EDA基因新发变异致少汗性外胚层发育不良一例报道并文献复习
2021-05-26祁婧裴玉英逯军
祁婧,裴玉英,逯军
外胚层发育不良(ecodermal dysplasia,ED) 由THURMAN[1]在1848年首次报道。ED是一种罕见的先天性遗传疾病,主要累及外胚层来源器官,如皮肤及其附属器官、牙齿、眼等,造成其结构及功能异常[2]。目前报道的ED发病率为1/5 000~1/10 000[3]。临床中依据有无出汗将ED分为有汗性外胚层发育不良(hidrotic ectodermal dysplasia)和少汗/无汗性外胚层发育不良(hypohidrotic or anhidrotic ectodermal dysplasia,HED或EDA),但少汗性ED较无汗性ED表型轻。有汗性ED为常染色体显性遗传,男女发病率无差异;而HED在遗传上具有明显的异质性,其中以EDA基因突变所致X连锁少汗性外胚层发育不良( X-linked hypohidrotic ectodermal dysplasia,XLHED)最为常见[4]。XLHFD患儿易发生高热,严重时可造成死亡,有研究报道XLHED的死亡率约为30%[5]。X 连锁隐性遗传方式下男性XLHFD患者表现为全部或大部分临床症状,女性携带者由于X染色体失活而一般无明显表型或表型较轻,故男性发病率大于女性。本文回顾性分析了1例XLHED患儿的临床资料及基因检测结果,并首次报道了EDA基因c.852T>A半合子变异。
1 病例简介
患儿,男,5个月龄,因发热2周于2020-03-10入住中南大学湘雅医学院附属海口医院。患儿2周前出现不明原因发热,热峰39.1 ℃,无肢体抖动,无寒战及抽搐,无皮疹、气促、咳嗽、呕吐、腹泻,外院予抗生素和对症治疗后体温可降至正常,但易反复。患儿2个月前曾因咳嗽10余天、发热1 d、抽搐1次于外院住院,诊断为“支气管肺炎;小儿惊厥;巨细胞病毒感染”。患儿为第二胎第二产,足月娩出,出生时无产伤及窒息史。患儿父母均体健,非近亲结婚,患儿哥哥3岁,体健。患儿入院体格检查:体温38.9 ℃,发育正常,营养中等,头发及眉毛稀疏(见图1),毛发淡黄,咽部无充血,心肺腹部无异常。外院检查结果:降钙素原、红细胞沉降率、抗链球菌溶血素“O”、类风湿因子、肝肾功能、电解质、血培养均未见异常;G试验及T-spot试验均为阴性;腹部彩超示肝胆脾未见异常,腹腔未见液体或肿块;胸部X线检查示双肺纹理增强、模糊;鼻窦CT示左侧上颌窦及双侧筛窦部分黏膜增厚;电子鼻咽镜示鼻未见异常;颅脑MRI增强示双侧侧脑室、双侧额颞部脑外间隙轻度增宽。本院检查结果:血常规:白细胞计数(WBC)13.52×109/L,淋巴细胞分数(L)58.5%,中性粒细胞分数(N)33.7%,红细胞计数(RBC)4.28×1012/L,血红蛋白(Hb)101 g/L,血小板计数(PLT)388×109/L;二便常规未见异常;血生化未见异常;呼吸道病原体九项、巨细胞病毒及EB病毒免疫球蛋白(Ig)M抗体均未见异常;胸部CT示左肺及右肺下叶散在渗出,考虑炎症;上腹部CT未见明确病变;IgA、IgG及IgM未见异常;细胞免疫:CD3+CD4+1 176 个 /μl,CD3+CD8+1 480 个 /μl,CD3+2 816个/μl,均未见异常;骨髓穿刺结果未见异常;血串联质谱、尿有机酸分析均未见异常。入院诊断:(1)支气管肺炎;(2)副鼻窦炎;(3)轻度贫血。先后予美洛西林钠舒巴坦及头孢哌酮舒巴坦抗感染和退热药物对症治疗后体温可稍下降,仍易反复,因尿巨细胞病毒DNA阳性加用更昔洛韦抗病毒治疗后转为低热。因患儿头发稀少,热退时无汗出,追问患儿病史哭闹时无汗出,临床上疑诊为HED,住院期间予以完善基因检测,经抗感染等治疗2周后症状好转,家属要求办理自动出院手续。
图1 患儿头面部Figure 1 The head and face of this infant with hypohidrosis ectodermal dysplasia
2 基因突变分析
2.1 血液样本采集及基因检测方法 取得家长的知情同意后,采集患儿及其父母和哥哥外周血,乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝,送至北京康旭医学检验有限公司进行基因检测。提取患儿及其亲属的基因组DNA,通过测序仪进行二代基因检测,获得靶向区域变异位点的信息。EDA基因exon7引物序列为:正向 5’-GCCTGGCAGCTGCTTTACAA-3’,反向3’-AATCAGATGGCAGGGTGTGG-5’。PCR扩增后合成引物,行一代测序验证排除假阳性结果。
2.2 基因检测结果分析 基因检测结果提示患儿EDA基因第7号外显子上的c.852T>A存在单核苷酸错义变异,属于半合子变异;在HGMD Professional、PubMed、Clinvar数据库进行检索、比对,明确存在该变异的病例目前尚无文献报道。本次基因测序结果显示,患儿基因序列全长为391个氨基酸,包括54个α-螺旋、88个β-折叠,39个β-转角;各种二级结构所占的百分比:α-螺旋占13.81%、β-折叠占22.51%、β-转角占9.97%、无规则卷曲占53.71%。c.852T>A(p.Phe284Leu)为错义突变,导致第284号氨基酸由苯丙氨酸变成亮氨酸,该变异可能导致蛋白质功能受到影响。此外,参考多个数据库均提示本变异为非多态性变化,在人群中发生的频率极低。本例患儿存在半合子突变,母亲为杂合变异,父亲未发现相同变异;结合家系分析结果,该患儿错义变异源于其母亲,符合X连锁隐性遗传规律(家系图谱见图2,基因测序图见图3)。
图2 患儿家系图谱Figure 2 A two-generation pedigree map of this infant with hypohidrosis ectodermal dysplasia
尽管c.852T>A变异致病性未见文献报道,但同一位点c.852T>G变异的致病性已有文献报道[1],此外,根据美国医学遗传学与基因组学学会(ACMG)评级对其进行评级为疑似致病。结合患儿临床表现及基因检测结果分析,推测该变异为患儿的致病性变异,即EDA基因c.852T>A变异可导致XLHED。由于结果回报时患儿已出院,故电话告知其家属该病目前尚无有效的治疗方法,因患儿体温极易受外界环境影响,因此可将其置于低温环境以避免高热的发生。
3 讨论
据文献报道,大多数XLHED是由EDA基因突变引起的,该基因位于染色体Xq12-q13.1上,包含8个外显子和7个内含子,共编码391个氨基酸[4]。EDA基因编码的跨膜蛋白EDA为肿瘤坏死因子家族的成员之一。目前已在EDA基因上发现超过300个变异位点,变异的形式包括错义变异、无义变异、剪接点变异、缺失或插入变异、分子重排等,其中错义变异占大部分,约4/5的病例仅存在一个变异,少数病例可同时存在多种类型的复合变异[6]。CAÑUETO等[7]、陈建军等[8]、TONG[9]、ZHANG 等[10]报道均显示,95% 的变异发生在exon1、3、5、8及9,本文报道的患儿c.852T>A变异位点位于exon7,与大多数文献报道不同。
EDA蛋白为Ⅱ型三聚体的单次跨膜蛋白,与其受体结合后会进一步激活核因子κB(NF-κB)信号通路,调节基因表达,最终诱导外胚层的附属器官的发育。NF-κB信号通路对牙齿、毛发和外分泌腺等组织和器官的形态和功能起决定性作用,在胚胎期的发育过程中具有重要作用[6]。
HED主要累及外胚层来源的器官,可造成相应器官结构、功能异常。HED的3个典型特征是毛发发育不良(毛发稀少)、无汗或少汗和牙髓不足(先天性牙齿缺失),其中最主要的特点为指(趾)甲、毛发发育不良,其他症状还包括皮肤光滑干燥、眼眶周围色素沉着及皱纹,面容异常如前额突出、鼻梁塌陷,易患呼吸道感染等[11]。临床上HED并不全表现为终生无汗。王福喜等[12]研究表明,部分HED患者随着生长发育在青春期出现有汗,部分HED患者无汗症状随着年龄增长得到改善。
HED临床累及多系统,但部分患者以非典型症状起病,以不常见系统受累为主,临床上仍需警惕本病可能,如苏冠羽等[13]报道1例8岁女患儿因左眼突发眼痛、视力下降1周就诊,既往反复双眼畏光、流泪病史4年,但查体发现眉毛脱落及无头发,牙齿缺如,双手掌及手背皮肤过度角化,确诊为HED。故而加强对本病的认识可早期诊断,减轻患儿及其家属心理及经济负担,对降低死亡率具有重要意义。
此外,临床上尚有HED伴免疫缺陷综合征症类型,如林文浩等[14]报道1例HED伴免疫缺陷的1个月余男患儿,提示临床医师遇到发热不易缓解而诊断为HED时需警惕伴有免疫缺陷的可能。
碘淀粉试验是诊断XLHED有效的方法,该试验在男女中表现出明显差异。男性患者由于背部无汗,故无变色情况,而女性携带者的背部可有斑片状的出汗,出汗造成淀粉湿潮,遇碘后变蓝色。应用该试验可鉴别XLHED携带者与女性常染色体遗传HED。基因检测有助于确诊并可提供分子学的产前诊断,进一步提供遗传咨询有助于减少出生缺陷。
目前研究证实造血干细胞移植和造血细胞移植在临床上有一定的实用价值[15]。美国食品和药品监督管理局(FDA)已批准重组EDA为基础的基因治疗可用在XLHED患者,为人类纠正发育异常提供了新的替代治疗方案[16]。SCHNEIDER等[5]对经基因检测确诊的3名XLHED胎儿羊膜腔内注射Fc-EDA蛋白(即由EDA的受体结合结构域和人IgG1的Fc结构域组成的重组融合蛋白)而诱导功能性汗腺、睑板腺和牙齿的发育,明显改善了XLHED临床症状,但该技术尚在临床试验阶段,未能在临床大量开展。对于大多数XLHED患者,暂无特异性治疗方法,仅以对症支持为主,治疗目标包括预防体温过高、干眼症、呼吸道感染,关注牙齿健康等。对于有美容需求的患儿可戴假发及进行部分或全口义齿修复[17]。XLHED严重者幼儿时期可发现反复发作的高热,甚至导致死亡,因而应及早地诊断并采取相应的应对措施,从而预防高热发作、减少并发症、改善生存质量及降低死亡率。
综上所述,EDA基因c.852T>A突变导致了XLHED。本例患儿为国内外首次报道,扩充了HLHED的基因变异谱,对于存在毛发发育不良(毛发稀少)、无汗或少汗和牙髓不足(先天性牙齿缺失)等症状的患儿应尽早完善基因检测,进行遗传诊断及产前咨询,减轻家庭及社会负担。
作者贡献:祁婧负责文章的构思与设计、病例资料的收集、整理、文章的撰写以及论文修订;裴玉英对文章部分内容、语言表达给予建议及修改;逯军负责整篇文章的审核及指导,对文章整体负责、监督管理。
本文无利益冲突。