21例（22.6%）為突變意義未明。致病性基因突變40例中男27例（67.5%），女13例（32.5%）；年齡6個(gè)月～1歲10例（25.0%），＞1～3歲17例（42.5%），＞3歲13例（32.5%）。

2.4 致病性基因突變臨床表型 40例致病性基因突變患兒發(fā)育水平評(píng)估結(jié)果顯示，均有不同程度的發(fā)育落后，其中輕度6例（15.0%）、中度23例（57.5%）、重度11例（27.5%）。40例患兒中伴有特殊面容、通貫掌等先天性畸形25例（62.5%），反復(fù)癲癇發(fā)作9例（22.5%），腦電圖異常17例（42.5%），見(jiàn)表1。

表1 40例致病性變異患兒的臨床特點(diǎn)Table 1 Clinical status of 40 children with pathogenic variants

2.5 遺傳學(xué)分析 93例患兒基因診斷結(jié)果包括以下基因：SMN1（3例）、COL6A2（3例）、CSPP1（2例），以下基因均為1例：MECP2、FOXG1、G6PD、LAMA2、GNB1、SHANK3、CHKB、KIAA0195、SPEG、RPGRIP1、CABP4、MCM3AP、SPR、GNAO1、SMARCA4、SYT1、CTCF、PAX3、CSNK2A1、TRIP12、PUF60、EP300、CNOT3、TCF4、NR2F1、NFIX、COL1A1、COL12A1、SPTAN1、FLNB、CHD8、AIFM1、SOS1、DVL1、NLGN3、RYR1、chrX、ALG8、AFF2、NLGN4X、QARS1、UBE3A、AGRN、CACNA1H、CABP4、OCA2、CACNA1C。其中SMN1基因突變引起的脊髓性肌萎縮癥所占比例最高，共4例（10.0%），其次為COL6A2基因突變引起的Bethlem綜合征1型3例（7.5%）及CSPP1基因突變所致的Joubert綜合征21型2例（5.0%），見(jiàn)表2。13例（15.5%）基因CNV的基因變異位點(diǎn)見(jiàn)表3。

表2 40例檢出致病基因突變的遺傳學(xué)分析Table 2 Genetic analysis of pathogenic gene mutations detected in 40 cases

表3 13例檢出致病性CNV遺傳學(xué)分析Table 3 Genetic analysis of pathogenic copy number variations detected in 13 cases

3 討論

DD/MR是常見(jiàn)的發(fā)育障礙性疾病，這類(lèi)患兒的認(rèn)知功能和社會(huì)適應(yīng)能力明顯落后于同齡正常兒童［11］，文獻(xiàn)報(bào)道DD/MR的病因中有遺傳因素的占17.4%～47.1%［12］，本研究43.1%的診斷陽(yáng)性率與其一致。對(duì)不明原因?qū)е碌腄D/MR患兒診斷比較困難，尤其是無(wú)特殊臨床表型、特殊面容、先天性殘疾的患兒，容易造成漏診或誤診。早期干預(yù)對(duì)于DD/MR的患兒具有重要意義，可以最大限度地降低發(fā)育落后導(dǎo)致的功能障礙和生長(zhǎng)發(fā)育方面的負(fù)面影響，可能幫助患兒重返家庭和社會(huì)［13］。然而僅少數(shù)患兒能夠做到早期發(fā)現(xiàn)、早期識(shí)別及早期干預(yù)，發(fā)育落后患兒大多數(shù)在出生時(shí)無(wú)特殊癥狀，在發(fā)育過(guò)程中才逐漸出現(xiàn)發(fā)育落后的問(wèn)題，導(dǎo)致錯(cuò)過(guò)最佳干預(yù)時(shí)機(jī)。因此，早期發(fā)現(xiàn)和診斷對(duì)DD/MR患兒十分重要。

DD/MR的癥狀復(fù)雜，表型異質(zhì)性較大，很難通過(guò)一種特征性臨床表現(xiàn)來(lái)確定是否與基因突變或染色體異常相關(guān)。此外影響患兒臨床表現(xiàn)的遺傳因素也有多種，包括突變基因位點(diǎn)的功能、缺失片段的大小、缺失片段所含的基因等。目前推測(cè)大量與DD/MR相關(guān)的基因突變和CNV尚未被發(fā)現(xiàn)，已發(fā)現(xiàn)的變異也需深入研究［14］。因此仍需通過(guò)大樣本的遺傳學(xué)研究進(jìn)一步篩選出可能導(dǎo)致DD/MR的遺傳學(xué)標(biāo)志物。目前，已有研究將基因檢測(cè)應(yīng)用于無(wú)明確發(fā)病原因DD/MR的遺傳學(xué)病因診斷中，美國(guó)相關(guān)指南指出，基因檢測(cè)是診斷DD/MR的標(biāo)準(zhǔn)化流程之一［15］?；驒z測(cè)中WES可以檢測(cè)單個(gè)基因位點(diǎn)的改變，為診斷單基因?qū)е碌腄D/MR提供依據(jù)，CNV可檢測(cè)拷貝片段的復(fù)制、缺失、倒置等變異，分析變異與患者臨床表型之間的關(guān)系。

2017年9月至2021年9月，于本院康復(fù)科就診的DD/MR患兒共296例，主要通過(guò)出生史、生長(zhǎng)發(fā)育史及輔助檢查進(jìn)行分析，其中有128例患兒有與其臨床表現(xiàn)相關(guān)的病因，主要原因有早產(chǎn)導(dǎo)致低出生體質(zhì)量、新生兒缺氧窒息、新生兒缺氧、缺血性腦?。℉IE）、高膽紅素血癥、顱內(nèi)感染或出血、腦回畸形、孤獨(dú)癥譜系障礙、甲狀腺功能減退癥、腦創(chuàng)傷等。本研究對(duì)無(wú)明確發(fā)病原因且同意進(jìn)行基因檢測(cè)的93例不明原因DD/MR患兒進(jìn)行基因檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)脊髓性肌萎縮癥、Bethlem綜合征1型、Joubert綜合征21型檢出率較高。脊髓性肌萎縮癥是一種常染色體隱性遺傳神經(jīng)元變性疾病，由運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元存活基因缺陷導(dǎo)致患者脊髓前角神經(jīng)元細(xì)胞功能失調(diào)，最終引起進(jìn)行性肌肉萎縮、無(wú)力［16］。Bethlem綜合征是一種常染色體顯性遺傳性肌病，由COL6A1基因變異所致，主要為近端肌無(wú)力、長(zhǎng)手指屈肌、手肘及腳踝等關(guān)節(jié)攣縮等［17］。Joubert綜合征是一種神經(jīng)系統(tǒng)罕見(jiàn)病，常表現(xiàn)為新生兒期陣發(fā)性呼吸暫停、小腦蚓部發(fā)育不良、肌力弱、發(fā)育落后等癥狀，文獻(xiàn)報(bào)道了34個(gè)與之相關(guān)的致病基因，CSPP1是第21個(gè)被發(fā)現(xiàn)的致病基因［18］。40例致病性變異患兒中，伴有特殊面容、先天性畸形25例，主要表現(xiàn)為雙手通貫掌、隱睪、耳位低、小牙齒、顏面平、鼻梁塌、斜視、心臟疾病、趾指重疊、X形腿、耳郭畸形、毛發(fā)疏松、共同性外斜視、眼球震顫等，反復(fù)癲癇發(fā)作9例，腦電圖異常17例；患兒的發(fā)育水平評(píng)估結(jié)果均顯示為不同程度的發(fā)育落后，同時(shí)發(fā)現(xiàn)不同的患兒可能存在同一基因片段缺失或重復(fù)、同一基因突變，但由于臨床異質(zhì)性，患兒的臨床表型也存在一定差異。因CNV的基因變異位點(diǎn)關(guān)聯(lián)的疾病包括貓叫綜合征、Angelman綜合征、Williams-Beuren綜合征、Prader-Willi綜合征、Phelan-McDermid綜合征、Potocki-Lupski綜合征。

綜上所述，對(duì)DD/MR進(jìn)行準(zhǔn)確的病因?qū)W診斷，是臨床進(jìn)行有效康復(fù)治療的前提，能最大限度減輕患兒功能障礙程度、改善患兒預(yù)后?；蛲蛔兒突駽NV是導(dǎo)致DD/MR發(fā)生的主要遺傳學(xué)病因，采用WES結(jié)合CNV的方法能對(duì)明確DD/MR的病因提供依據(jù)，依據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行遺傳咨詢(xún)和針對(duì)性的治療，提高療效改善預(yù)后。在今后的研究中，可進(jìn)一步進(jìn)行采用WES結(jié)合CNV的方法發(fā)現(xiàn)DD/MR新的候選基因，為確定遺傳學(xué)診斷、制訂治療方案和判斷患兒預(yù)后提供依據(jù)。

作者貢獻(xiàn)：王靜、劉蕓提出研究思路，設(shè)計(jì)研究方案，并對(duì)文章整體負(fù)責(zé)；黃浩宇、吳金庭負(fù)責(zé)研究對(duì)象的選取、納排標(biāo)準(zhǔn)的制訂；劉春明、王文娟負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計(jì)學(xué)分析、檢索文獻(xiàn)、繪制圖表；王靜、張楊萍負(fù)責(zé)論文起草，對(duì)主要研究結(jié)果進(jìn)行分析與解釋?zhuān)粍⑹|負(fù)責(zé)最終版本修訂。

本文無(wú)利益沖突。