SON 基因異常致ZTTK 綜合征3 例臨床及遺傳學(xué)分析

趙培偉 畢 博 張 蕾 黃玉鳳 譚 黎 何學(xué)蓮 朱紅敏

華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬武漢兒童醫(yī)院（湖北武漢 430016）

ZTTK 綜合征（Zhu-Tokita-Takenouchi-Kim syndrome，ZTTK，MIM#617140）是一種罕見的常染色體顯性遺傳的累及多系統(tǒng)異常的遺傳病，Kim 等于2015 年首次報(bào)道，其發(fā)病率不詳[1-2]。該疾病的主要臨床表現(xiàn)為發(fā)育落后、智力低下、面容異常、肌張力異常、骨骼畸形以及頭顱MRI 表現(xiàn)異常等[3]。研究表明SON基因功能喪失變異（LOF）是導(dǎo)致該疾病發(fā)生的主要原因[4]。截止到目前，國外期刊及Decipher等數(shù)據(jù)庫共收錄了61例ZTTK綜合征患者，國內(nèi)罕見報(bào)道。本研究分析利用全外顯子測序技術(shù)（WES）診斷的3 例ZTTK 綜合征患兒，探討該類疾病的臨床表現(xiàn)以及遺傳學(xué)特點(diǎn)，以加深臨床醫(yī)師對該病的認(rèn)識(shí)。

1 對象與方法

1.1 研究對象

本研究納入2019 年6 月至2021 年12 月來武漢兒童醫(yī)院就診的3例生長發(fā)育遲緩及智力落后的患兒，男2 例，女1 例，年齡10 個(gè)月～3 歲8 個(gè)月（中位年齡13 個(gè)月）。本研究得到患者家屬知情同意以及醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)。

1.2 全外顯子測序分析

采集患兒及其家屬外周血2 mL，采用天根生物公司外周血基因組DNA 提取試劑盒提取患者DNA 并測定濃度，由第三方檢測公司（北京全普基因）進(jìn)行全外顯子測序，測序的原始數(shù)據(jù)與參考基因組比對，然后采用GATK 以及VarScan 軟件進(jìn)行變異注釋分析，利用Annovar 軟件及數(shù)據(jù)庫評(píng)定變異位點(diǎn)的生物學(xué)影響；采用Sanger測序技術(shù)驗(yàn)證患者及家屬的變異位點(diǎn)，并用ACMG 指南評(píng)估其臨床意義。

2 結(jié)果

2.1 患者臨床資料

3 例患兒，男2 例，女1 例，年齡10 個(gè)月～3 歲8個(gè)月（中位年齡13 個(gè)月），臨床表型為面容異常、發(fā)育遲緩、智力低下、小頭畸形、肌張力異常；手關(guān)節(jié)異?；蜃阃夥I盂腎炎、隱睪以及顱縫早閉等癥狀。其中2例患兒頭顱MRI可見腦溝增寬、腦發(fā)育不良等異常，患兒1存在聽力異常等癥狀，見表1。

表1 3例ZTTK綜合征患兒的臨床表現(xiàn)

2.2 遺傳學(xué)分析結(jié)果

測序原始數(shù)據(jù)經(jīng)過生物信息學(xué)分析注釋以后結(jié)合患兒的家族史、臨床表型發(fā)現(xiàn)3 例患兒均存在SON基因（NM_138927）變異，患兒1 存在c.3020G＞A（p.R 1007 H）雜合變異，該氨基酸位點(diǎn)在不同的物種之間保守，見圖1，且文獻(xiàn)及數(shù)據(jù)庫中未見收錄，患兒父母未見異常；根據(jù)ACMG 指南該位點(diǎn)為可能致?。≒S2+PM2+PM）?；純?存在c.1195delG（p.V 399 fsTer 1）移碼變異，其父母未見異常，文獻(xiàn)及數(shù)據(jù)庫未見報(bào)道，根據(jù)ACMG 指南，該位點(diǎn)為致病性變異（PVS 1+PS 2+PM 2）?；純? 存在c.5753_5756delTTAG（p.V1918EfsTer87）移碼變異，其父母未見異常，見圖1；根據(jù)ACMG指南，該位點(diǎn)為致病性變異（PVS1+PS2+PM2）。3例患兒均診斷為SON基因異常導(dǎo)致的ZTTK綜合征。

圖1 患兒及父母SON 者遺傳學(xué)檢測結(jié)果

3 討論

SON基因（NM_138927.2）定位于21號(hào)染色體21q22.11區(qū)域，含有12個(gè)外顯子，編碼含有2 426個(gè)氨基酸的蛋白，該蛋白含有一個(gè)富含精氨酸/絲氨酸功能區(qū)（R/S rich domain），一個(gè)G-patch功能區(qū)以及一個(gè)雙鏈RNA集合功能域[5]。SON蛋白是一個(gè)DNA或RNA結(jié)合蛋白，作為mRNA剪接加工復(fù)合物成員之一，SON異?？捎绊慠NA的異常剪接以及基因的表達(dá)等[6]。文獻(xiàn)及數(shù)據(jù)庫中收錄SON基因異?？蓪?dǎo)致ZTTK綜合征（OMIM 617140），其主要的臨床表現(xiàn)為發(fā)育落后智力低下、肌張力異常、面容異常、骨骼畸形等。在人類細(xì)胞中敲除SON后發(fā)現(xiàn)細(xì)胞遷移相關(guān)基因、代謝相關(guān)基因以及線粒體功能相關(guān)基因等均發(fā)生了顯著的改變[7-8]。模式動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，在斑馬魚中敲除SON基因后，斑馬魚表現(xiàn)出發(fā)育遲緩、骨骼畸形等癥狀與ZTTK 綜合征表型相似[1]；在小鼠模型中敲除SON亦有ZTTK相似的表現(xiàn)[9]。

本研究中的3 例患兒臨床表現(xiàn)為面容異常、發(fā)育落后、智力低下、小頭畸形、肌張力異常；手關(guān)節(jié)異?；蜃阃夥?，腎盂腎炎、隱睪以及顱縫早閉等癥狀。其中兩例（P 1 和P 3）患兒頭顱MRI 可見腦溝增寬、腦發(fā)育不良等異常；此外例1 存在聽力異常。遺傳學(xué)檢測發(fā)現(xiàn)3 例患兒均存在SON基因變異，例1 存在錯(cuò)義變異，例2 和3 存在移碼變異，結(jié)合ACMG 指南結(jié)合患者的臨床表現(xiàn)，3 例患兒診斷為SON基因異常導(dǎo)致的ZTTK 綜合征。目前ZTTK綜合征患者尚無有效的治療方法，臨床均采取對癥治療，比如語言康復(fù)訓(xùn)練、骨骼校正以及抗癲癇治療等。

以“SON基因”以及“SONgene”為關(guān)鍵詞檢索中國知網(wǎng)、萬方醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫、PubMed、Decipher、HGMD 等數(shù)據(jù)庫，其中國內(nèi)數(shù)據(jù)庫未見ZTTK 綜合征患者報(bào)道，PubMed 數(shù)據(jù)庫共檢索到到51 例ZTTK 綜合征患者，中文期刊數(shù)據(jù)庫檢索到1 例患者[1-4,10-15]，Decipher 數(shù)據(jù)庫收錄9 例患者。其主要的臨床表現(xiàn)依次為發(fā)育遲緩及智力低下（100%）、面容異常（93.3%）、頭顱MRI 異常（84.3%）以及66.7%的患者存在眼睛或視力的異常；約50%的患者存在身材矮小或者癲癇發(fā)作（圖2）。目前共發(fā)現(xiàn)51 種SON變異，主要為移碼變異（70.6%）其次為錯(cuò)義變異（13.7%）和無義變異（11.8%），變異均勻的分布于SON基因的外顯子上，其中12例患者攜帶c.5753_5756delTTAG 變異（12/64，18.75%），該位點(diǎn)位于富含精氨酸/絲氨酸功能域，可能為熱點(diǎn)變異（圖3）?；蛐秃捅硇拖嚓P(guān)性分析未見明顯異常，但該結(jié)論需要進(jìn)一步收集患者驗(yàn)證。

圖2 ZTTK 綜合征患者的臨床表型文獻(xiàn)復(fù)習(xí)

圖3 SON 基因與氨基酸變異

SON是RNA加工復(fù)合物亞基之一，在mRNA剪接成熟中發(fā)揮重要作用[1,7]。Kim等[1]研究發(fā)現(xiàn)SON基因敲減的Hela細(xì)胞中以及SON基因變異的患者外周血中存在剪接異常的轉(zhuǎn)錄本的累積。提取Hela細(xì)胞或患者外周血RNA后，檢測發(fā)現(xiàn)TUBG1、FLNA、PNKP、WDR 62、PSMD 3、PCK 2、PFKL、IDH 2以及TUBA1A等基因均存在異常剪接（內(nèi)含子保留或外顯子跳躍）以及表達(dá)水平顯著降低。其中TUBG1和TUBA1A基因均與大腦皮質(zhì)發(fā)育不良相關(guān)[16-17]；文獻(xiàn)報(bào)道WDR 62與小頭畸形相關(guān)[18]，而約80%的ZTTK患者存在頭顱MRI異常。FLNA則關(guān)聯(lián)多種疾病，與腦室旁節(jié)結(jié)異位、額骨骺發(fā)育異常以及FG綜合征等[19-20]，臨床表型異質(zhì)性很大。推測SON基因異常影響mRNA異常剪接是ZTTK綜合征臨床累及多系統(tǒng)的原因。

綜上所述，ZTTK綜合征患者存在發(fā)育遲緩、智力低下、面容異常、頭顱MRI異常、骨骼畸形及眼睛或視力異常、癲癇發(fā)作等多系統(tǒng)異常的臨床表現(xiàn)，基因檢測有助于早期明確診斷。本研究發(fā)現(xiàn)SON基因2個(gè)未見報(bào)道的新變異，豐富了該基因變異數(shù)據(jù)庫，此外本研究加深臨床醫(yī)師對該疾病的認(rèn)識(shí)。