SMPD4基因相關(guān)NEDMABA患兒1例

徐斐斐 孫艷峰 苗靜 崔敏 郭曉輝 何呈曉 李艷飛 陳巖紅 陸素妮 劉玉婷

[摘要]?對(duì)1例神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常伴小頭畸形、關(guān)節(jié)卷曲病和大腦結(jié)構(gòu)異常的男性患兒臨床表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)室檢查及基因檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行臨床分析。男性患兒臨床特征表現(xiàn)為小頭畸形、肌陣攣、口腔分泌物多、吸吮吞咽弱、呼吸窘迫、酸堿平衡紊亂，呼吸機(jī)輔助通氣反復(fù)撤機(jī)困難。基因檢測(cè)提示患兒2（q21.1）chr：g：130900005_130942483del，區(qū)域內(nèi)SMPD4基因有一個(gè)半合子突變，c.179_180delTA（p.I60Kfs*2）。根據(jù)美國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會(huì)指南分析2號(hào)染色體的基因缺失為致病性變異，SMPD4基因變異為疑似致病性變異。SMPD4基因突變可引起神經(jīng)系統(tǒng)異常伴小頭畸形、關(guān)節(jié)卷曲病。

[關(guān)鍵詞]?磷酸磷二酯酶4；NEDMABA

[中圖分類(lèi)號(hào)]?R722????[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]?A ????[DOI]?10.3969/j.issn.1673-9701.2024.05.033

磷酸磷二酯酶4（sphingomyelin?phosphodiesterase?4，SMPD4）是一種蛋白質(zhì)編碼基因，其與腦神經(jīng)發(fā)育障礙伴頭小畸形、關(guān)節(jié)彎曲病和大腦結(jié)構(gòu)異常（neurodevelopmental?disorder?with?microcephaly，arthrogryposis，and?structural?brain?anomalies，NEDMABA）有關(guān)。NEDMABA是一種常染色體隱性疾病，其特征是嚴(yán)重的全面發(fā)育遲緩，臨床表現(xiàn)主要為肌張力減退和缺乏自主運(yùn)動(dòng)（除外頭部的控制），智力發(fā)育障礙，言語(yǔ)功能喪失，進(jìn)行性小頭畸形等特征，伴有骨骼發(fā)育不良，多為遠(yuǎn)端骨骼異常，肢體遠(yuǎn)端攣縮，如足呈弓形和手屈曲緊握。神經(jīng)系統(tǒng)影像學(xué)通常表現(xiàn)為大腦皮質(zhì)簡(jiǎn)單腦回、髓鞘形成延遲、胼胝體薄、腦干和小腦發(fā)育不全?；純憾嗖∏閺?fù)雜，可能因進(jìn)食和（或）呼吸困難而在嬰兒期死亡[1]。

1??臨床資料

患兒生后20min，因“出生時(shí)窒息，復(fù)蘇后20min”?于2021年5月27日3時(shí)入院。患兒系G3P3，母孕期彩超提示胎兒偏小2+周，胎齡38+2周剖宮產(chǎn)出生，出生體質(zhì)量2.5kg，生后哭聲弱，膚色青紫，反應(yīng)差，肌張力低，立即予清理呼吸道，復(fù)蘇氣囊加壓通氣，30s后再次評(píng)估，患兒心率60次/分，自主呼吸微弱，予氣管插管復(fù)蘇氣囊加壓給氧及胸外按壓，患兒膚色轉(zhuǎn)紅潤(rùn)，聽(tīng)診心率約110次/分，急轉(zhuǎn)入我科。

入院查體：新生兒外貌，反應(yīng)差。自主呼吸微弱，皮膚黏膜色澤紅潤(rùn)，骨縫重疊，頭頂小而尖，前囟小。鼻翼扇動(dòng)，鼻腔通暢?？诖郊t潤(rùn)，口周略青紫。雙肺呼吸音對(duì)稱(chēng)，可聞及少許濕啰音。心率110次/min，心律齊、心音有力、無(wú)雜音。腹軟，肝脾未觸及腫大，未觸及包塊。腸鳴音0次/分。肛門(mén)無(wú)畸形。雙側(cè)睪丸未完全降至陰囊。肌張力低。手指屈曲，不能伸展，拇指為著，右足不能背伸，雙足外翻。覓食反射、吸吮反射、握持反射，擁抱反射未引出，圍巾征肘至中線(xiàn)，腘角≥90度。入院急查末梢血糖：4.5mmol/L，血氧飽和度90%（氣管插管輔助呼吸狀態(tài)下，吸氧濃度30%）。

入院后予暖箱保暖、心電監(jiān)護(hù)、呼吸機(jī)輔助通氣、鹽酸氨溴索促進(jìn)肺表面活性物質(zhì)分泌、靜脈營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充液體及能量?；純翰∏橹饾u好轉(zhuǎn)，撤機(jī)改鼻導(dǎo)管吸氧，有吸氣相喉鳴，查血鈣低1.92mmol/L，予靜脈補(bǔ)鈣治療。予部分水解奶試喂養(yǎng)，患兒吸吮、吞咽弱，口腔分泌物多，喂養(yǎng)困難。2021年6月2日突發(fā)消化道出血，查凝血功能異常，予酚磺乙胺治療，輸注血漿補(bǔ)充凝血因子。同時(shí)有頻繁呼吸暫停，再次予氣管插管機(jī)械通氣?；純撼霈F(xiàn)驚厥癥狀，肌張力偏高，手指屈曲，不能伸展，拇指為著，右足不能背伸，雙足外翻，予苯巴比妥抗驚厥治療。振幅整合腦電監(jiān)測(cè)提示中重度異常。復(fù)查顱腦CT（圖1）：腦室系統(tǒng)擴(kuò)張，部分腦溝、腦池增寬，腦白質(zhì)密度減低。胸部CT（圖2、圖3）：雙肺可見(jiàn)大片狀及片狀高密度影，邊緣欠清楚，左肺為著，內(nèi)見(jiàn)支氣管氣相?；純何桂B(yǎng)困難、呼吸窘迫、呼吸機(jī)撤機(jī)困難、呼吸道分泌物多、抽搐發(fā)作、小頭伴指端畸形，結(jié)合患兒以上臨床表現(xiàn)，不排除先天遺傳代謝性疾病，完善基因檢測(cè)。

患兒呼吸情況逐漸改善，再次撤機(jī)，予鼻導(dǎo)管吸氧。但吸吮、吞咽仍弱，口腔分泌物仍多，繼續(xù)鼻飼喂養(yǎng)。期間患兒仍有反復(fù)驚厥發(fā)作，先后予苯巴比妥和咪達(dá)唑侖止痙鎮(zhèn)靜治療?；純侯l繁的呼吸暫停，需反復(fù)氣囊加壓給氧，家長(zhǎng)拒絕再次氣管插管機(jī)械通氣和其他搶救措施。2021年7月25日患兒鼻導(dǎo)管吸氧條件下，血氧及心率不能維持，反復(fù)氣囊加壓給氧血氧及心率仍不能恢復(fù)，于03：00死亡。

2??基因分析

采取靜脈血進(jìn)行全基因外顯子檢測(cè)V4，患兒采用高通量測(cè)序，父母均采用Sanger驗(yàn)證，父母均無(wú)正常無(wú)表型。其母親第一胎女孩，生后3d不明原因夭折。

通過(guò)對(duì)疾病相關(guān)基因的測(cè)序分析，發(fā)現(xiàn)與疾病表型相關(guān)的高度可疑變異：seq[hg19]del（2）（q21.1）?chr2：g.130900005_130942483del，即該樣本2號(hào)染色體長(zhǎng)臂2q21.1存在大小約42.478kb的拷貝數(shù)缺失，根據(jù)ACMG指南，該變異初步判定為致病性變異（Pathogenic），患兒父親該位點(diǎn)無(wú)變異，患兒母親該位點(diǎn)雜合變異（圖4、圖5）。

該樣本分析到SMPD4基因有1個(gè)半合子突變：c.179_180delTA半合子突變，導(dǎo)致氨基酸發(fā)生移碼突變（p.I60Kfs*2）。ACMG遺傳變異信息詳細(xì)解讀如下：（1）c.179_180delTA（exon3，NM_017951），導(dǎo)致氨基酸改變p.I60Kfs*2，為移碼突變。根據(jù)ACMG指南，該變異初步判定為疑似致病性變異PVS1+?PM2：PVS1：該變異為零效變異（移碼突變），可能導(dǎo)致基因功能喪失；PM2：在正常人群數(shù)據(jù)庫(kù)中的頻率為-，為低頻變異；文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)未有該位點(diǎn)的相關(guān)性報(bào)道ClinVar數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)該位點(diǎn)致病性分析結(jié)果；經(jīng)家系驗(yàn)證分析，患兒父親該位點(diǎn)無(wú)變異，患兒母親該位點(diǎn)雜合變異（圖6～圖8）。

3??討論

2號(hào)染色體是人類(lèi)的第二大染色體，其具有2.37億個(gè)堿基對(duì)，其具有的DNA大約是細(xì)胞中DNA總數(shù)的8%。2號(hào)染色體上的基因缺失可導(dǎo)致多器官功能異常，其中2q31.1微缺失綜合征可引起驚厥發(fā)作，神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常，特殊面容，肢端畸形，指、趾畸形，四肢肌張力減低，甚至可導(dǎo)致心臟、泌尿外生殖系統(tǒng)、眼睛及脊柱受累[2]。

位于2號(hào)染色體上的SMPD4基因編碼一種中性鞘氨醇髓鞘酶nSMase-3，后者為866氨基酸長(zhǎng)蛋白質(zhì)，具有蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用域和靠近酶活性位點(diǎn)的C端跨膜域。鞘磷脂是一種由神經(jīng)酰胺的C-1羥基上連接了磷酸膽堿（或磷酸乙醇胺）構(gòu)成鞘脂，存在于大多數(shù)哺乳動(dòng)物細(xì)胞的質(zhì)膜內(nèi)，是真核生物中含量最豐富的鞘脂，是髓鞘的主要成分，對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育及其發(fā)揮功能具有極其重要的作用，其代謝的調(diào)節(jié)對(duì)細(xì)胞功能至關(guān)重要[3]。而鞘磷脂酶能將鞘磷脂水解成神經(jīng)酰胺和磷酸膽堿，神經(jīng)酰胺是細(xì)胞增殖、分化或凋亡的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路中的第二信使。

SMPD4基因缺乏可能影響常見(jiàn)的多能干細(xì)胞祖細(xì)胞和/或?qū)е伦V系成熟停滯，會(huì)導(dǎo)致獨(dú)特的細(xì)胞功能障礙，而這種功能障礙可能與小頭畸形發(fā)病機(jī)制有關(guān)。SMPD4定位于外周內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核膜外膜，基因缺陷可導(dǎo)致與細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器功能障礙相關(guān)的發(fā)育障礙，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激促進(jìn)多能干細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)祖細(xì)胞池的加速神經(jīng)元分化，從而導(dǎo)致小頭癥和整體性髓鞘減少。SMPD4基因突變細(xì)胞存在有絲分裂缺陷和凋亡易感性，可能會(huì)干擾細(xì)胞周期中膜的適應(yīng)能力，導(dǎo)致G1期延遲，使得有絲分裂中期延遲、異常胞質(zhì)分裂和細(xì)胞分裂失敗，導(dǎo)致小頭畸形、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常受損、骨骼發(fā)育異常[4-7]。存活的兒童在新生兒期表現(xiàn)出嚴(yán)重的運(yùn)動(dòng)功能發(fā)展遲緩，永久性的遠(yuǎn)端肢體攣縮，可表現(xiàn)為先天性手足關(guān)節(jié)僵硬、肌肉張力異常，自主活動(dòng)受限[1]。盡管存在嚴(yán)重的神經(jīng)發(fā)育障礙和腦結(jié)構(gòu)異常，但癲癇不常見(jiàn)，一部分患兒的確偶爾有強(qiáng)直陣攣發(fā)作，但認(rèn)為SMPD4基因突變可能并不是其主要原因。

2019年P(guān)amela等[1]報(bào)道了32例來(lái)自12個(gè)家庭的患有嚴(yán)重的先天性神經(jīng)發(fā)育障礙的患兒，約33%的患者在12個(gè)月前死亡，存活的兒童在新生兒期表現(xiàn)出嚴(yán)重的運(yùn)動(dòng)功能發(fā)展遲緩，永久性的遠(yuǎn)端肢體攣縮，可表現(xiàn)為先天性手足關(guān)節(jié)僵硬、肌肉張力異常，自主活動(dòng)受限。研究發(fā)現(xiàn)SMPD4缺失與嚴(yán)重的神經(jīng)發(fā)育障礙有關(guān)，其特征為小頭畸形、簡(jiǎn)化旋轉(zhuǎn)、髓鞘發(fā)育不良、胼胝體變薄、輕度小腦發(fā)育不良、腦干發(fā)育不良、先天性關(guān)節(jié)炎、糖尿病、心臟病、嚴(yán)重腦病，其中呼吸系統(tǒng)問(wèn)題往往導(dǎo)致過(guò)早死亡。早產(chǎn)和低出生體質(zhì)量是常見(jiàn)臨床表現(xiàn)的，大多數(shù)患兒表現(xiàn)為宮內(nèi)發(fā)育遲緩、先天性小頭畸形、新生兒呼吸窘迫、手足關(guān)節(jié)攣縮。大多數(shù)病人患有低張力或高張力癥，其中由于喉頭軟化而出現(xiàn)呼吸或吞咽困難，有時(shí)需要管飼或機(jī)械通氣。約60%的患者發(fā)生癲癇發(fā)作，小頭畸形呈進(jìn)展性；9例患者的神經(jīng)影像學(xué)表現(xiàn)為小頭畸形，皮質(zhì)腦回簡(jiǎn)單化，胼胝體較薄，髓鞘形成延遲，部分患者出現(xiàn)輕度小腦和腦干發(fā)育不全。

受影響患兒的還可以表現(xiàn)為新生兒呼吸窘迫綜合征。新生兒呼吸窘迫綜合征的主要病因是肺表面活性物質(zhì)（pulmonary?surfactant，PS）缺乏，PS主要成分是磷脂，其中磷脂酰膽堿（phosphatidylcholine，PC，卵磷脂）占絕大部分，主要活性成分為二棕櫚酰磷脂酰膽堿，而其中也包含鞘磷脂。SMPD4基因突變可引起鞘磷脂生成障礙，影響磷脂合成，從原料上減輕了PS合成，導(dǎo)致PS合成不足。PS肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)部位進(jìn)行合成，其中PC的合成后通過(guò)高爾基體轉(zhuǎn)移至板層體中貯存，在板層體界膜與細(xì)胞質(zhì)膜融合后以胞外分泌的方式分泌表面活性物質(zhì)到肺泡中[8]。SMPD4基因缺陷可導(dǎo)致與細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器功能障礙相關(guān)，從而影響PS的合成過(guò)程。SMPD4基因引起神經(jīng)系統(tǒng)異?？蓪?dǎo)致中樞性換氣不足，PS分泌不足可引起呼吸道感染，從而加重患兒病情，嚴(yán)重者可危及生命?；純悍尾緾T提示NRDS，考慮與此有關(guān)。

此外，患兒住院期間口腔分泌物多，考慮和唾液分泌有關(guān)，唾液分泌受交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)有關(guān)，以副交感神經(jīng)為主。SMPD4基因異常會(huì)引起神經(jīng)系統(tǒng)障礙及大腦結(jié)構(gòu)異常，從而影響唾液分泌。鞘脂醇可引起大鼠腮腺腺泡細(xì)胞形成三磷酸肌醇（inositol?triphosphate，IP3），IP3與內(nèi)質(zhì)膜或液泡膜上的IP3閘門(mén)Ca2+通道結(jié)合，使通道打開(kāi)，釋放Ca2+，同時(shí)也激活Ca2+內(nèi)流，增加唾液分泌。Ca2+內(nèi)流，血清鈣降低，而SMPD4基因突變亦可引起喉軟骨軟化，以上兩種原因均可能會(huì)導(dǎo)致喉喘鳴。

1例2歲男性患兒臨床表現(xiàn)為重度新生兒窒息、重度智力殘疾、頑固性癲癇、小腦和腦干發(fā)育不全和畸形特征，包括明顯的眶上嵴、薄的上唇和突出的反螺旋。進(jìn)行拷貝數(shù)分析后進(jìn)行的外顯子組分析顯示，患兒在來(lái)自父親的SMPD4的中存在一個(gè)半合子變異，并缺失了來(lái)自其母親的SMPD4，全基因組測(cè)序證實(shí)存在跨越SMPD4的缺失[9]。

1例22個(gè)月女性患兒，其特征為神經(jīng)發(fā)育遲緩、出生前生長(zhǎng)障礙、關(guān)節(jié)發(fā)育不良、小頭畸形和腦異常，包括嚴(yán)重髓鞘減少、簡(jiǎn)化的回旋模式以及胼胝體和腦干發(fā)育不全?；颊哌€表現(xiàn)為繼發(fā)于黃斑營(yíng)養(yǎng)不良和后極視網(wǎng)膜色素上皮點(diǎn)滴的眼球震顫和視力損害。來(lái)自三重全基因組測(cè)序的拷貝數(shù)變異分析能夠鑒定SMPD4基因外顯子18～20的11kb純合性缺失，證實(shí)了她SMPD4相關(guān)疾病的診斷[10]。

此外，相關(guān)報(bào)告中1例我國(guó)小女孩存在胎兒宮內(nèi)生長(zhǎng)受限、小頭畸形、出生后發(fā)育遲緩、關(guān)節(jié)發(fā)育不良、張力增高、癲癇、腦髓鞘發(fā)育不全；雙等位基因缺失變異（c.1347C>G[p.Tyr449*]）；Chr2?[GRCh37]：g.130877574_131221737del[全基因缺失]通過(guò)全外顯子組測(cè)序檢測(cè)。也證實(shí)SMPD4參與NEDMABA，并擴(kuò)展了該綜合征的突變譜[11]。

綜上所述，該病例進(jìn)一步證實(shí)SMPD4基因變異引起的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育障礙伴小頭畸形、關(guān)節(jié)卷曲病和大腦結(jié)構(gòu)異常，基因診斷意義重大，可以幫助明確病因，有助于產(chǎn)前診斷、篩查，更有助于新生兒疾病診斷與治療。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

[參考文獻(xiàn)]

[1] PAMELA?M，?DAPHNE?J?S，?LAURA?V，?et?al.?Loss?of?SMPD4?causes?a?developmental?disorder?characterized?by?microcephaly?and?congenital?arthrogryposis[J].?Am?J?Human?Genet，?2019，?105（4）：?689–705.

[2] OKAMOTO?N，?KIMURA?S，?SHIMOJIMA?K，?et?al.?Neurological?manifestations?of?2q31?microdeletion?syndrome[J].?Congenit?Anom?（Kyoto），?2017，?57（6）：?197–200.

[3] ANNE?S?B，?NILS?J?F.?Sphingolipids：?membrane?microdomains?in?brain?development，?function?and?neurological?diseases[J].?Open?Biol，?2017，?7（5）：?197–207.

[4] ATILLA-GOKCUMEN?G?E，?MURO?E，?RELAT-?GOBERNA?J，?et?al.?Dividing?cells?regulate?their?lipid?composition?and?localization[J].?Cell，?2014，?156（3）：?428–439.

[5] IVAN?G?N，?LLU?S?C?B，?CHRISTIAN?A，?et?al.?Stress-induced?unfolded?protein?response?contributes?to?zika?virus-associated?microcephaly[J].?Nat?Neurosci，?2018，?21（1）：?63–71.

[6] ROSEMARIE?U，?ULRIKE?K.?Mechanisms?and?functions?of?nuclear?envelope?remodelling[J].?Nat?Rev?Mol?Cell?Biol，?2017，?18（4）：?229–245.

[7] DAVID?J?D，?TIAGO?J?D，?RICHARD?B?V.?Microcephaly?as?a?cell?cycle?disease[J].?Cell?Cycle，?2017，?16（3）：?247–248.

[8] CURSTEDT?T，?CALKOVSKA?A，?JOHANSSON?J.?New?generation?synthetic?surfactants（Review）[J].?Neonatology，?2013，?103（4）：?327–330.

[9] YAMADA?M，?SUZUKI?H，?SHIMA?T，?et?al.?A?patient?with?compound?heterozygosity?of?SMPD4：?Another?example?of?utility?of?exome-based?copy?number?analysis?in?autosomal?recessive?disorders[J].?Am?J?Med?Genet?Part?A，?2022，?188（2）：?613–617.

[10] BIJARNIA-MAHAY?S，?SOMASHEKAR?P?H，?KAUR?P，?et?al.?Growth?and?neurodevelopmental?disorder?with?arthrogryposis，?microcephaly?and?structural?brain?anomalies?caused?by?Bi-allelic?partial?deletion?of?SMPD4?gene[J].?J?Human?Genet，?2022，?67（3）：?133–136.

[11] WEI?J?I，?XIANG?T?K，?HONG?G?Y，?et?al.?Case?report：?novel?biallelic?null?variants?of?SMPD4?confirm?its?involvement?in?neurodevelopmental?disorder?with?microcephaly，?arthrogryposis，?and?structural?brain?anomalies[J].?Front?Genet，?2022，?13（5）：?872264.

（收稿日期：2023–03–15）

（修回日期：2023–12–10）

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