Shwachman-Diamond 綜合征7 例患兒臨床特點和基因變異分析

王瑞芳 梁黎黎 張開創(chuàng) 楊 奕 孫宇寧 孫曼青 肖 冰 韓連書 張惠文 顧學(xué)范 余永國 邱文娟

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院 上海市兒科醫(yī)學(xué)研究所 兒內(nèi)分泌遺傳代謝科（上海 200092）

Shwachman‐Diamond 綜合征（Shwachman‐Diamond syndrome，SDS，OMIM 260400）是一種罕見的遺傳性骨髓衰竭綜合征，于1964 年被首次描述[1‐2]，其估計發(fā)病率為1/76000[3]，男女患病率約為1.7∶1[4]。SDS 的臨床特征主要為以胰腺外分泌功能不全、骨髓功能障礙和骨骼異常為表現(xiàn)的三聯(lián)征，此外其還有多種臨床表現(xiàn)，包括身材矮小、發(fā)育落后、肝臟損害、青春期延遲和牙齒異常等[5]。目前已知SDS的致病基因包括SBDS、EFL1、DNAJC 21或SRP 54，約90%的SDS 由SBDS基因變異所致，該基因編碼在核糖體生物合成中起核心作用的蛋白SBDS[6]。另外在核糖體生物發(fā)生和蛋白質(zhì)翻譯中發(fā)揮作用的EFL 1、DNAJC 21和SRP 54基因的變異也被證實與SDS 發(fā)病相關(guān)[7]。

SDS是一種累及消化、血液、免疫、骨骼和中樞神經(jīng)等多系統(tǒng)的疾病，該疾病的臨床表型譜很廣，在受累個體之間存在顯著的表型異質(zhì)性，為患兒的臨床識別和診斷帶來挑戰(zhàn)。目前國內(nèi)報道的病例以血液、消化和免疫系統(tǒng)的臨床表現(xiàn)多見，但SDS 患兒身材矮小的表現(xiàn)也為其常見的特征，本研究回顧性分析2018—2023年在本院兒內(nèi)分泌遺傳科診治的7例SDS 患兒的臨床資料及其外顯子組測序（exome sequencing，ES）結(jié)果，旨在探討中國SDS患兒的臨床特點和分子遺傳學(xué)特征。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選擇上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院兒內(nèi)分泌遺傳科于2018年1月至2023年9月收治的7例SDS患兒為研究對象。

本研究通過了醫(yī)院倫理委員會批準（No.XHEC‐D‐2023‐230），所有檢查均獲得患兒家長或監(jiān)護人的知情同意。

1.2 方法

1.2.1 SDS診斷標準[3,8]①基因檢測：檢出SBDS雙等位基因致病/可能致病性變異，或其他SDS 相關(guān)基因（SBDS、EFL1、DNAJC21或SRP54）的致病/可能致病性變異；②臨床表現(xiàn)：血液學(xué)特征（至少出現(xiàn)兩次）：a.中性粒細胞減少（中性粒細胞絕對計數(shù)＜1.5×109/L）；b.其他原因無法解釋的貧血或巨紅細胞癥；c.血小板減少（血小板計數(shù)＜150×109/L）；d.骨髓檢查結(jié)果異常（骨髓增生異?；虬籽』蚣毎z傳學(xué)異常）；胰腺特征：a.按年齡校正的胰腺酶類（如血清淀粉酶、血脂肪酶、血清胰蛋白酶原、糞便彈性蛋白酶等）水平降低；b.支持特征：胰腺影像學(xué)異常伴脂肪增多癥，糞便脂肪排泄增加＞72小時；其他支持性證據(jù)：a.存在骨骼異常；b.神經(jīng)認知/行為問題；c.無法解釋的身高低于第3百分位數(shù)；d.存在被確診為SDS的一級家庭成員。

1.2.2 臨床隨訪和檢查 收集患兒的人口學(xué)資料、實驗室和輔助檢查資料，包括血常規(guī)、尿常規(guī)、糞便常規(guī)、肝腎功能、電解質(zhì)、凝血功能、血淀粉酶、胰淀粉酶、血脂肪酶、25‐羥維生素D、血胰島素樣生長因子（IGF‐1）、生長激素激發(fā)試驗；腹部B 超、頭顱磁共振成像、雙下肢長骨片、骨盆X線片等結(jié)果。

1.2.3 基因檢測 抽取先證者及其父母靜脈血樣各3 mL，使用試劑盒（德國 Qiagen 公司）提取基因組 DNA，行家系或者先證者外顯子組測序。用外顯子組研究檢測組套（exome research panel,IDT公司，美國）進行捕獲，并用Illumina NovaSeq 6000測序儀（Illumina 公司，美國）對捕獲片段進行高通量測序，按照GATK（V3）分析單核苷酸變異和小片段的插入缺失。過濾掉人群數(shù)據(jù)庫中高頻的變異（如1000 Genomes Project，Genome Aggregation Database和Exome Variant Server），并且在本地數(shù)據(jù)庫中頻率超過1%或超過5%的變異（包括大約6 000 個外顯子）也被排除在外，隨后通過遺傳方式（顯、隱性）進一步過濾變異數(shù)據(jù)。應(yīng)用外顯子組隱馬爾科夫模型（eXome Hidden Markov Model，XHMM）在該樣本中分析拷貝數(shù)變異。經(jīng)過濾及篩選分析篩選出致病變異位點，按照人類基因組變異協(xié)會規(guī)則對變異進行命名，參照美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會（American college of medical genetics and genomics，ACMG）的變異解讀指南對變異的致病性進行評級[9]。針對檢出的陽性變異位點，采用Sanger 測序?qū)ο茸C者及其家庭成員進行驗證并判斷變異來源。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

采用GraphPad Prism 8.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料符合正態(tài)分布的以均數(shù)±標準差表示，非正態(tài)分布的以中位數(shù)M（P25～P75）表示。

2 結(jié)果

2.1 一般情況

7例患兒中男3例、女4例，初診中位年齡為3.0（0.9～4.0）歲，均無家族史。6例患兒均因“身材矮小”首診于兒內(nèi)分泌遺傳代謝科，余1例因“反復(fù)呼吸道感染伴肝功能異?！笔自\于兒童感染科，后因存在身材矮小轉(zhuǎn)診至兒內(nèi)分泌遺傳代謝科，7例患兒的臨床特征總結(jié)和基因檢測結(jié)果見表1。

表1 SDS 7例患兒的臨床表型和基因型特征總結(jié)

2.2 外顯子組測序結(jié)果

7 例患兒行ES 檢測發(fā)現(xiàn)6 例患兒攜帶SBDS雙等位基因變異，1 例攜帶EFL 1雙等位基因變異。6例SBDS變異的具體情況見表1（NM_016038.4），共檢測出3 種已被報道的突變，包括1 種剪切突變c.258+2 T＞C、1 種移碼突變c.183_184 delinsCT（p.Lys62*）和1種無義突變c.184A＞T（p.Lys62*），另檢測到1 種新錯義突變c.40 A＞G（p.Asn 14 Asp）及第3 外顯子的雜合缺失；根據(jù)ACMG 遺傳變異分類標準與指南，位點c.40 A＞G（p.Asn 14 Asp）判定為可能致病性變異。SBDS變異中，c.258+2T＞C（7/12，58.3%）和c.183_184delinsCT/c.184A＞T（3/12，25%）最常見。

余1例攜帶EFL1的復(fù)合雜合突變[NM_024580.6，c.2260C＞T（p.Arg754*）/ c.316G＞A（p.Ala106Thr）]，其中c.316 G＞A（p.Ala 106 Thr）為未報道的新錯義突變。根據(jù)ACMG 遺傳變異分類標準與指南，其為可能致病性變異。

2.3 SBDS缺陷6例患兒的臨床表型

6 例攜帶SBDS變異患兒的臨床表型見表1，6例患兒均以矮小（100%）就診，其中3 例（例1、2、6）伴有慢性腹瀉，1 例（例1）伴有反復(fù)呼吸道感染。6 例（100%）患兒均出現(xiàn)中性粒細胞減少，其中例1 和例6 伴有貧血。6 例（100%）均有肝酶升高，例1 因肝酶反復(fù)增高和肝腫大，行肝臟活檢提示肝脂肪變性，可見小葉內(nèi)點灶狀壞死。6 例患兒均存在身材矮?。?00%），初診中位身高83.4 cm（-3.06 SD），例5 完善生長激素激發(fā)試驗證實為生長激素缺乏癥（GHD）。4 例患兒（例1、2、4、5）有骨骼發(fā)育異常，包括喉軟骨軟化、膝內(nèi)翻、雞胸、拇指多指畸形等。3 例患兒（例1、2、6）有胰腺外分泌功能不全表現(xiàn)，包括脂肪瀉史、胰酶降低或影像學(xué)提示胰腺脂肪化等。予加用胰酶制劑、脂溶性維生素等治療，目前大便次數(shù)減少，性狀好轉(zhuǎn)。隨訪肝酶升高的6 例患兒發(fā)現(xiàn)，末次隨訪時例1、2、4 肝酶水平較前下降，例3、5、6 隨訪肝酶基本正常。例5 確診GHD 后開始使用生長激素治療，隨訪數(shù)據(jù)缺失。

2.4 EFL1缺陷1例患兒的臨床表型

1例攜帶EFL1變異的患兒臨床表型見表1。例7以身材矮?。ǔ踉\身高86cm，-2.84SD），走路姿勢異常就診，體檢發(fā)現(xiàn)雙膝外翻、左腿明顯彎曲及扁平足，影像檢查提示存在脊柱、骨盆、雙下肢多發(fā)骨質(zhì)異常，多發(fā)性骨骺（股骨/膝關(guān)節(jié)/踝關(guān)節(jié)/髖臼）發(fā)育不良。患兒無復(fù)發(fā)性感染、胰腺外分泌功能不全表現(xiàn)和脂肪瀉的癥狀，無肝功能異常及血液系統(tǒng)受累表現(xiàn)。患兒存在矮小及血IGF‐1偏低，且經(jīng)生長激素激發(fā)試驗證實為GHD，并接受生長激素注射治療，末次隨訪時生長激素治療時長為15個月，身高提高8.6 cm（0.24SD）。

3 討論

SDS是一種可累及全身多系統(tǒng)多器官的遺傳性綜合征，除外基因診斷，根據(jù)2011 年國外SDS 的共識，臨床診斷主要基于中性粒細胞減少和胰腺外分泌功能不全的特征[8]。但既往報道的國外不同人群SDS臨床表現(xiàn)具有廣泛的多樣性[11‐16]，部分患兒以矮小、肝功能異常等其他癥狀為首發(fā)表現(xiàn)，而缺乏經(jīng)典的胰腺外分泌功能不全和骨髓功能障礙的表現(xiàn)，導(dǎo)致臨床容易漏診。國內(nèi)目前報道40 余例SDS 患者[17]，多為個例報告，臨床表型主要累及消化、免疫和血液等系統(tǒng)，其中攜帶SBDS基因變異的41 例SDS 患兒的中性粒細胞減少癥、胰腺外分泌功能不全和骨骼異常比例分別為92.7%、65.8%和41.5%。本研究的7例患兒臨床表型差異也較大，7例患兒均存在生長遲緩，其中性粒細胞減少癥、外分泌胰腺功能不全和骨骼異常的比例分別為85.7%、42.9%和85.7%。與國內(nèi)外的相關(guān)人群報道比較，中性粒細胞缺乏（59.9%～100%）和胰腺外分泌功能不全（63.6%～100%）在大多數(shù)人群中報道的比例相仿，均較高，但骨骼異常在各人群中的比例差異較大（8.8%～80.6%）[11‐16]，并常伴有其他多個系統(tǒng)的合并癥狀。因此，加深對SDS 綜合征多樣性表型的認識非常關(guān)鍵，疾病早期缺少經(jīng)典癥狀的患者也不能排除SDS的診斷，需完善基因檢測進一步明確診斷。

SDS 是一種核糖體生物發(fā)生障礙性疾病，國外報道約90%的患者攜帶位于染色體7q11上的SBDS基因的雙等位基因變異，該基因編碼的同源SBDS蛋白被認為在核糖體生物合成和RNA 代謝中發(fā)揮重要作用[7]。約10%的SDS 患者未攜帶SBDS基因的致病變異，近年研究提示另外3 個與核糖體組裝或蛋白質(zhì)翻譯相關(guān)的基因（EFL 1、DNAJC 21和SRP 54）也為SDS 綜合征的候選基因[18‐20]。國外共報道了63例SDS患者攜帶此3個基因的變異，其中SRP54變異33例（52%）、DNAJC21變異 17例（27%）和EFL 1變異13 例（21%）[21]。而目前國內(nèi)共報道了42 例明確基因變異的SDS 患者，其中41 例攜帶SBDS變異（97.6%），1例攜帶SRP54變異（2.4%），尚無DNAJC21和EFL1變異的報道[17]。本研究共7例基因確診的SDS患兒也以SBDS變異為主，分別為SBDS變異6例（85.7%）和EFL1變異1例（14.3%）。

導(dǎo)致SDS 致病最常見的SBDS變異具有狹窄的基因型譜，占致病等位基因76%以上的3 種最常見突變位點為c.258+2 T＞C、c.183_184 delinsCT 和（c.183_184delinsCT；258+2T＞C）[11]。本研究7例SDS 患兒中6例攜帶SBDS基因的變異，其中5例攜帶復(fù)合雜合突變，1例攜帶純合突變（c.258+2T＞C），以熱點突變c.258+2 T＞C 和c.183_184 delinsCT/c.184A＞T為主，分別占58.3%和25%。其中，例1、3、5 患兒均攜帶復(fù)合雜合突變，其中1 條等位基因上攜帶c.258+2 T＞C 突變，另1 條等位基因上攜帶編碼相同氨基酸改變的突變c.183_184delinsCT或c.184A＞T，但臨床表型有較大差異。例1表現(xiàn)有典型的中性粒細胞減少伴反復(fù)濕疹和呼吸道感染、胰腺外分泌功能障礙伴脂肪瀉、肝酶明顯升高和肝腫大、生長及發(fā)育落后，及喉軟骨軟化等骨骼畸形；例3和例5則以生長遲緩為主，伴中性粒細胞減少和輕度肝酶升高，無胰腺外分泌功能障礙，例5 伴發(fā)左拇指多指畸形，此2 例患兒缺乏經(jīng)典的SDS 臨床癥狀，經(jīng)基因檢測才確定該疾病的診斷。例2 攜帶剪接突變c.258+2 T＞C 與1 個新錯義突變c.40 A＞G（p.Asn14Asp），臨床表型為中性粒細胞減少伴反復(fù)濕疹，胰腺外分泌功能障礙伴脂肪瀉，肝酶升高，生長及發(fā)育落后，及以雙膝輕度內(nèi)翻為表現(xiàn)的骨骼異常；而例4 攜帶c.258+2 T＞C 純合突變，表現(xiàn)為典型的中性粒細胞減少、黃疸減退延遲和肝酶升高、生長及發(fā)育落后，骨骼畸形有牙齒稀和雞胸等?？梢奡BDS基因不同變異可引起不同的表型，相同的變異位點其并發(fā)的臨床表型也呈現(xiàn)異質(zhì)性，基因型和臨床表型無明確的相關(guān)性，這更凸顯了對臨床表型全面評估和準確基因檢測的重要性。

在余3 個SDS 相關(guān)的非SBDS基因中，EFL 1變異導(dǎo)致的SDS目前國外共報道了13例患兒[20,22‐24]，國內(nèi)尚無相關(guān)報道。該基因定位于15q25.2，編碼三磷酸鳥苷酶（GTP酶）類延伸因子1（EFL1），為核糖體轉(zhuǎn)位酶延長因子2（EF‐2）的同源物[6,21]。研究顯示在核糖體60S亞基成熟的最后一步，SBDS與GTP酶EFL1合作催化核糖體抗結(jié)合因子（eIF 6）的釋放并激活翻譯，EFL1變異阻止了晚期細胞質(zhì)60S亞基中eIF6的釋放，進而損害核糖體亞基的連接并減弱整體的翻譯，這為其可能的致病機制[22]。本研究例7攜帶EFL1的2種變異，其中無義突變（c.2260C＞T/p.Arg 754*）位于結(jié)構(gòu)域Ⅳ，其對于EFL 1 在體內(nèi)的功能是必需的[25]。而另1 個錯義突變（c.316 G＞A/p.Ala 106 Thr）既往無報道，位于第Ⅰ結(jié)構(gòu)域，該結(jié)構(gòu)域含有參與鳥嘌呤核苷酸（GTP）結(jié)合和催化的特征性G 1～G 5 結(jié)構(gòu)基序，這個變異毗鄰G 3 基序，該結(jié)構(gòu)域在GTP 酶從非活性狀態(tài)（GDP）交替到活性狀態(tài)（GTP）的功能循環(huán)期間經(jīng)歷大的構(gòu)象變化，對GTP酶活性作用的發(fā)揮非常重要[26]。根據(jù)ACMG標準預(yù)測EFL 1的這個變異為致病性變異，且在多種物種間保持高度保守的氨基酸，故該變異可判定為損害EFL 1 功能的變異，且經(jīng)家系連鎖分析也符合遺傳模式，該患兒的EFL 1基因型和其SDS 的臨床表型符合。國外報道的13例EFL1變異的SDS患者中，中性粒細胞減少癥、胰腺外分泌功能不全和骨骼發(fā)育異常的比例分別為100%、77%和92%[20,22‐24]，而本研究報道的EFL 1變異主要表現(xiàn)為矮小和骨骼發(fā)育異常，無胰腺外分泌功能障礙及血液系統(tǒng)受累，與國外報道有較大不同。這提示EFL 1變異引起的SDS 表型也存在異質(zhì)性，對于存在生長落后及骨骼發(fā)育異常的患兒，需警惕SDS的可能。

本研究7例SDS患兒中6例均因“身材矮小”首診于兒內(nèi)分泌遺傳代謝科，余1例因“反復(fù)呼吸道感染伴肝功能異?！笔自\于兒童感染科，后因存在身材矮小轉(zhuǎn)診至兒內(nèi)分泌遺傳代謝科。經(jīng)評估內(nèi)分泌系統(tǒng)相關(guān)表型除身材矮小外，4 例患兒（例4～7）有血IGF‐1水平偏低，其中2例（例5和例7）同時伴生長激素缺乏，未發(fā)現(xiàn)其他內(nèi)分泌相關(guān)異常。血IGF‐1水平的降低可能與生長激素分泌不足、營養(yǎng)不良、慢性肝病等慢性消耗性疾病等因素相關(guān)[27]。例5和例7無慢性腹瀉表現(xiàn)，肝功能為輕度異常到正常范圍，故其血清IGF‐1水平的降低考慮主要由生長激素分泌不足引起，余2例患兒血IGF‐1水平偏低則可能受慢性腹瀉和營養(yǎng)不良等因素影響，可在后續(xù)隨訪繼續(xù)監(jiān)測。既往相關(guān)研究評估了來自波蘭的19例SDS患兒內(nèi)分泌功能情況，13 例（63%）SDS 患兒表現(xiàn)出一種或多種內(nèi)分泌疾病，其中7 例（37%）為生長激素缺乏（GHD），并對該7 例患兒進行了2 年的生長激素（rGH）治療，證實rGH治療可顯著改善SDS患兒的身高標準差和生長速率，且未觀察到明顯的不良反應(yīng)[28‐29]。因SDS 具有較高的向髓樣腫瘤（骨髓增生異常綜合征/急性髓系白血?。┺D(zhuǎn)化的風(fēng)險（10%～30%）[21]，故權(quán)衡rGH 治療的個體化獲益與風(fēng)險非常重要。目前對SDS合并GHD患兒的生長激素治療數(shù)據(jù)較少，本研究的2例SDS合并GHD患兒也進行了生長激素治療，但目前治療時間均較短，需要進一步研究來分析生長激素治療SDS患兒的長期效果和安全性。

綜上所述，SDS 是一種罕見的引起多系統(tǒng)受累的遺傳綜合征，其有經(jīng)典的三聯(lián)癥表型，但臨床癥狀變異性較大，部分患兒因臨床表型不典型易造成漏診或延遲診治。本研究總結(jié)了7 例SDS 患兒的基因型和臨床表型特點，其中1例EFL1變異患兒為在中國人群中首次報道，豐富了SDS 的疾病譜。對出現(xiàn)生長遲緩合并中性粒細胞減少、胰腺外分泌功能障礙、骨骼畸形等多種癥狀的患兒，應(yīng)懷疑 SDS，完善基因檢測以免漏診。對基因確診的患兒，應(yīng)行多系統(tǒng)隨訪和多學(xué)科綜合治療，其中內(nèi)分泌也為SDS常累及的系統(tǒng)之一，應(yīng)全面評估內(nèi)分泌功能情況，以期盡早干預(yù)，改善預(yù)后。