一馬凡綜合征家系的臨床特征及FBN-1基因突變位點(diǎn)

彭小娟，布娟

(1 中國(guó)人民解放軍第一八八醫(yī)院，廣東潮州 521000；2 北京大學(xué)第三附屬醫(yī)院)

一馬凡綜合征家系的臨床特征及FBN-1基因突變位點(diǎn)

彭小娟1，布娟2

(1 中國(guó)人民解放軍第一八八醫(yī)院，廣東潮州 521000；2 北京大學(xué)第三附屬醫(yī)院)

摘要：目的分析我國(guó)一馬凡綜合征(MFS)家系的臨床特征并確定其FBN-1基因突變位點(diǎn)。方法一個(gè)4代MFS家系共36人，發(fā)病13例。對(duì)全部家系成員行眼部及骨骼系統(tǒng)檢查，超聲心動(dòng)圖測(cè)量主動(dòng)脈根部直徑，采集部分患者及親屬共14例的外周靜脈血，提取基因組DNA，采用PCR技術(shù)擴(kuò)增FBN-1基因，用ABI Prism310基因分析儀對(duì)FBN-1基因所有外顯子及內(nèi)含子進(jìn)行直接測(cè)序。結(jié)果 發(fā)病的13例患者眼部表現(xiàn)為不同程度視力下降伴有雙側(cè)晶狀體半脫位及高度近視；具M(jìn)FS面部及骨骼表現(xiàn)，包括關(guān)節(jié)松弛、細(xì)長(zhǎng)指趾、漏斗胸或雞胸、脊柱側(cè)凸等；其中2例患者存在主動(dòng)脈根部擴(kuò)張，1例患者存在主動(dòng)脈瘤同時(shí)存在主動(dòng)脈瓣狹窄及閉合不全。2例患者因心血管疾病猝死。MFS患者FBN-1基因第7外顯子存在基因突變，突變核苷酸序列為cDNA中腺嘌呤被鳥(niǎo)嘌呤取代(640 A→G)，編碼的氨基酸由甘氨酸改變?yōu)榻z氨酸(p.G214S)，而在家系健康成員中未發(fā)現(xiàn)該種突變。結(jié)論該家系發(fā)病的13例患者臨床特征中眼部癥狀最常見(jiàn)為近視，具有MFS常見(jiàn)面部及骨骼表現(xiàn)，心血管系統(tǒng)異常少見(jiàn)。該家系MFS患者FBN-1基因突變位點(diǎn)為G214S(640 A→G)。

關(guān)鍵詞：原纖維蛋白1；馬凡綜合征；FBN-1基因；基因突變

馬凡綜合征(MFS)為一種常染色體顯性遺傳，累及全身多系統(tǒng)的結(jié)締組織疾病，主要累及眼部、骨骼及心血管系統(tǒng)。MFS的臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)包括綜合骨骼系統(tǒng)表現(xiàn)，晶狀體異位，硬腦膜膨出及升主動(dòng)脈擴(kuò)張、剝離等[1]。目前認(rèn)為MFS主要病因是多種原纖維蛋白(FBN)單倍劑量不足所致[2]，F(xiàn)BN是普遍存在于細(xì)胞外的基質(zhì)分子，可組裝成微纖維和靶細(xì)胞生長(zhǎng)因子[3,4]。FBN-1基因突變引起原纖維蛋白異常，導(dǎo)致結(jié)締組織薄弱。已發(fā)現(xiàn)FBN-1突變超過(guò)1 000多種，絕大多數(shù)突變?yōu)槟骋籑FS特有，只有10%突變可見(jiàn)于不同家系中[5,6]。本研究分析了一MFS家系的臨床特征及FBN-1基因突變位點(diǎn)。現(xiàn)報(bào)告如下。

1資料分析

收集一MFS家系4代36例的資料，該家系長(zhǎng)期居住在廣東潮州，漢族，無(wú)近親婚姻史。MFS患者13例，男8例、女5例，其中4例已死亡。在遵守赫爾辛基宣言的基礎(chǔ)上，每人簽署知情同意書(shū)。先證者為男性，26歲，因自幼雙眼視物不清就診于解放軍第一八八醫(yī)院五官科，已于外院行雙眼晶狀體脫位手術(shù)治療。查體：雙眼視力0.3，雙眼人工晶狀體位正，瘦高體形，蜘蛛樣指趾，桶狀胸。家族史：有MFS家族史，患者父親、奶奶、姑媽、兒子均為MFS患者，父親及奶奶已去世。MFS患者家系圖譜見(jiàn)圖1。

注：方形和圓形分別代表男性、女性，黑色及白色圖標(biāo)分別表示受累、正常個(gè)體，黑色箭頭所指為先證者，畫(huà)斜線(xiàn)表示死亡個(gè)體。

圖1MFS患者家系圖譜

全部家系成員接受眼部及骨骼系統(tǒng)檢查，采用超聲心動(dòng)圖測(cè)量主動(dòng)脈根部直徑。發(fā)病的13例患者眼部表現(xiàn)為不同程度視力下降伴有雙側(cè)晶狀體半脫位及高度近視；具M(jìn)FS面部及骨骼表現(xiàn)，包括關(guān)節(jié)松弛、細(xì)長(zhǎng)指趾、漏斗胸或雞胸、脊柱側(cè)凸等；其中2例患者存在主動(dòng)脈根部擴(kuò)張，1例患者存在主動(dòng)脈瘤同時(shí)存在主動(dòng)脈瓣狹窄及閉合不全。2例患者因心血管疾病猝死。家系中現(xiàn)存活的患者為Ⅱ:3、Ⅱ:9、Ⅲ:4、Ⅲ:9、Ⅲ:11、Ⅲ:14、Ⅳ:1、Ⅳ:3、Ⅳ:7，年齡分別為69、59、41、37、32、26、12、9、5歲；眼部：均有晶狀體脫位、近視(Ⅲ:9已行晶狀體脫位手術(shù))，Ⅱ:3患斜視，Ⅲ:9患青光眼，Ⅳ:1患視網(wǎng)膜脫離；心血管系統(tǒng)：主動(dòng)脈根部?jī)?nèi)徑分別為31.6、29.0、27.5、39.2、26.0、25.1、24.9、24.0、20.3 mm，Ⅲ:9二尖瓣脫垂，Ⅱ:3主動(dòng)脈夾層；骨骼系統(tǒng)：身高分別為168、170、172、192、174、198、171、168、145 cm，臂展分別為173、175、178、201、180、208、179、177、149 cm，臂展/身高分別為1.03、1.03、1.03、1.05、1.03、1.05、1.04、1.05、1.02，均有蜘蛛樣指，Ⅲ:9脊柱側(cè)凸，Ⅱ:3、Ⅱ:9均存在關(guān)節(jié)活動(dòng)過(guò)度、雞胸，Ⅳ:1、Ⅳ:3均存在漏斗胸；其他：Ⅱ:3、Ⅱ:9均存在皮膚過(guò)度伸展、皮紋，Ⅳ:7患疝。

采集該家系3代共14人(受累個(gè)體9人，表型正常個(gè)體2人，配偶3人)外周靜脈血進(jìn)行基因突變篩查。從外周血白細(xì)胞中提取基因組DNA，PCR擴(kuò)增FBN-1基因所有外顯子及內(nèi)含子。參照文獻(xiàn)設(shè)計(jì)引物。擴(kuò)增過(guò)程：95 ℃初始變性3 min，隨之95 ℃變性循環(huán)1 min，55 ℃退火1 min，72 ℃延伸1 min，最后72 ℃延伸3 min。PCR產(chǎn)物使用QIAquick PCR產(chǎn)物純化系統(tǒng)(Qiagen，Valencia，CA)。所有樣品使用ABI Prism310基因分析儀進(jìn)行分析，使用GenBank NC_000015.9 FBN-1 cDNA參考序列進(jìn)行測(cè)序。MFS患者FBN-1基因65個(gè)外顯子排序中檢測(cè)到相同第7外顯子存在基因突變，突變核苷酸序列為cDNA中腺嘌呤被鳥(niǎo)嘌呤取代(640A→G)，編碼的氨基酸由甘氨酸改變?yōu)榻z氨酸(p.G214S)，而在家系中健康成員未發(fā)現(xiàn)該種突變。該突變表現(xiàn)為與家系中的患者共分離(圖2)。

注：上圖為MFS患者反向測(cè)序發(fā)現(xiàn)一雜合改變(A→G)；下圖為未受累家系成員正常核苷酸序列。

圖2FBN-1基因第7外顯子突變位點(diǎn)

2討論

MFS病變侵犯全身組織，主要累及眼部、骨骼和心血管系統(tǒng)，患者表型復(fù)雜，變異性大，即使同一家族中不同患者表型差異也很大。MFS眼部表現(xiàn)為①晶狀體半脫位，常見(jiàn)雙側(cè)對(duì)稱(chēng)，以向上方、顳上方、后方、鼻上方多見(jiàn)，多發(fā)生于2個(gè)月～6歲；②屈光不正，進(jìn)行性近視及難矯正散光；③視網(wǎng)膜脫離；④青光眼；⑤斜視弱視。骨骼系統(tǒng)表現(xiàn)為①長(zhǎng)顱及肢體延長(zhǎng)，尤其為指趾部分延長(zhǎng)；②臂展/身高>1.03；③異常的肢體異常即上下部量比減??；④蜘蛛樣指/趾、拇指征、指腕征；⑤脊柱側(cè)凸和后側(cè)凸。心血管系統(tǒng)表現(xiàn)為①升主動(dòng)脈壁間瘤及擴(kuò)張；②二尖瓣病變，以二尖瓣脫垂多見(jiàn)；③主動(dòng)脈瓣關(guān)閉不全。其他系統(tǒng)表現(xiàn)為①皮膚條紋狀萎縮；②疝；③自發(fā)性氣胸；④多囊腎；⑤椎管異常增寬，硬腦膜異常向前突出[7]。MFS診斷標(biāo)準(zhǔn)主要使用Ghent標(biāo)準(zhǔn)[4]，包括MFS的一組特異性臨床表現(xiàn)，此標(biāo)準(zhǔn)基于綜合多器官主要及次要臨床表現(xiàn)以及家族病史[8]。眼部、骨骼及心血管系統(tǒng)表現(xiàn)為此病診斷指標(biāo)，而其家族病史更可為分清病因及確定治療方案提供幫助。具有高瘦體征、蜘蛛樣指/趾、胸廓畸形、脊柱側(cè)凸并有家族史者可診斷為MFS[9]。心血管系統(tǒng)異常是MFS最致命的臨床表現(xiàn)，盡管我們?cè)诩蚁抵杏^察到各種表現(xiàn)(二尖瓣鈣化、脫垂；升主動(dòng)脈、剝離)，但此家系心血管系統(tǒng)異常少見(jiàn)。家系中患者臨床表現(xiàn)隨年齡增長(zhǎng)而日益明顯，最常見(jiàn)體征為近視，100%患者有晶狀體脫位，1例患者出現(xiàn)視網(wǎng)膜脫離，1例患者進(jìn)行晶狀體脫位摘除及人工晶狀體植入術(shù)。

MFS病因尚未完全闌明，其中FBN-1基因突變被認(rèn)為發(fā)揮負(fù)顯性作用[10]。1991年，Dietz應(yīng)用原位雜交技術(shù)定位并克隆出FBN-1基因。FBN-1基因定位于15q15~q21.3，基因組DNA全長(zhǎng)235 Kb，含65個(gè)外顯子，編碼產(chǎn)物為FBN-1前體。FBN-1基因主要編碼原纖維蛋白，而原纖維蛋白是構(gòu)成微纖維主要成分。微纖維廣泛分布于皮膚、血管、軟骨、肌腱、晶狀體懸韌帶、結(jié)膜、睫狀體、角膜基質(zhì)、鞏膜基質(zhì)、Bruch膜等組織中，作用包括：為彈性蛋白沉積及彈性纖維形成提供支架；通過(guò)彈性蛋白個(gè)體間的再分布，參與成熟纖維的形成；為非彈性組織如睫狀小帶提供1個(gè)附著點(diǎn)；將內(nèi)皮細(xì)胞或上皮細(xì)胞固定于細(xì)胞外基質(zhì)中彈性纖維上；提供表皮與真皮連接；支持血小板粘附功能。因此，F(xiàn)BN結(jié)構(gòu)或功能異常所致疾病多表現(xiàn)為全身異常。另?yè)?jù)文獻(xiàn)[11]報(bào)道，在少數(shù)病例中，MFS是由于靶細(xì)胞生長(zhǎng)因子β受體中1～2個(gè)基因突變引起。本研究中我們通過(guò)基因型—表型分析發(fā)現(xiàn)，該家系患者存在FBN-1基因錯(cuò)義突變，高度符合Ghent標(biāo)準(zhǔn)，并在所有晶狀體脫位患者中發(fā)現(xiàn)[12]。FBN-1基因突變擾亂原纖維蛋白形成，從而引起微纖維異常，繼而出現(xiàn)結(jié)締組織薄弱[13]。目前已知MFS基因數(shù)據(jù)庫(kù)中有601個(gè)突變[14]。2/3為錯(cuò)義突變導(dǎo)致半胱氨酸的替換，10%為無(wú)義突變，13%為小插入、缺失和復(fù)制，另外13%是由于各種類(lèi)型剪接錯(cuò)誤引起。突變常發(fā)生于外顯子2、15、22、27、46、55、62，少發(fā)生于7、41、65，原因尚不明確[15]。在全球MFS基因數(shù)據(jù)庫(kù)中，僅報(bào)道2個(gè)不同基因位于FBN-1外顯子7中[16]。該家系基因突變位于FBN-1外顯子7中，為錯(cuò)義突變(640A→G雜合改變)。

參考文獻(xiàn)：

[1] Dong J, Bu J, Du W, et al. A new novel mutation in FBN1 causes autosomal dominant Marfan syndrome in a Chinese family[J]. Mol Vis, 2012,(18):81-86.

[2] Haneline M, Lewkovich GN. A narrative review of pathophysiological mechanisms associated with cervical artery dissection[J]. J Can Chiropr Assoc, 2007,51(3):146-157.

[3] Sengle G, Charbonneau NL, Ono RN, et al. Targeting of bone morphogenetic protein growth factor complexes to fibrillin[J]. J Biol Chem, 2008,283(20):13874-13888.

[4] De Paepe A, Devereux RB, Dietz HC, et al. Revised diagnostic criteria for the Marfan syndrome[J]. Am J Med Genet, 1996,62(4):417-426.

[5] Faiver L, Collod-Beroud G, Loeys BL, et al. Effect of mutation type and location on clinical outcome in 1013 probands with Marfan syndrome or related phenotypes and FBN1 mutations: an international study[J]. Am J Hum Genet, 2007,81(3):454-466.

[6] Collod-Beroud G, Le Bourdelles S, Ades L, et al. Update of the UMD-FBN1 mutation database and creation of an FBN1 polymorphism database[J]. Hum Mutat, 2003,22(3):199-208.

[7] 初歌今,張清炯,郭向明.馬凡綜合征的臨床診斷與分子生物學(xué)研究進(jìn)展[J].中國(guó)實(shí)用眼科雜志,2002,20(4)：245-248.

[8] Gelb BD. Marfan′s syndrome and related disorders--more tightly connected than we thought[J]. N Engl J Med, 2006,355(8):841-844.

[9] Dean JC. Marfan syndrome: clinical diagnosis and management[J]. Eur J Hum Genet, 2007,15(7):724-733.

[10] Erentug V, Polal A, Bozbuga NU, et al. Cardiovascular reoperation in Marfan syndrome[J]. J Card Sug, 2006,21(5):455-457.

[11] Singh KK, Romel K, Mishra A, et al. TGFBR,and TGFBR mutations in patients with features of Marfan syndrome and Loeys Dietz Syndrome[J]. Hum Mutat, 2006,27(8):770-777.

[12] Robinson PN, Godfrey M. The molecular genetics of Marfan syndrome and related Microfibrillopathies[J]. J Med Genet, 2000,37(1):9-25.

[13] Canadas V, Vilacosta I, Bruna I, et al. Marfan syndrome. Part 1: pathophysiology and Diagnosis[J]. Nat Rev Cardiol, 2010,7(5):256-265.

[14] Robinson PN, Arteaga-Solis E, Baldock C, et al. The molecular genetics of Marfan syndrome and related disorders[J]. J Med Genet, 2006,43(10):769-787.

[15] Farivre L, Collod-Beroud G, Child A, et al. Contribution of molecular analyses in diagnosing Marfan syndrome and type I fibrillinopathies: an international study of 1009 probands[J]. J Med Genet, 2008,45(6):384-390.

[16] Schrijver I, Liu W, Odom R, et al. Premature termination mutations in FBN1: distinct effects on differential allelic expression and on protein and clinical phenotypes[J]. Am J Hum Genet, 2002,71(2):223-237.

Clinical feature of a family with Marfan syndrome and FBN-1 gene mutation site

PENGXiao-juan1,BUJuan

(1The188thHospitalofPLA,Chaozhou521000,China)

Abstract:ObjectiveTo identify the clinical feature and FBN-1 gene mutation site of a family with Marfan syndrome(MFS) in china. MethodsComplete physical and ophthalmological examinations and gene analysis were undertaken in a MFS family of 36 members including 13 patients. The Aortic root dimension was measured by ultrasound cardiogram. The genomic DNAs from venous blood of the 14 patients and their relatives were isolated and the entire coding region of FBN-1 was amplified by PCR. The sequence of FBN1 including all exons and introns was determined with an ABI Prism310 Genetic Analyzer. ResultsAll of these patients in the family manifested various reduced visual acuities with a bilateral lens dislocation and high myopia. All patients had facial and skeletal features of MFS including joint laxity, dolichostenomelia, pectus excavatum or pectus carinatum, and scoliosis. Aortic root dilatation was present in 2 of the 13 patients. One patient had an aortic aneurysm together with either aortic valve stenosis or aortic valve insufficiency. The cause of death for two patients was cardiovascular malformations. We identified a mutation in the 7th exon of FBN1(640 A→G) resulting in the substitution of glycine by serineat codon 214 (p.G214S). This mutation was not found in unaffected family members of this family. ConclusionsThe most common clinical features of the patients in this Marfan family were myopia and lens dislocation. All patients had facial and skeletal features of MFS. The cardiovascular abnormalities in this family were rare. FBN-1 gene mutation G214S (640A→G) was responsible for the Marfan syndrome patients in a Chinese family.

Key words:fibrillin-1; Marfan syndrome; FBN-1 gene; gene mutation

(收稿日期：2014-12-09)

作者簡(jiǎn)介：第一彭小娟(1976-)，女，副主任醫(yī)師，主要研究方向?yàn)闇?zhǔn)分子激光屈光手術(shù)治療。E-mail:xiaojuanp@qq.com

中圖分類(lèi)號(hào)：R442.8

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-266X(2015)07-0020-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2015.07.007