方珍香，朱 敏*，宋建敏，湯 健，趙曉科，陸 芬，杜森杰，徐 紅

1南京醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院康復(fù)科，2神經(jīng)內(nèi)科，江蘇 南京 210008

常染色體顯性遺傳脊髓性肌萎縮癥-下肢1 型（spinalmuscularatrophy，lowerextremitypredominant-1，SMALED1）是一種非常罕見的、因DYNC1H1基因雜合性突變導(dǎo)致的常染色體顯性遺傳病。2010 年，Harms等［1-2］根據(jù)染色體14q32連鎖顯性遺傳與主要表現(xiàn)為下肢遠端受累脊髓性肌萎縮癥的臨床特征，提出了SMALED1 的命名，并在隨后的研究中鑒定了DYNC1H1基因雜合性突變?yōu)镾MALED1的遺傳性病因。DYNC1H1雜合性突變所導(dǎo)致的疾病具有較高的表型異質(zhì)性，在兒科中所見除SMALED1 相關(guān)的運動發(fā)育障礙外，還可能導(dǎo)致精神發(fā)育遲緩、智力障礙（常染色體顯性遺傳智力障礙13型，MDR13）和周圍神經(jīng)元軸突退化的遺傳性神經(jīng)性肌萎縮病類型（CMT20）。因此，DYNC1H1相關(guān)疾病的基因型-表型發(fā)現(xiàn)顯得尤其重要。

本研究報道了1個3代3例患者的SMALED1家系，其中先證者兒童期表現(xiàn)出包括SMALED1 臨床特征在內(nèi)的輕度全面發(fā)育遲緩（認(rèn)知障礙），而另2 例患者僅有運動功能受累。該臨床表型變異的家系表明了SMALED1 的表型異質(zhì)性，應(yīng)引起相關(guān)專業(yè)臨床工作者的認(rèn)識和重視。

1 病例資料

患兒，男，2歲齡，因“發(fā)現(xiàn)運動發(fā)育落后6個月”于2020 年12 月至南京醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院康復(fù)科就診?；純合礕1P1，足月剖宮產(chǎn)，出生體重3.5 kg，出生時無缺氧窒息病史，無新生兒黃疸病史，圍產(chǎn)期無特殊，母孕期無特殊。父母非近親結(jié)婚。母親運動發(fā)育落后，4 歲能獨走，走路不穩(wěn)，呈鴨步。外祖母健在，運動發(fā)育落后，具體不詳，目前走路不穩(wěn)，呈鴨步。父親及外祖父均體健?；純喝朐簳r能短時獨站，不能獨走，扶走可見雙足扁平外翻，外旋。0～6 歲兒童Gesell 發(fā)育診斷量表顯示，大運動11個月，精細動作18個月，適應(yīng)性相當(dāng)于18個月，語言15 個月，個人-社交15 個月。查體：體重12.5 kg，頭圍48 cm，頭顱形態(tài)正常，前囟已閉，雙肺呼吸音清，心音有力，律齊，未聞及明顯雜音。肝脾肋下觸及，脾未觸及腫大。雙下肢生理反射：膝腱反射未引出，原始反射消失，病理反射：巴氏征未引出，四肢肌張力低下，內(nèi)收肌角160°，腘窩角150°，足背屈角70°，雙下肢近端肌萎縮，與遠端肌粗細接近（圖1）?；純毫⑽环稣灸芏虝r獨站，不能獨走，扶走可見輕度屈髖、膝反張、雙足扁平外翻、外旋。輔助檢查：肌電圖提示神經(jīng)源性損害肌電改變（主要累及雙下肢，首先考慮脊髓前角細胞或根性損害，運動神經(jīng)軸索亦難排除）。完善頭顱MRI 平掃、脊髓MRI 未見異常。骨盆片正位片、普通腦電圖、視聽覺誘發(fā)電位未見異常。肝腎功能、肌酶譜、電解質(zhì)、甲狀腺功能均正常。遺傳代謝病血篩查正常。

圖1 患兒仰臥（左）及站立位（右）的下肢形態(tài)

為進一步明確病因，本研究在征得患兒監(jiān)護人知情同意，簽署知情同意書，并獲得醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)（倫理號：202105049-1）后，責(zé)任護士做好基因檢測標(biāo)本目的、方法及注意事項的健康宣教，分別抽取患兒及其父母靜脈血2 mL，置于乙二胺四乙酸（EDTA）抗凝外周靜脈抗凝管中。同時取外祖母及外祖父指甲，作為基因組抽取樣本。由北京智因東方轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究中心有限公司進行全外顯子測序（whole exome sequencing，WES）、在線系統(tǒng)（https：//cloud.chigene.org）的遺傳病數(shù)據(jù)分析，以及一代（Sanger）測序驗證。外顯子組文庫構(gòu)建采用xGen?Exome Research Panel v1.0 捕獲探針（IDT，美國），使用NovaSeq 6000（Illumina公司，美國）平臺進行高通量測序。通過智因東方自研發(fā)算法，同時對WES數(shù)據(jù)進行了SMN1/2基因外顯子拷貝數(shù)進行篩查排除常染色體隱性遺傳脊髓性肌萎縮（spinal muscular atrophy，SMA）。Chigene 在線遺傳病分析整合HGMD、LOVD、OMIM、Clinvar、SWISS和Clinvitae等多個變異數(shù)據(jù)庫，并依據(jù)美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)會（American College of Medical Genetics，ACMG）臨床應(yīng)用指南［3］，對變異位點進行自動化的致病性分析。此外，后續(xù)通過歐洲EMBL-EBI提供的在線變異分析工具VarSite（https：//www.ebi.ac.uk/thornton-srv/databases/VarSite），對變異的保守性和致病性進行了整合性分析。

患兒WES 分析檢出DYNC1H1基因（NM_001376.4：c.3326A＞G，p.Tyr1109Cys）雜合性變異，并通過Sanger測序驗證了該變異遺傳自患兒母親和外祖母（圖2）。該變異在公共數(shù)據(jù)庫及Chigene 自有中國人數(shù)據(jù)庫中均無記錄，為新發(fā)現(xiàn)的變異。依據(jù)ACMG 指南對該變異進行分析：①該變異遺傳自患兒母親和外祖母（PM1）；②比照千人基因組數(shù)據(jù)庫（1000 Genomes）、人類基因變異數(shù)據(jù)庫（HGMD）未見變異報道和收錄（PM2）；③生物信息學(xué)軟件（Polyphen2、SIFT、Mutation Taster）預(yù)測均為有害（表1）。應(yīng)用HomoloGene 系統(tǒng)對人類、獼猴、狼、牛、大鼠、小鼠、雞、斑馬魚、假絲酵母的DYNC1H1蛋白保守性分析發(fā)現(xiàn)，DYNC1H1第1 109位Tyr在無脊椎動物、脊椎動物以及哺乳動物之間均高度保守（PP3）；④家系中共3例患者（感染性共分離次數(shù)=2），符合疾病共分離特征（PP1）。根據(jù)ACMG 指南評級規(guī)則，DYNC1H1基因c.3326A＞G（p.Tyr1109Cys）變異評定為“可能致病（likely pathogenic）”（PM1+PM2+PP3+PP1）。結(jié)合患兒臨床表現(xiàn)，患兒最終診斷為SMALED1?；純涸诒驹壕C合康復(fù)治療1個月，運動及認(rèn)知較前改善，獨站較前穩(wěn)定，可扶樓梯上樓。定期隨訪，目前患兒在當(dāng)?shù)蒯t(yī)院康復(fù)半年，2歲6個月可獨走數(shù)步，但行走不穩(wěn)。

表1 不同的生物信息學(xué)預(yù)測工具評估DYNC1H1 c.3326A＞G變異的可能影響

圖2 本研究家系基因檢測結(jié)果

2 討論

以“DYNC1H1”或“常染色體顯性遺傳脊髓性肌萎縮癥”、“DYNC1H1”或“SMALED1”為關(guān)鍵詞，在中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺及PubMed數(shù)據(jù)庫檢索2000 年1 月—2021 年9 月收錄的文獻，篩選條件為DYNC1H1雜合性錯義突變致病，且報道案例有明確的臨床診斷及表型的描述。篩選到21 個患者表型及臨床診斷明確的DYNC1H1錯義突變，并通過繪制DYNC1H1 蛋白復(fù)合物（動力蛋白1 復(fù)合物）的結(jié)構(gòu)域及功能的示意圖來顯示這些錯義突變（圖3）。其中p.P776L 見于2 篇國內(nèi)報道，分別為國內(nèi)1 對同卵雙胞胎患兒的新生突變［4］，及與前者報道無親緣關(guān)系的1 個家系的多例患者［5］。這些患者均表現(xiàn)為SMALED1［4-5］，篩選條件為文中描述了臨床表現(xiàn)及經(jīng)基因診斷SMALED1。共檢索到符合條件的18篇文獻，共26例患者［6-12］。

圖3 DYNC1H1結(jié)構(gòu)域功能示意圖及DYNC1H1錯義突變蛋白鏈位點

SMA是一種遺傳性神經(jīng)肌肉病，其特征是脊髓運動神經(jīng)元變異導(dǎo)致肌肉無力。最常見的SMA（SMA1）表現(xiàn)為常染色隱性遺傳，是由于染色體5q上SMN1基因突變所致。SMALED1 是一種DYNC1H1基因雜合性致病變異導(dǎo)致的、以下肢受累為主要臨床特征的SMA 類型［13］。與SMA 發(fā)病的病理生理機制相同，均為脊髓運動神經(jīng)元病變導(dǎo)致的肌肉萎縮、無力，肌電圖可提示神經(jīng)源性改變，但SMALED1患者幾乎均表現(xiàn)為局限于下肢的肌肉萎縮和肌無力，并以近端為甚，部分患者膝反射減弱/消失，常伴有先天性足部畸形；多數(shù)患者在兒童期起病，但病情進展較慢，除行走不便（蹣跚步態(tài)）和跑步能力受限，患者成年后的主要生活質(zhì)量及壽命不受影響。本研究中患兒母親及外祖母符合典型的SMALED1表型。同時，DYNC1H1雜合性突變也能導(dǎo)致罕見類型的孤立型智力障礙（常染色體顯性遺傳智力障礙13 型，MDR13）和CMT ?。–harcot-Marie-Tooth病20 型，CMT20），這表明DYNC1H1突變所關(guān)聯(lián)表型的異質(zhì)性。Fiorillo 等［14］報道了2 例DYNC1H1錯義突變（分別為Q1194R 和E3048K，圖3B），其特點在于2例患者除SMALED1表現(xiàn)，均伴有輕度的認(rèn)知障礙或精神發(fā)育遲緩，表明DYNC1H1相關(guān)的疾病并非根據(jù)表型可進行完全劃分，更可能是一個連續(xù)的表型譜。本研究家系中的先證患兒臨床表現(xiàn)為典型SMALED1 伴有輕度的、以語言和社交能力落后為主的精神發(fā)育遲緩，這與Fiorillo等［14］報道的表型特征相似。此外，經(jīng)過積極的康復(fù)治療，本例患兒的精神發(fā)育水平有顯著進步，但未來是否發(fā)展成為智力障礙（評估年齡＞5 歲）或出現(xiàn)新的孤獨癥表型，目前還沒有足夠證據(jù)。總之，本研究增加了DYNC1H1突變導(dǎo)致伴隨精神發(fā)育遲緩的SMALED1案例，可能增加了人類DYNC1H1 參與大腦皮層發(fā)育的間接證據(jù)，但本例患兒的腦影像學(xué)檢查并未發(fā)現(xiàn)顯著的器質(zhì)性改變。

DYNC1H1基因位于人類染色體14q32.31，其典型轉(zhuǎn)錄本（NM_001376.4）包含78 個蛋白編碼外顯子，編碼4 646 個氨基酸殘基的動力蛋白胞漿1 重鏈1（dynein，cytoplasmic 1，heavy chain 1，DYNC1H1）。動力蛋白（dynein）是對基本細胞過程，包括逆行軸突運輸、高爾基體定位和自噬十分重要的多亞基分子馬達，其中，由動力蛋白重鏈通過N-末端Tail 結(jié)構(gòu)域同二聚體，結(jié)合多個輕鏈同二聚體，構(gòu)成了動力蛋白復(fù)合物的核心（圖3A）。目前所報道的SMALED1 和CMT20 患者其錯義突變均位于Tail 結(jié)構(gòu)域，表明Tail 核心結(jié)構(gòu)域與脊髓或周圍神經(jīng)系統(tǒng)表型的關(guān)聯(lián)性，也解釋了本案例家系患者典型的SMALED1表型。

DYNC1H1功能缺失性突變能導(dǎo)致小鼠后肢關(guān)節(jié)異常（類似人類的膝關(guān)節(jié)外翻）之外，在這些受累小鼠中還能觀察到兩極神經(jīng)元細胞遷移障礙導(dǎo)致的腦皮層結(jié)構(gòu)紊亂［15］，這可能提示了人類動力蛋白影響腦皮層發(fā)育的機制。在人類MRD13 患者中，也觀察到了大腦皮質(zhì)神經(jīng)元遷移障礙［16-17］（分別為p.E1518K 和p.H3822P，圖3B）；Poirier 等［18］報道了8 例DYNC1H1錯義突變導(dǎo)致腦皮層發(fā)育障礙的患者，除4 個突變（p.K3241T、p.R3344Q、p.K3336N和p.R3384Q）位于Stalk 結(jié)構(gòu)域，其他分布在包括Tail 結(jié)構(gòu)域的散在位點（圖3B）。綜合Fiorillo 等［14］報道的2 個伴有輕度認(rèn)知障礙案例中鑒定的p.Q1194 和p.E3048K 分布散在，以及本案例鑒定的p.Y1190C 也位于常見的Tail 結(jié)構(gòu)域，提出對于DYNC1H1相關(guān)的大腦皮層發(fā)育障礙，目前仍缺少明確的基因型-表型關(guān)聯(lián)。

目前SMALED1 尚無特效治療。然而本例患兒通過包括認(rèn)知能力在內(nèi)的康復(fù)護理和治療，精神發(fā)育遲緩的表現(xiàn)有顯著改善。由于本研究的局限性，無法了解患兒母親及外祖母是否曾有過精神發(fā)育病史，因此我們鑒定的新變異p.Y1190C是否導(dǎo)致異質(zhì)性表型仍有待更長時間的隨訪觀察。