李媛,馬小雪
家族性低磷血癥性佝僂病(FHR)是罕見的遺傳性佝僂病,由一組以腎臟磷酸鹽運輸缺陷導(dǎo)致排泄磷酸鹽過多和低血磷為特征的疾病組成,患者1,25二羥基維生素D〔1,25(OH)2D〕降低或處于參考范圍內(nèi)[1]。FHR的臨床特征為生長遲緩、兒童期佝僂病、骨軟化、牙齒發(fā)育不良。迄今,已確定了6種遺傳性佝僂病,包括常見的X-連鎖顯性遺傳佝僂病(XLH,MIM307800)、偶見的常染色體顯性遺傳低磷性佝僂?。ˋDHR)、常染色體隱性遺傳低磷性佝僂?。ˋRHR1,MIM 241520;ARHR2,MIM613312;ARHR3,MIM259775)、 罕見的X-連鎖隱性遺傳佝僂?。╔RHR)、罕見的低磷性佝僂病伴高鈣尿(HHRH,MIM241530)、低磷性佝僂病伴甲狀旁腺功能亢進(MIM612089)[2]。XLH的致病基因為X染色體內(nèi)肽酶同源性的磷酸調(diào)節(jié)基因(PHEX基因),而成纖維生長因子23(FGF23)突變可引起ADHRD,牙基質(zhì)蛋白1(DMP1)、核苷酸外焦磷酸酶/磷酸二脂酶1(ENPP1)、序列相似家族成員20(FAM20C)分別為ARHR1、ARHR2、ARHR3的致病基因[3],XRHR的致病基因為CLCN5,鈉磷共轉(zhuǎn)運蛋Ⅱ型溶質(zhì)轉(zhuǎn)運家族34(SLC34A3)突變可引起HHRH[4-5]。其中XLH最為常見,發(fā)病率約為1/20 000[6]。
FHR臨床表現(xiàn)多樣,嚴重程度不一,給臨床診斷帶來很大困難。因此,盡早地明確基因診斷對臨床診治、了解疾病預(yù)后至關(guān)重要。本文對1例患有FHR的漢族患兒采用二代測序技術(shù)進行相關(guān)基因檢測,發(fā)現(xiàn)PHEX基因的新突變:c.2066C>T(p.Ala689Val);再用Sanger測序法驗證患兒及其主要家族成員,發(fā)現(xiàn)該家系中患者均存在同樣的基因突變,確診該家系為PHEX基因新突變致XLH,現(xiàn)報道如下。
先證者,女,1歲7個月,漢族,因出現(xiàn)“O”型腿半年于2015年5月至云南省第一人民醫(yī)院就診。半年前患兒家長發(fā)現(xiàn)其雙小腿彎曲,外院診斷為“佝僂病”,服用碳酸鈣1片/d,無效?;純鹤猿錾?個月起每天服維生素AD滴劑,10個月出牙。查體:身長83 cm,體質(zhì)量12 kg,前囟閉合,出牙12顆,輕度雙膝內(nèi)翻,雙膝間距2.5 cm。下肢X線檢查未見佝僂病表現(xiàn)(見圖1),腎臟B超正常。家系調(diào)查:父母非近親結(jié)婚,父親、祖母、大姑媽均有身材矮小、重度雙膝內(nèi)翻?;純杭捌渲饕彝コ蓡T實驗室檢查資料見表1,家族系譜見圖2,初步診斷為FHR。根據(jù)家族系譜,臨床考慮XLH,但不能排除ADHR,為明確診斷進行基因測序?;純杭议L簽署知情同意書后,抽取先證者及其主要家族成員靜脈血2.5~3.0 ml置于EDTA抗凝管中,送昆明金域醫(yī)學(xué)檢驗所進行基因測序。采用二代測序法(NGS)對先證者進行FHR相關(guān)基因測序,發(fā)現(xiàn)PHEX基因突變,再用Sanger測序法對先證者及其主要家族成員PHEX基因突變進行驗證,將測序發(fā)現(xiàn)的突變在ESP6500、dbSNP、千人基因組數(shù)據(jù)庫進行比對查閱。
本文價值:
家族性低磷血癥性佝僂病(FHR)是罕見的遺傳性佝僂病,由一組腎臟排泄磷酸鹽增多導(dǎo)致低血磷的疾病組成,共同的臨床特征為生長遲緩、兒童期佝僂病、骨軟化、牙齒發(fā)育不良。本文對1個FHR家系的臨床表現(xiàn)、生化指標及影像學(xué)資料進行研究,通過基因測序發(fā)現(xiàn)該家系中4例患者均有PHEX基因的新致病突變(c.2066C>T),從而確診。本研究豐富了人類PHEX基因突變數(shù)據(jù)庫的種類,有助于深入了解該基因的結(jié)構(gòu)與功能。
表1 FHR患兒及其主要家族成員實驗室檢查資料Table 1 Laboratory examinations of the children and major family members of the FHR
基因測序發(fā)現(xiàn)先證者(Ⅳ:3)PHEX基因存在c.2066C>T(p.Ala689Val)雜合子突變。經(jīng)家系驗證分析,家族中患者(Ⅱ:1、Ⅲ:1、Ⅲ:5)均檢測到相同基因位點突變,而未受影響的家族成員中則無基因突變(見圖3),提示此變異為致病突變。該突變?yōu)殄e義突變,位于20號外顯子,突變導(dǎo)致第689位丙氨酸為纈氨酸所取代,蛋白多肽鏈原有功能喪失。該突變未見文獻報道,ESP6500、dbSNP、千人基因組數(shù)據(jù)庫中均未收錄,為新的致病突變。該家系中,3個女性患者為PHEX基因雜合子突變,1個男性患者為PHEX基因半合子突變,XLH診斷明確。
確診后予患兒口服磷酸鹽(元素磷劑量為20 mg·kg-1·d-1)、骨化三醇20 ng·kg-1·d-1。2個月后復(fù)查,血磷1.08 mmol/L、血鈣2.5 mmol/L、堿性磷酸酶(ALP)432 U/L、尿磷29.5 mmol/24 h、尿鈣4.9 mmol/24 h、尿肌酐6 630 μmol/L、甲狀旁腺激素(PTH)35.1 ng/L。后每3個月進行1次門診隨訪,血磷0.82~1.04 mmol/L、ALP 368~397 U/L,尿鈣/尿肌酐<0.4。治療1年后下肢X線檢查示“O”型腿減輕(見圖4)?;純?歲半時身高99.6 cm,下肢 “O”型腿已不明顯,腎臟B超正常。
圖1 先證者下肢X線檢查結(jié)果Figure 1 X-ray image of the lower extremity of the proband
圖2 FHR家族系譜Figure 2 Pedigree of the FHR
FHR是一種罕見的遺傳疾病,臨床表現(xiàn)多樣。XLH是最常見的遺傳性佝僂病,86%~87%的FHR為XLH[5]。XLH由FGF23介導(dǎo)的低血磷所致,主要臨床特征為身材矮小且不成比例、佝僂病、下肢畸形,患者還可能出現(xiàn)牙齒及牙齦異常、肌肉無力等表現(xiàn)[4]。XLH的生化特征包括低血磷,1,25(OH)2D低或處于參考范圍, 成纖維細胞生長因子23(FGF23)升高,尿磷排泄增多,ALP升高(兒童)或處于參考范圍(成人),PTH升高或處于參考范圍,血鈣處于參考范圍,尿鈣排泄降低或處于參考范圍[1,5]。
本文針對1個遺傳性佝僂病家族進行分析,該家族中患者均有相似的特征:身材矮?。ǔ茸C者外)、“O”型腿、低血磷,而血鈣處于參考范圍,男女患者臨床表現(xiàn)無明顯差別。根據(jù)家族系譜,臨床考慮XLH,但不能排除ADHR。因此,采用NGS對先證者(Ⅳ:3)進行遺傳性佝僂病基因測序,發(fā)現(xiàn)PHEX基因存在c.2066C>T(p.Ala689Val)雜合子突變。再用Sanger測序法對先證者及其主要家族成員PHEX基因突變進行驗證,顯示家族中患者(Ⅱ:1、Ⅲ:1、Ⅲ:5)均存在相同基因位點突變,而未受影響的家族成員則不存在基因突變,提示此變異為致病突變。該突變未見文獻報道,ESP6500、dbSNP和千人基因組數(shù)據(jù)庫中均未收錄,因此確定為新的致病性突變。
圖4 治療1年后先證者下肢X線檢查結(jié)果Figure 4 X-ray image of the lower extremity of the proband after 1-year treatment
圖3 X染色體內(nèi)肽酶同源性的磷酸調(diào)節(jié)基因測序圖Figure 3 Sequence diagram of the PHEX gene
XLH的致病基因PHEX定位于染色體XP22.1,由22個外顯子組成,編碼1條由749個氨基酸構(gòu)成的蛋白[7]。PHEX由1個小的氨基末端的胞內(nèi)尾巴、1個短的跨膜域和一個大的羧基末端細胞外域組成[1],后者包含10個高度保守的半胱氨酸殘基,2個鋅指結(jié)構(gòu)域,與二級結(jié)構(gòu)或催化活性有關(guān)[8]。PHEX主要在骨和牙齒中表達[9]。PHEX的功能喪失伴隨骨骼礦化缺陷、FGF23的合成和分泌增強。FGF23增高不僅導(dǎo)致腎臟磷酸鹽重吸收減少,而且抑制腎臟1-α羥化酶的活性,使得25羥基維生素D〔25-(OH)D〕生成減少[4]。然而,PHEX并不直接分解FGF23,PHEX的功能仍然有待闡明。
迄今,全世界報道的XLH患者PHEX基因突變共338種,其中移碼突變占25%,異常剪切突變占23%,錯義突變占22%,無義突變占18%,缺失占8%,還有4%基因多態(tài)性[10]。這些突變分散于PHEX基因,無明顯突變熱點[11-12]。20號外顯子的突變共19種,其中移碼突變9種,無義突變4種,錯義突變4種,缺失2種。目前未發(fā)現(xiàn)基因突變類型、突變位置與臨床嚴重程度之間的關(guān)聯(lián)[7,11-13]。
本文發(fā)現(xiàn)的PHEX基因新突變c.2066C>T(p.Ala689Val)為錯義突變,突變位于20號外顯子,導(dǎo)致第689位丙氨酸為纈氨酸所取代,突變點下游的閱讀框漂移改變了編碼產(chǎn)物的性質(zhì),造成PHEX功能喪失。XLH為完全外顯,理論上由于X染色體的隨機失活,雜合子突變的女性患者病情輕,而半合子突變男性則病情較重。但在本文中男、女患者臨床表現(xiàn)無明顯差別,與X染色體失活傾斜阻止了正?;虻谋磉_有關(guān)[2],而先證者病情較輕可能與X染色體隨機失活的程度較輕有關(guān)[2]。
目前XLH的治療方法是口服骨化三醇和磷酸鹽合劑。美國XLH臨床診治指南推薦骨化三醇的劑量為20~30 ng·kg-1·d-1,分 2~3次服用;磷酸鹽劑量為 20~40 mg·kg-1·d-1(最多為2~3 g/d),分3~5次服用[13]。治療過程中需每3個月監(jiān)測血鈣、磷、肌酐及尿鈣/尿肌酐和PTH。尿鈣/尿肌酐>0.4,提示骨化三醇劑量過大,應(yīng)及時減量[7];PTH升高可通過增加骨化三醇的劑量或減少磷酸鹽劑量來糾正[14]。由于血磷波動較大,不建議用血磷衡量磷的需要量[7]。而應(yīng)依據(jù)身高和生長速度及骨骼畸形改善情況判斷藥物劑量是否符合要求[14]。本研究中,先證者病情較輕,骨化三醇、磷酸鹽起始劑量分別為20 ng·kg-1·d-1、20 mg·kg-1·d-1,監(jiān)測血鈣、血磷、血肌酐、PTH及尿鈣、尿肌酐,根據(jù)尿鈣/尿肌酐調(diào)整骨化三醇的劑量,磷酸鹽的劑量則以達到空腹血磷處于參考范圍下限即可。本例患兒身高年增長速率為8.6 cm/年,且下肢畸形逐漸消失,說明藥物劑量適宜。
國外研究顯示,在出現(xiàn)生長障礙及佝僂病體征前的嬰兒期開始治療的XLH患者,在身高改善及病情減輕方面較1歲后開始治療者好[15]。XLH患者的子女應(yīng)在出生后3個月內(nèi)仔細追蹤,盡早治療。在嬰兒期診斷XLH,除陽性家族史外,還基于低血磷、高ALP,而低血磷及高ALP通常在生后3個月內(nèi)出現(xiàn)[15]。本文中先證者在外院被誤診為“佝僂病”治療半年,誤診的原因除醫(yī)生對本病認識不足外,更與不重視家族史及血生化檢查有關(guān)。所幸患兒病情較輕,確診時年齡不大,治療效果好。
綜上所述,本文確定了1例FHR家系PHEX基因的新致病突變,豐富了人類PHEX基因突變數(shù)據(jù)庫的種類,有助于深入了解該基因的結(jié)構(gòu)與功能。本文通過基因檢測確診患者為XLH,對先證者進行及時治療并取得了滿意療效,同時也為該家系的遺傳咨詢和今后的產(chǎn)前診斷提供了可靠的依據(jù)。
本文局限性:
因檢測條件限制,本研究未檢測該家系患者血成纖維生長因子23(FGF23)水平,不能了解PHEX基因的新致病突變(c.2066C>T)對血FGF23水平的影響。此外,如能在先證者的隨訪中監(jiān)測血甲狀旁腺激素(PTH)水平的變化,更有助于骨化三醇和磷酸鹽劑量的調(diào)整。
作者貢獻:李媛進行文章的構(gòu)思與設(shè)計,撰寫論文,負責(zé)文章的質(zhì)量控制及修改、審校,對文章整體負責(zé);馬小雪參與研究的實施、數(shù)據(jù)收集。
本文無利益沖突。