ZC4H2 基因c.82G＞A 杂合半合子错义变异致ZC4H2相关罕见疾病的基因诊断（附1例分析）

李沙沙，崔清洋，周福军，贾倩芳

新乡医学院第一附属医院儿科，河南卫辉 453100

先天性多关节挛缩（AMC）是一种罕见的神经肌肉疾病，发病率为1/5 000～1/3 000，其特点是至少涉及两个关节的非进行性先天性挛缩。与AMC相关的潜在遗传原因和发病机制多种多样，尚未完全了解［1］。近年来，包括外显子组和基因组研究在内的新一代测序技术研究显示，与AMC 相关的基因超过400个，AMC与常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传和 X 连锁遗传有关［2-3］。ZC4H2 基因致病变异可导致一种罕见、特殊的X-连锁AMC 性疾病，即Wieacker-Wolff 综合征（WWS），也称为 ZC4H2 相关罕见疾病（ZARD），为X连锁隐性遗传的神经发育障碍，该病于1985年首次报道［4］，至今文献报道病例很少，与ZC4H2 基因变异相关的基因型—表型谱也非常有限［5］。ZARD 的临床特征包括 AMC、智力障碍和运动发育迟缓［6］，男性患者的临床症状比女性患者更严重，部分女性患者也可出现比较严重的症状，尤其是ZC4H2 基因缺失和无义变异病例，部分病例被认为与非随机X 染色体失活（XCI）有关［2］。ZARD国内报道甚少，现对 1 例 ZC4H2 基因 c.82G＞A 杂合半合子错义变异致ZARD 患儿的临床资料进行回顾性分析，以期加强临床儿科医师对本病的认识。

1 资料分析

患儿女，7 个月18 天，因发育落后3 个月入院。4月龄时家长发现患儿不会抬头，未予重视。7月龄时患儿抬头较前稍好转，但仍竖头不稳，收住入院。患儿系第1 胎第1 产，足月顺产，无窒息及抢救史。患儿父母均体健，非近亲结婚。体格检查：体质量9.4 kg，头围43 cm，身长66 cm，抱入病房，发育落后，双眼内斜视，颈短但无转动困难，心肺腹未见异常，双手掌指关节挛缩，双手拇指尺偏，双足底呈摇篮底足，双下肢肌张力增高。仰卧位：头可居中线，追视、追听可，双手偶可居中线活动，双下肢自然伸展；俯卧位：主动肘支撑，抬头90°，时间短；坐位及前倾坐位：竖头欠稳；立位：双下肢可支撑体重，扶持立位时竖头不稳；手抓位：无主动取物意识，留握差；异常姿势：竖头不稳；肌张力：双下肢肌张力增高；关节活动度：股角100°、腘窝角120°、足背屈角30°，围巾征不过中线；语言及智力评价：可逗笑，能笑出声，偶有“a”音，蒙面试验阴性。辅助检查：血清甲状腺功能指标、维生素D3及肝肾功能指标未见异常，血串联质谱及尿气相色谱—质谱未见异常。染色体核型分析：46，XX，未见结构异常。2016版儿心量表检测结果显示，大运动相当于2.5 月［发育商（DQ）33分］，精细动作相当于1.0月（DQ 13分），适应能力相当于3.5 月（DQ 46 分），语言相当于3.0 月（DQ 40分）。结论：智龄2.6月，DQ 34分。表面肌电图结果示，被动状态下，双侧腘绳肌、背阔肌及右侧斜方肌肌张力稍增高，左侧斜方肌肌张力增高。双髋关节正位片未见明显异常。头颅MRI 未见明显异常。入院诊断：1 全面发育迟滞；2 遗传代谢性疾病？予关节松动、作业疗法及理疗等康复治疗，间断康复训练2个疗程，均因体质差继发感染而停止训练。

因患儿全面发育迟滞，经医学伦理审核及家属知情同意后，采集患儿及其父母外周血送基因检测。使用CASAVA1.8.2 软件将原始数据转化为可识别的碱基序列，获得靶向区域变异位点的信息。通过在线生物预测软件分析蛋白质损伤，获取变异的位点。测序分析发现，患儿ZC4H2 基因第2 外显子c.82G＞A 杂合半合子变异，该变异导致该基因序列第82 位的碱基G 变异为A，导致该基因编码蛋白的第28 氨基酸位置上谷氨酸变异为赖氨酸（p. Glu28Lys），可能造成蛋白质功能遭受严重影响，该变异位点在美国医学遗传学与基因组学会数据库尚未见报道。该变异不归类为多态性变化，在人群中发生频率极低（所参考的数据库为1000Genomes 和dbSNP）。家系验证结果表明，父母均为该基因位点野生型，符合X 染色体隐性遗传规律（见图1）。

图1 患儿及其父母ZC4H2基因c.82G＞A变异测序峰图

根据美国医学遗传学与基因组学会联合美国分子病理学会2015 年制订的“基因序列变异解释的标准和指南”进行致病性分析［7］，ZC4H2 基因c.82G＞A变异的致病性证据强度为“PM2+PM6+PP3”，为造成患儿发病临床意义不明性变异。但ZC4H2 基因c. 82G＞A 变 异位 点在 SIFT、Polyphen2、Mutation-Taster 软件的预测结果分别为致病、可能致病及致病。

结合患儿双手掌指关节挛缩、智力障碍、发育迟滞症状和基因检测结果，诊断ZC4H2 基因c.82G＞A变异所致的ZARD 明确，告知患儿家属该病目前尚无特效治疗，建议定期康复治疗。

2 讨论

ZC4H2 基因定位于Xq11.2，基因组全长约118.33 kb，包含5 个外显子和4 个内含子，编码的ZC4H2 蛋白共224 个氨基酸，包括1 个锌指结构域、4 个半胱氨酸残基、2 个组氨酸残基及1 个卷曲螺旋结构域。ZC4H2 基因在胚胎发育过程中和未成熟神经元中表达量最高，在出生后和成熟神经元中表达量均下降，表明其在神经系统发育中具有重要作用［2］。ZC4H2 基因表达于人体各器官，特别是胎儿大脑，可能与胎儿时期神经系统的发育密切相关。目前ZC4H2 基因变异的致病机制尚不清楚，但在斑马鱼模型中，ZC4H2 同源基因敲低或敲除可导致斑马鱼游动异常、运动神经元发育受损及GABA 能中间神经元显著减少［8］。MAY 等［9］研究发现，对斑马鱼ZC4H2 基因纯合敲除，表现出游动异常、抽搐增加、眼球运动缺陷和胸鳍挛缩，脊髓和大脑中GABA能中间神经元减少，而感觉和运动神经元表现正常，认为ZC4H2蛋白对大脑和脊髓GABA能中间神经元的正常发育至关重要。

目前已报道的ZC4H2 基因变异约为109 种，包括错义变异30 种、无义变异7 种、移码变异8 种、剪接位点突变2 种，位于非编码区RNA 和非翻译区的变异有 62 种（https：//www. ncbi. nlm. nih. gov/clinvar）。ZC4H2 基因变异谱包括新生和复发遗传错义变异（多为男性患者受累）及新生变异、移码变异、无义变异和部分ZC4H2 基因缺失（多为女性患者受累）［10］，最常见的报道为错义变异。目前，基因型—表型之间的相关性尚未明确。WANG 等［2］发现，携带相同变异的女性可能具有不同的临床表型，并认为非随机XCI 可能是这种现象的原因，但同时发现即使在携带相同变异和具有相似临床表型的女性患者中，其XCI 也不同。1 例因ZC4H2 基因杂合微缺失而表现为严重表型的女性患者和另外1 例因p.Q50X 无义变异而表现为轻度表型女性患者均显示随机XCI，提示XCI 与疾病表型之间并没有很强的相关性。也有研究认为，ZC4H2 基因的R18K、V63L、L66H、R198Q、P201S 及 R213W 这 6 种错义变异是导致半合子男性和杂合子女性患者AMC 合并X 连锁智力障碍的原因［11］。另外女性患者血液或皮肤成纤维细胞的XCI 模式从随机到偏斜不一，对预测其临床表型并无帮助，有报道1 例严重受累女性胎儿皮肤成纤维细胞的XCI 比率为61∶39，而其他轻到重度女性胎儿血液淋巴细胞的XCI 比率为100∶0 到 80∶20［12］，而文献报道无症状携带者女性患者 XCI 比率大于 95∶5［13］。但最近一项研究表明，女性XCI 的机制不一定与疾病表型相关，在这方面，XCI 似乎与女性携带者温和表型相关［2］。本例患儿ZC4H2 基因c.82G＞A 变异为错义变异，与文献报道一致。由于技术限制，本例患儿未能检测血液或皮肤成纤维细胞的XCI比率。

儿童和成年男女ZARD 患者的常见临床表型包括生后生长发育迟缓、全身肌张力减退、运动发育迟缓、行走障碍、痉挛、反射亢进、尿失禁、构音障碍—表达性语言缺陷、语言表达能力差或缺失、智力障碍、流涎、吞咽困难（包括口腔运动功能障碍的咀嚼困难、进食困难）、面瘫、高额头、高发际线、眼运动失用、斜视、朝天鼻、小后颌、AMC、肩部运动受限、肘及腕挛缩、掌指关节挛缩、任一手指桡偏、膝关节屈曲挛缩、马蹄内翻足畸形足、跟腱挛缩、远端肢体肌肉萎缩或无力、男性小阴茎或隐睾等［10］。在男性患者，ZARD 的表型多为智力障碍、伴智力障碍AMC、胎儿发育迟缓、生后生长迟缓、痉挛、四肢瘫痪、小头畸形和性腺功能减退；在女性患者，ZARD 的表型多为未受累的携带者、伴智力障碍AMC、生后生长迟缓、语言落后或缺失、痉挛、不能行走、远端肌肉萎缩、短颈伴转动受限、窄胸和肩膀活动受限［9］。但新发变异ZARD 女性患者临床表型按发生频率高低依次为不能行走（94%）、远端肌无力（90%）、运动发育迟缓（90%）、短颈伴转动受限（86%）、肩部运动受限（86%）、屈指畸形（84%）、轻微下颌后缩（82%）、智力障碍（80%）、髋关节挛缩（79%）、远端肌萎缩（76%）、斜视（75%）、尿失禁（75%）、窄胸及窄肩胸（73%）、语言表达匮乏（73%）、生后生长迟缓（71%）及痉挛状态（71%）［10］。本例患儿为女性，基因测序发现为新发变异，其临床症状包括生长发育迟滞、斜视、双手掌指关节挛缩、双手拇指手指尺偏及智力障碍，与文献报道一致，但该患儿双下肢肌张力增高，与文献报道不符，提示ZARD 临床表型有高度异质性。

有研究显示，由于X 染色体失活，与男性相比，女性患者症状较轻，脑部MRI 可有轻微异常［14］。本例患儿头颅MRI 未见异常，与文献报道不同。OKUBO 等［14］报道ZC4H2 基因变异（仅包括ZC4H2 基因的 395 kb 微缺失）致 AMC 伴脑萎缩、痉挛性四肢瘫痪和智力障碍的严重女性病例，但作者指出，进行性弥漫性脑萎缩及严重的身体和神经表现是否仅由ZC4H2 基因变异所致尚不清楚，需积累更多女性患者资料以建立基因型与表型的相关性。

ZARD 为遗传性疾病，目前治疗主要以对症为主。尽管尚无法明确ZC4H2 基因c.82G＞A 变异位点的致病性，但患儿有ZARD 典型临床表现，且c.82G＞A 变异不属于多态性变化，在人群中发生的频率极低，故综合考虑患儿基因检测结果及临床表型，可基本确认ZC4H2 基因c.82G＞A 变异为患儿致病性变异。如需进一步明确ZC4H2 基因c. 82G＞A变异位点的致病性，仍需要进行大样本的回归分析并行转基因动物的模型验证。