粘多糖病Ⅵ型患儿临床特征及ARSB基因突变分析

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背景粘多糖病Ⅵ型(mucopolysaccharidosis type Ⅵ,MPS Ⅵ)又称Maroteaux-Lamy综合征(MIM#253200),由Maroteaux P和Lamy M于1963年首次报道。是一种罕见的溶酶体贮积病,呈常染色体隐性遗传。由于溶酶体内芳香基硫酸酯酶B(N-acetylgalactosamine-4-sulfatase,arylsulfatase B,ARSB)缺乏,导致硫酸皮肤素(dermatan sulfate,DS)和硫酸软骨素(chondroitin sulfate,CS)不能降解而蓄积在溶酶体内,从而引起细胞损害,并且过多的硫酸皮肤素和硫酸软骨素由尿中排出。粘多糖病Ⅵ型患病率在不同种族和地区间存在差异,约1/43261~1/1505160,中国台湾地区患病率为1/833000,中国大陆无流行病学统计数据。根据发病年龄及疾病的进展速度,临床上将粘多糖病Ⅵ型分为重型(婴儿型)、中间型(青少年型)和轻型(成人型)。重型粘多糖病Ⅵ型患者临床表现主要为3岁前发病,身材矮小、骨骼畸形、关节僵硬、肝脾肿大、角膜混浊等,但智力正常,多于20至30岁时死于心肺并发症。轻型患者起病晚、进展慢,存活时间较长。骨骼X线粘多糖病样改变、尿粘多糖(glycosaminoglycan,GAG)增多有助于诊断,且尿粘多糖水平与临床表型相关,当患者尿粘多糖与肌酐比值GAG/Cr大于200μg/mg时表现为重型,而当尿GAG/Cr小于100μg/mg时表现为轻型。确诊依赖外周血白细胞或培养的成纤维细胞ARSB酶活性测定。ARSB基因突变分析可以进一步从分子水平明确诊断。ARSB基因定位于染色体5q13-q14,包含8个外显子和7个内含子,转录一条2228bp的mRNA,编码一条含533个氨基酸残基的多肽。目前已报道的ARSB基因突变约150种,包括错义突变、无义突变、剪接突变、小片段缺失及插入、大片段缺失、indels突变,其中错义突变和无义突变最常见,约占73%。ARSB基因突变在不同种族及地区间存在差异,如在北美、南美、欧洲和澳大利亚这些国家的人群中,最为常见的突变为p.Y210C、p.S384N、c.1143-1G>C和c.1143-8T>G,突变率为10%以上;在巴西,最常见的突变为1533del123,突变率为23%。Wei-De Lin等报道的9例中国台湾地区粘多糖病Ⅵ型患儿中,p.F399L为最常见的突变,突变率为27.8%。目前尚不能完全明确基因型和表型的关系,突变p.L72R、p.Y255X等与重型相关,突变p.D83Y、p.R434I等与轻型相关,突变p.R102H、p.T442M等则与中间型相关。造血干细胞移植及重组人ARSB(如Naglazyme)酶替代治疗可显著改善粘多糖病Ⅵ型患者的预后,早期诊断,早期治疗可避免患者骨骼、心肺、眼等重要脏器的不可逆损伤。对于有先证者的高危家庭进行产前诊断,可预防疾病发生,减轻家庭及社会负担,改善人口素质。目的探讨粘多糖病Ⅵ型患儿的临床特征及ARSB基因突变特点,并进一步分析ARSB基因型与表型之间的关系。为今后进行粘多糖病Ⅵ型的遗传咨询和产前诊断建立基础。方法2009年1月至2013年12月广州市妇女儿童医疗中心内分泌代谢科对因“矮小、骨骼畸形”等就诊,疑似粘多糖病Ⅵ的患儿进行骨骼X线检查、尿粘多糖定量筛查,并经外周血白细胞ARSB酶活性测定确诊粘多糖病Ⅵ型患儿13例。回顾分析13例粘多糖病Ⅵ型患儿的临床特征,收集所有患儿及部分父母外周血标本,提取外周血基因组DNA,应用聚合酶链反应(PCR)及直接测序法,对患儿ARSB基因8个外显子及其两侧侧翼序列进行了突变分析,在检出患儿ARSB基因突变后,对有标本的患儿父母DNA进行相关序列检测,分析突变来源。对新突变位点,采用不同物种间氨基酸保守性分析、SIFT和PolyPhen-2软件等预测新错义突变致病性。结果13例粘多糖病Ⅵ型患儿,男6例,女7例,均于3岁前发病,发病年龄0.8~3岁,平均(1.5±0.8)岁,诊断年龄1.2~7.4岁,平均(3.9±2.2)岁。分别来自广东(9例)、江西(2例)、湖南(1例)及山东(1例)4省的不相关家庭;例11患儿父母为表兄妹,其他均否认近亲结婚史。13例粘多糖病Ⅵ型患儿临床分型均为重型,主要表现为面容粗陋、矮小、骨骼畸形、关节僵硬活动受限、角膜浑浊、听力下降、肝脾肿大、智力正常等。1例患儿曾因颈髓受压,出现行走不稳行颈椎脊髓减压术,术后行走不稳症状改善;1例患儿曾因腺样体肥大睡眠打鼾,严重影响睡眠行腺样体切除术,术后打鼾症状改善。X线骨片均符合粘多糖病样改变,如椎体前缘“鸟嘴样”改变、脊柱侧弯或后凸、肋骨呈飘带状改变等;1例MRI提示颈髓受压及放射冠、侧脑室和胼胝体多发囊性变。所有患儿尿GAG均增高,(307.10±112.14)mg/L(正常参考值<70mg/L),尿GAG/Cr(722.28±245.68)μg/mg;ARSB酶活性均降低,荧光法为2.70~24.90nmol/(mg·h),平均(13.29±6.22)nmol/(mg·h),[正常参考值范围(47~169)nmol/(mg·h)];比色法为0~0.51U/g,平均(0.24±0.18)U/g[正常参考值范围(1.01~11.47)U/g]。对13例粘多糖病Ⅵ型患儿(26个等位基因)进行ARSB基因突变分析,共检出11种突变,检出率为76.9%(20/26)。11种突变中,错义突变6种(p.L72R、p.G167R、p.Y175D、p.G303E、p.F399L和p.T442M);无义突变4种(p.Y255X、p.R327X、p.S403X和p.S464X);大片段缺失1种(incl. ex.2、3)。其中已知致病突变7种,包括p.L72R、p.G167R、p.G303E、p.F399L、p.T442M、p.Y255X和p.R327X;新突变4种,包括p.Y175D、p.S403X、p.S464X及大片段缺失incl. ex.2、3。已知致病突变c.1197C>G(p.F399L)检出频率最高,为30.8%(8/26),其中1例为纯合突变(父母为近亲结婚);另外已知致病突变p.R327X和新突变incl. ex.2、3分别见于2例纯合突变患儿(父母均非近亲结婚),其余突变仅见于个例患儿的其中一条等位基因。新错义突变p.Y175D突变位点氨基酸在不同物种(10个物种:人、黑猩猩、家牛、家猫、羚羊、鸡、甲鱼、蝙蝠、马、大鼠)间高度保守;且利用SIFT、PolyPhen-2软件对突变p.Y175D进行蛋白功能预测,评分SIFT为0.01,PolyPhen-2为1,均提示突变氨基酸影响蛋白结构及功能,考虑p.Y175D为致病性突变。新突变大片段缺失incl. ex.2、3导致翻译的蛋白缩短、结构改变而失去正常的催化功能,严重影响酶活性,猜测与重型相关。结论本研究通过回顾分析13例粘多糖病Ⅵ型患儿的临床特征,并进行ARSB基因突变分析,同时复习相关文献,可得到以下结论:1、重型粘多糖病Ⅵ型患儿起病早(<3岁),病情进展迅速,临床症状明显,主要表现为面容粗陋、身材矮小、骨骼畸形、关节僵硬活动受限、肝脾肿大、角膜浑浊、听力下降、智力正常等。2、粘多糖病Ⅵ型患者虽然智力正常,但头颅MRI可有异常的改变,如多发囊性变等;颈髓受压是本病常见的并发症,应提高警惕。3、尿粘多糖(GAG)水平与粘多糖病Ⅵ患者的临床表型相关,当患者尿GAG/Cr大于200μg/mg时表现为重型。4、通过ARSB基因突变分析,发现11种突变,其中新突变4种,包括p.Y175D、p.S403X、p.S464X及大片段缺失incl. ex.2、3。大片段缺失incl. ex.2、3可能与重型相关。5、突变c.1197C>G(p.F399L)是本实验ARSB基因的突变热点,且临床表型与重型相关。
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