頭顱超聲對4例FGFR2基因缺陷新生兒胼胝體形態(tài)的評估

高燕燕 嚴(yán) 愷 胡黎園 程國強(qiáng) 楊 琳

顱縫早閉是由于顱骨過早閉合引起的先天異常，活產(chǎn)兒中的總體發(fā)生率可達(dá)1∶2 000～1∶2 500[1]。顱縫早閉可發(fā)生于冠狀縫、矢狀縫、額縫、人字縫及其他小顱縫，可單條或多條早閉，從而形成不同表現(xiàn)的顱面部畸形[2]。顱縫早閉分為非綜合征型和綜合征型，后者多數(shù)為常染色體顯性遺傳，以FGFR突變最多見，其表型除顱縫早閉外，還伴隨顱腔及顱外畸形以及不同程度的發(fā)育障礙，是嚴(yán)重影響生活質(zhì)量的遺傳性出生缺陷[3]。近年來，隨著遺傳學(xué)檢測技術(shù)的進(jìn)步，對家族中已有先證者，且臨床分子診斷明確的單基因疾病，一代測序進(jìn)行胎兒產(chǎn)前診斷能有效降低出生缺陷的發(fā)生率，但FGFR2突變多為新發(fā)，家族中缺乏先證者，且無特征性胎兒期表現(xiàn)，產(chǎn)前診斷存在較大的挑戰(zhàn)[4]。

本課題組前期利對1例顱縫早閉新生兒進(jìn)行全外顯子組序列分析，鎖定突變位點FGFR2基因c.C1040G,p.S347C,Sanger測序在家系內(nèi)驗證其為新發(fā)突變。該患兒表型包含前額突出、枕部平等顱面部畸形，此外頭顱影像還發(fā)現(xiàn)胼胝體缺如及側(cè)腦室擴(kuò)大[5]。既往文獻(xiàn)報道FGFR2相關(guān)性顱縫早閉，表型以顱面中部發(fā)育畸形多見，包括前額突出、鷹鉤鼻、腭裂、Chiari畸形等[2,6-8]，但作為腦中線結(jié)構(gòu)，胼胝體發(fā)育異常在FGFR2突變疾病中卻報道甚少。本文收集FGFR2基因缺陷新生兒頭顱MR胼胝體影像學(xué)資料，探討FGFR2基因缺陷新生兒頭顱MR可識別表型，利用前期在新生兒中建立的頭顱超聲胼胝體形態(tài)評估模型，對攜帶FGFR2致病變異的新生兒的胼胝體評估和驗證。

1 方法

1.1 納入標(biāo)準(zhǔn) 同時滿足以下條件：①復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院(我院)新生兒基因組計劃中經(jīng)高通量測序檢測到FGFR2基因致病變異或可疑致病變異的患兒；②至少行頭顱超聲檢查，或行頭顱MR檢查；③均在我院進(jìn)行頭顱超聲或頭顱MR檢查的病例。

需要說明的是，我院新生兒基因組計劃納入的為我院及其協(xié)作醫(yī)院NICU中的高危新生兒。

1.2FGFR2基因缺陷新生兒病例資料

1.2.1 致病或疑似致病變異 符合以下條件之一，①已經(jīng)被報道為致病變異，并且既往報道該變異導(dǎo)致疾病的表型和患兒的臨床表型相符；②未報道過的新變異，但變異類型為對功能影響較大的有害變異，包括無義變異、終止密碼變異、起始密碼子變異、移碼變異和剪接供體或受體變異；③在家系內(nèi)驗證為新發(fā)，未報道過的新的錯義變異，且變異在公共數(shù)據(jù)庫及內(nèi)部數(shù)據(jù)庫中，無正常人攜帶。

1.2.2 臨床資料 收集患兒的一般情況，臨床主要癥狀和體征，頭顱MR和/或超聲檢查結(jié)果及特征性影像數(shù)據(jù)。

1.3 頭顱MR成像 使用Simens Avanto 1.5T MR機(jī)，頭線圈，患兒魯米那注射鎮(zhèn)靜(5 mg·kg-1)，熟睡保暖狀態(tài)，平臥位，頭部先進(jìn)磁場，行矢狀位SE T1加權(quán)序列掃描。掃描完成后從影像工作站調(diào)取中正矢狀切面圖像，即以前聯(lián)合、后聯(lián)合作為解剖標(biāo)志，選取同時存在前后聯(lián)合的圖像，若前后聯(lián)合顯示欠清晰，選擇同時存在胼胝體、第四腦室和小腦蚓部中≥2個解剖標(biāo)志，觀察胼胝體形態(tài)。<6個月患兒缺少MR對胼胝體定量描述指標(biāo)，胼胝體形態(tài)觀察依據(jù)臨床醫(yī)生的經(jīng)驗。

1.4 頭顱超聲胼胝體形態(tài)評估模型

1.4.1 頭顱超聲時間窗和醫(yī)生資質(zhì) 患兒出生后42 d內(nèi)由我院超聲診斷科同一個高年資醫(yī)師完成頭顱超聲檢查及胼胝體形態(tài)評估。

1.4.2 頭顱超聲切面和圖像獲取 ①二維評估：應(yīng)用GE730 Expert超聲診斷儀，探頭頻率C RNA5-9，以前囟為聲窗，探頭呈矢狀位掃查，定幀頭顱正中矢狀層面，即同時顯示透明隔腔、第三腦室和第四腦室的層面，觀察腦中線旁結(jié)構(gòu)，聚焦胼胝體區(qū)域，即透明隔上方弓形條帶狀結(jié)構(gòu)，最前部彎曲向內(nèi)下突出而成嘴部，最后部下壓而成壓部，各部厚度不一。從前至后依次測量胼胝體嘴部厚度(RT)、膝部厚度(GT)、體部厚度(BT)、壓部厚度(ST)。②三維評估：應(yīng)用GE730 Expert超聲診斷儀，探頭頻率C RNA5-9，于頭顱正中矢狀層面，清晰顯示腦中線結(jié)構(gòu)。包含完整胼胝體在內(nèi)的方形區(qū)域設(shè)定為ROI，容積樣本采集角度設(shè)定為50°，掃描持續(xù)時間調(diào)整為能獲得最佳圖像的時間，8～10 s。啟動3D容積掃描，掃描圖像幀的實時顯示可以保證不斷的觀察掃描質(zhì)量，連續(xù)容積掃描(實時3D)以1/4屏幕大小分別顯示重建3D圖像及實時3D容積采集期間各解剖面圖像。完成3D圖像采集后，屏幕以四分格的形式展示正中矢狀切圖像、冠狀切圖像、水平切圖像及重建3D圖像。

1.4.3 虛擬器官計算機(jī)輔助分析 應(yīng)用超聲診斷儀中所安裝的VOCAL軟件，設(shè)定旋轉(zhuǎn)步長為15°，即以胼胝體正中矢狀切面作為初始平面，使胼胝體圖像繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)15°，描繪一次胼胝體輪廓，胼胝體繞垂直軸旋轉(zhuǎn)180°，則共于12個平面分別手動描繪胼胝體輪廓，根據(jù)所描繪的輪廓由計算機(jī)自動重建虛擬胼胝體立體結(jié)構(gòu)，可于三維層面多角度觀察胼胝體形態(tài)，并計算胼胝體容積(V)(圖1)。

圖1 虛擬器官計算機(jī)輔助分析不同切面的胼胝體形態(tài)

1.4.4 胼胝體形態(tài)評估模型參數(shù) 前期對295名健康足月新生兒頭顱超聲圖像中胼胝體的研究顯示，新生兒期胼胝體形態(tài)指標(biāo)性別差異不大，與糾正胎齡相關(guān)；通過三維VOCAL技術(shù)構(gòu)建虛擬胼胝體模型，所測V值與其他二維形態(tài)指標(biāo)測值相關(guān)；建立了足月新生兒胼胝體形態(tài)參考值范圍[9]。表1顯示，胎齡39～41周健康新生兒胼胝體形態(tài)參考值范圍。

表1 胎齡39～41周健康新生兒胼胝體形態(tài)參考值范圍(cm)

2 結(jié)果

2.1 一般資料 我院新生兒基因組計劃中6例FGFR2致病變異患兒，男4例，女2例；早產(chǎn)兒1例，足月兒5例。表2顯示，6例患兒均存在不同程度特殊面容和頭顱形態(tài)異常，2例多發(fā)顱骨缺損；2例患兒發(fā)現(xiàn)指趾異常，2例發(fā)現(xiàn)Chiari畸形，1例患兒發(fā)現(xiàn)房間隔缺損及雙側(cè)腎臟增大。1例患兒產(chǎn)前28周發(fā)現(xiàn)腦室擴(kuò)張。

2.2FGFR2致病變異 變異位點中包含3個錯義變異，例2和6致病變異均位于FGFR2基因的熱點突變位置p.C342，但變異不同，例2為c.1025G>C(p.C342S)，例6為c.1025G>A(p.C342Y)，既往分別報道為Jackson-Weiss綜合征和Crouzon綜合征。6例患兒中2例(例1和5)均檢測到相同位置的剪接位點變異，均為exon8:c.940-2A>G，2例患兒的臨床表現(xiàn)并不完全相似。

表2 6例FGFR2致病變異患兒臨床和基因突變資料

注 -：陰性；AD：常染色體顯性遺傳；NA：無數(shù)據(jù)

2.3 病例影像資料 表2顯示，例5無影像學(xué)檢查結(jié)果，例6頭顱MRI提示顱骨形態(tài)異常，無明確胼胝體發(fā)育不良，余4例患兒有頭顱超聲檢查，行胼胝體形態(tài)評估，其中3例患兒有MR影像學(xué)資料。

例1：頭顱MR(圖2A)T1加權(quán)正中矢狀面圖像，胼胝體整體變??；頭顱超聲(圖2B)正中矢狀切面，RT=0.16 cm, GT=0.15 cm, BT=0.14 cm, ST=0.11 cm；三維實時超聲結(jié)合計算機(jī)輔助，胼胝體虛擬模型(圖2C)，V=0.29 cm3?；純杭m正胎齡41+1周，GT、BT、ST和V均

例2：頭顱MR(圖3A)T1加權(quán)正中矢狀面圖像，胼胝體整體略??；頭顱超聲(圖3B)正中矢狀切面，RT=0.14 cm, GT=0.18 cm, BT=0.17 cm, ST=0.15 cm；三維實時超聲結(jié)合計算機(jī)輔助胼胝體虛擬模型(圖3C)，V=0.30 cm3?；純杭m正胎齡40+2周，GT、BT、ST、V均

圖2 例1頭顱MR和超聲胼胝體形態(tài)

例3：頭顱MR(圖4A)T1加權(quán)正中矢狀面圖像，于第三腦室上方可見擴(kuò)張的腦室，未顯示胼胝體組織；頭顱超聲(圖4B)正中矢狀切面，于第三腦室上方未見胼胝體組織回聲，圖像中可見擴(kuò)張的側(cè)腦室枕角。

例4：頭顱超聲(圖5A)正中矢狀切面，可見胼胝體嘴部缺如，GT=0.10 cm, BT=0.10 cm, ST=0.17 cm；三維實時超聲結(jié)合計算機(jī)輔助胼胝體虛擬模型(圖5B)，V=0.23 cm3?；純杭m正胎齡41+5周，GT、BT、ST、V均

圖3 例2頭顱MR和超聲胼胝體形態(tài)

圖4 例3頭顱MR和超聲胼胝體形態(tài)

3 討論

FGFR2基因缺陷新生兒臨床表現(xiàn)具有高度異質(zhì)性，頭顱影像可識別表型的發(fā)現(xiàn)可協(xié)助診斷。FGFR家族具有相似的蛋白結(jié)構(gòu)，即3個位于胞外的免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域(IgⅠ、IgⅡ、IgⅢ)、1個跨膜段以及1個位于胞質(zhì)內(nèi)的酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域，IgⅢ的N-端由外顯子Ⅲa編碼，C-端由外顯子Ⅲb或者Ⅲc編碼[10]。FGFR2基因定位于染色體10q26區(qū)，已報道的FGFR2突變以外顯子Ⅲa和Ⅲc(即第8和第10外顯子)最為多見，也有少數(shù)報道突變位點位于跨膜段、酪氨酸激酶區(qū)域、IgⅠ及IgⅡ區(qū)域[11]。不同的FGFR2基因突變可引起不同類型的臨床癥狀，已知至少9種臨床綜合征與FGFR2突變有關(guān)，包括Crouzon綜合征、Apert綜合征、Pfeiffer綜合征、Jackson-Weiss綜合征等[6,11,12]。

圖5 例4頭顱MR和超聲胼胝體形態(tài)

這些綜合征有共同的表型，即顱面畸形，但同時也有各自的特色表型，有些綜合征僅有顱面部畸形，有些同時合并顱外畸形。即使單就顱面部畸形而言，也因病變骨縫數(shù)量及程度而呈現(xiàn)不同的嚴(yán)重程度，輕者僅單條骨縫早閉，顱腔容積不受影響，智力和發(fā)育可表現(xiàn)正常；嚴(yán)重者多條骨縫早閉，導(dǎo)致頭顱嚴(yán)重畸形、顱腔容積顯著縮小、重者危及生命[13,14]。本文中除了發(fā)現(xiàn)已經(jīng)報道過的并趾、腦積水、Chiari畸形外，在4例有頭顱影像學(xué)檢查結(jié)果的患兒中還發(fā)現(xiàn)3例患兒胼胝體發(fā)育異常，提示胼胝體異常作為可能存在的FGFR2突變表型，有很大的診斷借鑒意義。

FGFR2作為胎兒期參與顱骨形成、顱腔結(jié)構(gòu)發(fā)育的重要基因[15-17]，除顱縫早閉、面部正中畸形外，F(xiàn)GFR2基因致病變異極有可能還引起其他顱腔結(jié)構(gòu)尤其是腦中線區(qū)結(jié)構(gòu)異常，但在既往文獻(xiàn)中鮮有報道[5]可能有如下原因，①特殊面容、四肢畸形表型更直觀，而顱腔結(jié)構(gòu)如胼胝體發(fā)育異常則需要通過影像檢查才能發(fā)現(xiàn)，影像檢查的缺失可能導(dǎo)致表型描述不全面；②胼胝體形態(tài)不規(guī)則、有多個分區(qū)，其形態(tài)異常表現(xiàn)多樣，可表現(xiàn)為部分或整體缺如，也可表現(xiàn)為整體變薄或變短，量化診斷困難大。Garel等[18]曾建立胼胝體MR影像0～15歲參考值，最小年齡為6月齡；Pashaj[19]等曾利用超聲建立各孕周胼胝體形態(tài)參考值。但單純二維超聲在胼胝體形態(tài)評估中會出現(xiàn)無法界定的情況，如本文例1和2，其胼胝體整體觀察變薄，二維測量膝部、體部、壓部厚度P99)，二維診斷胼胝體發(fā)育異常證據(jù)不充足，若結(jié)合三維容積顯著縮小(

胼胝體形態(tài)診斷目前主要依賴影像，以MR成像與超聲應(yīng)用最多。MR檢查要求高、不便于床旁操作，而超聲檢查便捷、無輻射，可床旁操作，適合篩查，在圍生期應(yīng)用相當(dāng)廣泛。新生兒期前囟未閉，以頂部中央的前囟門作為聲窗，能清晰顯示腦中線結(jié)構(gòu)，為胼胝體形態(tài)評估提供優(yōu)越條件。

鑒于FGFR2表型如此多樣化，將胼胝體形態(tài)評估模型應(yīng)用于更多的FGFR2突變新生兒，不僅能在FGFR2信號傳導(dǎo)通路和中建立更多基因型-表型關(guān)聯(lián)性信息，而且有望能在圍生期發(fā)現(xiàn)FGFR2突變的標(biāo)志表型，用于產(chǎn)前篩查，為FGFR2基因突變的遺傳干預(yù)、咨詢提新的思路。