兒童生長發(fā)育遲緩及基因檢測的研究進(jìn)展

黃思妺，楊家樹，吳 方，張敏杰，任昊遠(yuǎn) 綜述,劉 杰,△ 審校

1.中國人民解放軍總醫(yī)院第七醫(yī)學(xué)中心檢驗科，北京 100010；2.南方醫(yī)科大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，廣東廣州 510280

生長發(fā)育遲緩是兒童常見的疾病，患兒常常表現(xiàn)為身材矮小，特殊面容且伴有精神、心理等方面的障礙。近年來新生兒的救治水平不斷提升，但生長發(fā)育遲緩的發(fā)生率反而不斷升高。該病的發(fā)病原因比較復(fù)雜，基因檢測技術(shù)可以檢出部分因基因缺陷而引起的先天性疾病，本文簡述了部分檢測技術(shù)的優(yōu)劣，為臨床檢測工作提供更多選擇。兒童生長發(fā)育遲緩和精神、心理疾病的產(chǎn)生有著密切的關(guān)系，特殊護(hù)理和教育可以有效緩解患兒的精神癥狀。本文綜述了現(xiàn)有的部分研究成果，希望基于二代測序和基因檢測技術(shù)，結(jié)合心理治療的手段，可以有效治療兒童生長發(fā)育遲緩，為兒童健康成長創(chuàng)造良好環(huán)境。

1 對于生長發(fā)育遲緩的認(rèn)識

1.1定義和分類 生長發(fā)育遲緩是指兒童發(fā)育過程中出現(xiàn)的一系列表現(xiàn)，它包括心理、身體等方面的生長速度緩慢或發(fā)育順序異常等，常見癥狀為體格、運動、智力、語言等發(fā)育較同齡兒童落后。生長發(fā)育遲緩主要分為兩大類，第一類是宮內(nèi)生長發(fā)育遲緩(IUGR)，指新生兒出生體質(zhì)量在同齡兒平均體質(zhì)量的第十個百分位以下，或低于平均體質(zhì)量2個標(biāo)準(zhǔn)差；另一類是宮外生長發(fā)育遲緩(EUGR)，是指新生兒出院及在隨后一段時間的生長發(fā)育過程中，各個階段的生長指標(biāo)在期望值的第十個百分位水平以下[1]。

1.2影響因素 一切不利于正常發(fā)育的因素均可以導(dǎo)致兒童生長發(fā)育遲緩，例如遺傳因素造成的胎兒基因型和染色體結(jié)構(gòu)的改變；飲食結(jié)構(gòu)不合理造成的鈣、鐵、鋅、硒等營養(yǎng)元素的缺乏；孕期母親的健康狀態(tài)、營養(yǎng)狀況；胎盤因素和藥物因素對胎兒的影響。對于早產(chǎn)兒，出生時的胎齡、體質(zhì)量、頭圍，體質(zhì)量下降時間、比例，靜脈用氨基酸情況，胃管喂養(yǎng)情況，腸道達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)熱卡時間等指標(biāo)也可促進(jìn)其EUGR的發(fā)生[2-3]。有研究顯示，腦癱患兒生長發(fā)育落后與生長激素-胰島素樣生長因子軸功能紊亂相關(guān)[4]。生長激素是促進(jìn)生長的激素，這種促進(jìn)作用主要發(fā)生在機(jī)體出生后，而胰島素樣生長因子可以介導(dǎo)生長激素對機(jī)體的這種作用，除此之外胰島素樣生長因子還可以參與神經(jīng)再生，骨的生長。這些激素和生長因子如果發(fā)生功能紊亂就必然會引起兒童的生長發(fā)育遲緩。

1.3生長發(fā)育遲緩的后果 IUGR和EUGR早產(chǎn)兒并發(fā)癥發(fā)生率高于普通早產(chǎn)兒，EUGR組的肺炎、全身感染、腹瀉、貧血、電解質(zhì)紊亂及經(jīng)磁共振成像顯示顱內(nèi)病變的發(fā)生率高于非EUGR組[5]。生長發(fā)育遲緩除了會產(chǎn)生常見的臨床器質(zhì)性疾病外，也會在不同程度上對患兒的心理產(chǎn)生影響。生長發(fā)育遲緩患兒由于其身材較同齡兒童矮小，并伴有一定程度上的身體疾病，患兒往往會產(chǎn)生各種不良心理癥狀，負(fù)面情緒較多，出現(xiàn)抑郁、焦慮、悲觀、敏感、多疑等癥狀[6]。

因此，開展早期的診斷及預(yù)防策略，對該病的診治具有重要意義。生長發(fā)育遲緩是一組表現(xiàn)形式多樣的疾病，大量病例難以通過簡單的表型進(jìn)行明確診斷。除了對身長、體質(zhì)量、微量元素、血生化等指標(biāo)進(jìn)行常規(guī)監(jiān)測外，開展早期的基因篩查，對重點人群進(jìn)行基因檢測是早期診斷兒童心理、生理生長發(fā)育遲緩的重要手段和可靠方法。已有專家建議，將基因檢測作為一線方法用于智力和身體生長發(fā)育遲緩的患兒的檢測[7]。

2 基因?qū)ιL發(fā)育遲緩的作用

2.1基因?qū)Υ竽X的控制 基因異常會導(dǎo)致其編碼的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能異常，這不僅可以直接影響機(jī)體的生長發(fā)育，也可以通過改變腦的特定功能，從而引起兒童孤獨癥[8]。與肥胖、糖尿病等常見的代謝性疾病一樣，認(rèn)知和情緒行為作為一種腦生理活動，必然受機(jī)體本身的基因調(diào)節(jié)。有研究找到了將近500個與肥胖和代謝綜合征相關(guān)的基因，其中90%的基因表達(dá)在神經(jīng)系統(tǒng)，只有10%的基因表達(dá)散布在周邊組織，包括脂肪、肌肉、消化道、肝臟等[9]。這項研究提示，一些疾病的發(fā)生很有可能始于大腦。瘦素作為一種重要的激素，極大地推動了人們對于代謝疾病和腦神經(jīng)元關(guān)系的認(rèn)識，研究者在大鼠的丘腦中找到了瘦素具體的神經(jīng)靶點AgRP[10]，并且通過分子生物學(xué)機(jī)制的闡述證實某些疾病的發(fā)生與大腦有關(guān)。另外關(guān)于瘦素的其他研究還提示腸道菌群在代謝性疾病和神經(jīng)系統(tǒng)疾病中扮演著重要的作用[11]。

2.2基因異常引起的生長發(fā)育遲緩 生長發(fā)育遲緩的病因較為復(fù)雜，主要包括遺傳因素和非遺傳因素。其中遺傳因素大約占40%，包括基因組拷貝數(shù)變異(10%)及染色體異常(30%)，它們是導(dǎo)致兒童運動障礙、智力低下、語言發(fā)育障礙及其他遺傳性綜合征等生長發(fā)育遲緩表象的重要原因[12]。例如常見的3號環(huán)狀染色體綜合征，它的臨床表現(xiàn)主要有生長發(fā)育遲緩、特殊面容、小下頜、小頭畸形、智力低下、泌尿系統(tǒng)功能異常及手指或腳趾的形態(tài)異常[13]。另外較常見的染色體數(shù)目異常有21-三體、18-三體及13-三體。微缺失和微重復(fù)綜合征也與生長發(fā)育遲緩、先天性多發(fā)畸形及自閉癥等疾病的發(fā)生密切相關(guān)[14]。除了遺傳因素，由個體基因產(chǎn)生突變而造成的生長發(fā)育遲緩也有報道?？卒J等[15]在一篇病例報道中提到，經(jīng)全基因組外顯子測序發(fā)現(xiàn)，患兒KAT6A基因C3868位新發(fā)單堿基突變，由C突變?yōu)門，從而導(dǎo)致兒童生長發(fā)育遲緩。

2.3基因檢測技術(shù)在診斷生長發(fā)育遲緩中的運用 對于染色體數(shù)目及結(jié)構(gòu)異?？梢酝ㄟ^傳統(tǒng)的染色體核型分析，該方法是最早用于研究兒童精神生長發(fā)育遲緩病因的方法。但是染色體核型分析技術(shù)只能檢測染色體數(shù)目變化或者>5 Mb片段拷貝數(shù)的變異，僅適用于對未確定的遺傳病做初步的篩查。

熒光原位雜交技術(shù)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)染色體核型分析技術(shù)的不足，檢測到亞顯微染色體異常改變，靈敏度及特異度高，但由于雜交位點的限制，一次只能檢測有限的幾個已知位點，不適合用于臨床上對該疾病的診斷。

單核苷酸多態(tài)性微陣列芯片(SNP-array)和染色體微陣列分析(CMA)技術(shù)能夠在全基因組水平上進(jìn)行精確掃描，可以檢測染色體幾十個拷貝數(shù)的變異，對于檢測染色體平衡易位，微缺失微重復(fù)等不平衡性重排，可以發(fā)揮各自不同的優(yōu)勢。有研究結(jié)果表明，10%以上的生長發(fā)育遲緩患兒，可以用SNP-array技術(shù)檢測，并觀察到其染色體不平衡性重排的情況，從而推測其可能的遺傳學(xué)病因，建立染色體結(jié)構(gòu)異常與臨床癥狀之間的聯(lián)系，為后續(xù)診斷和治療方案的制訂提供依據(jù)[16]。另外，由于CMA技術(shù)對于染色體微小缺失的變異有極強(qiáng)的敏感性，這項技術(shù)的成功應(yīng)用，使人們發(fā)現(xiàn)了一系列與生長發(fā)育遲緩綜合征相關(guān)的基因改變(如17q21.31微缺失綜合征)[17]，為臨床的準(zhǔn)確診斷提供可靠保證。

多重連接探針擴(kuò)增(MLPA)技術(shù)，其原理是通過基因探針與標(biāo)本雜交，并且進(jìn)行核酸擴(kuò)增，檢測出探針?biāo)^定的靶序列是否存在異常，從而發(fā)現(xiàn)染色體的微缺失和微重復(fù)。另外，MLPA技術(shù)可以實現(xiàn)在一個反應(yīng)管內(nèi)同時進(jìn)行數(shù)十種不同核苷酸序列的檢測，操作方便、快捷，準(zhǔn)確度和靈敏度高，重復(fù)性好，可以實現(xiàn)高通量測序。因此，MLPA技術(shù)已在基因診斷的多個研究領(lǐng)域得到廣泛使用，成為常規(guī)的分子遺傳檢測技術(shù)。例如通過這項技術(shù)可以檢出5%～10%不明原因智力障礙、生長發(fā)育遲緩患兒的亞端粒區(qū)域存在的基因拷貝數(shù)變異，幫助研究人員和臨床醫(yī)生識別相關(guān)疾病的特征，從分子水平上極大提高了疾病的檢出率，從而為優(yōu)生優(yōu)育的咨詢和指導(dǎo)及出生后需進(jìn)行的干預(yù)措施提供依據(jù)[18]。但是由于該項技術(shù)的探針是根據(jù)已知位點人為合成的，所以該方法并不適用于檢測未知的點突變及染色體易位等結(jié)構(gòu)變異。

一代測序技術(shù)通過對基因組進(jìn)行掃描，被認(rèn)為是檢測某一特定基因的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但是其費用較高且檢測速度慢，難以滿足臨床需求。隨著基因檢測技術(shù)的發(fā)展，二代高通量測序技術(shù)在提高了檢測速度的同時也降低了檢測成本，它通過基因芯片技術(shù)對疾病的目標(biāo)基因進(jìn)行捕獲，再對捕獲的基因進(jìn)行測序，可同時對多個標(biāo)本中多個基因進(jìn)行高通量測序，實現(xiàn)快速、精準(zhǔn)的檢測，該技術(shù)已在臨床上常規(guī)運用[19]。

上述基因檢測方法的檢測重點不一致，對于種類繁多的基因遺傳病各有優(yōu)勢，為臨床醫(yī)務(wù)工作者提供了多種檢測手段。雖然上述檢測方法不能檢測所有的基因疾病，但是對于本文所討論的有關(guān)生長發(fā)育遲緩的一部分病例，可以實現(xiàn)早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療，從而達(dá)到二級預(yù)防的目的。

3 兒童常見的心理疾病

3.1心理疾病形成的原因 心理疾病的產(chǎn)生從來不是由于單一原因造成的，臨床上常見的以其他癥狀為主要表現(xiàn)的遺傳病，比如Rett綜合征、脆性X綜合征、苯丙酮尿癥、快樂木偶綜合征、結(jié)節(jié)性硬化病的部分患者，也會同時出現(xiàn)身體和心理生長發(fā)育遲緩的癥狀。不過，并沒有明確的證據(jù)表明這些患者的生長發(fā)育遲緩現(xiàn)象是因為遺傳因素本身導(dǎo)致的。孕產(chǎn)期及圍生期的生物學(xué)因素、感染與免疫因素、腦神經(jīng)生化因素等都會影響兒童心理和生理的正常發(fā)育。對于早產(chǎn)兒，由于其在出生前神經(jīng)發(fā)育不完善，加之身體方面的疾病會促使其心理產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，使患兒形成自卑、抑郁等心理問題[20]。近年來基于二代和宏基因組測序技術(shù)，有關(guān)腸道菌群與人體健康關(guān)系的研究顯示，正常情況下腸道菌群維護(hù)著宿主的身心健康,菌群結(jié)構(gòu)失調(diào)可能引起腸-腦疾病(肝性腦病、腸易激綜合征等)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病(多發(fā)性硬化癥、自閉癥等)[21]；MA等[22]收集了國內(nèi)45例自閉癥患兒的糞便，發(fā)現(xiàn)他們腸道微生物的多樣性明顯低于健康人群，同時也進(jìn)一步揭示了國內(nèi)自閉癥患兒腸道菌群的特征。同時也有研究指出，自閉癥患兒腸道菌群紊亂，乳酸菌科、雙歧桿菌科和韋榮球菌科相對豐度較健康人群明顯升高，而普雷沃氏菌科的相對豐度明顯降低[23]。上述研究結(jié)果表明，通過二代和宏基因組測序等技術(shù)，可以發(fā)現(xiàn)精神、心理方面的疾病與人體的腸道菌群關(guān)系密切，菌群結(jié)構(gòu)的組成改變可能是精神、心理疾病發(fā)生的一項重要原因。

關(guān)于心理疾病的具體產(chǎn)生原因仍有許多的不確定性，研究者仍在對其發(fā)病機(jī)制進(jìn)行多學(xué)科的探索，除了已知的遺傳、心理和社會環(huán)境因素外，會有更多的影響因素進(jìn)入人們的研究范圍，受到人們的重視。

3.2心理疾病的干預(yù)措施和效果 常規(guī)的心理疾病治療方式包括心理衛(wèi)生輔導(dǎo)和臨床治療，對于由生長發(fā)育遲緩而引發(fā)的兒童心理問題，還應(yīng)追本溯源，從根本上解決。朱海燕等[24]的一項研究報告顯示，將生長發(fā)育遲緩的兒童分為試驗組和對照組，并通過貝利嬰幼兒發(fā)展量表收集嬰幼兒在智力發(fā)展、運動發(fā)展的指標(biāo)和身長、體質(zhì)量的數(shù)值。試驗組的患兒給予特殊護(hù)理，在對照組患兒給予的日常照料、疾病護(hù)理的基礎(chǔ)上，還給予充足時長的身體互動及情感陪伴。經(jīng)過3個月的實驗干預(yù)后，試驗組嬰幼兒群體最高智力發(fā)展水平與發(fā)展指數(shù)均高于對照組；依戀干預(yù)對患兒的體質(zhì)量變化及運動發(fā)展水平表現(xiàn)出促進(jìn)作用。另外，對語言發(fā)育遲緩兒童進(jìn)行語言理解、表達(dá)及基礎(chǔ)性語言訓(xùn)練，采用漢語兒童語言發(fā)育量表評估訓(xùn)練效果。經(jīng)過自身前后比較，患兒的評分提高，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。另有研究表明采用系統(tǒng)化心理干預(yù)后，觀察組患兒癥狀自評量表、抑郁自評量表、焦慮自評量表的各項評分均明顯優(yōu)于對照組，說明此干預(yù)措施能夠緩解生長發(fā)育遲緩患兒的負(fù)面情緒，改善其心理障礙[6]。

4 總 結(jié)

兒童生長發(fā)育遲緩與心理疾病的產(chǎn)生有著密切的關(guān)系，雖然身體生長發(fā)育遲緩易于測量和觀察，但精神生長發(fā)育遲緩及心理疾病往往被忽視。全球兒童孤獨癥患病率為3～4，且發(fā)病率逐年增加[24]。

隨著基因檢測技術(shù)和微生物高通量測序技術(shù)的不斷發(fā)展，有希望通過制訂基因檢測標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合微生物宏基因組的結(jié)果，開展對生長發(fā)育遲緩和心理疾病的病因診斷及預(yù)防策略，盡早地發(fā)現(xiàn)患兒，及時對其進(jìn)行營養(yǎng)補(bǔ)充及心理干預(yù)，預(yù)防兒童身心疾病的形成，提高患兒生命質(zhì)量，減少家庭和社會負(fù)擔(dān)。另外，開展特殊護(hù)理和教育也是提高智力發(fā)育遲緩兒童智力水平和社會適應(yīng)能力的有效方法，相關(guān)部門應(yīng)該安排專業(yè)護(hù)理人員、教師進(jìn)生活園區(qū)送教，與患兒進(jìn)行溝通陪伴，采用集體干預(yù)、小組教學(xué)和個別化訓(xùn)練的形式，將多種治療手段有效融合于日常生活中，提高治療有效性，培養(yǎng)患兒主觀能動性和解決實際問題的能力，使患兒樂意并有更多的精力投入現(xiàn)實的、探索性的學(xué)習(xí)活動中，為適應(yīng)集體生活，融入社會打下基礎(chǔ)。