一例3M综合征合并Netherton综合征家系的遗传学研究

作者：黎伟豪1，黄秀静2，叶燕绸2单位：1. 中山大学附属第七医院生殖医学中心，广东深圳 518107   2. 中山大学附属第七医院妇产科，广东深圳 518107通讯作者：叶燕绸摘要   探讨1例3M综合征合并Netherton综合征胎儿的基因诊断及索源过程。3M综合征（Three M syndrome，OMIM #273750）是一种常染色体隐性遗传病，其主要症状为严重宫内和出生后生长迟缓，特殊面容，骨骼发育异常。典型的面部特征包括头部相对较大、三角形脸、前额突出、尖下颌、眉毛浓密、圆鼻头且鼻尖上翘、厚嘴唇、面中部发育不良、长人中等；主要骨骼特征包括细长的管状骨、肋骨发育不全、翼状肩胛骨等。3M综合征患者智力发育正常，成年终身高约低于正常平均身高 5～6SD, 男性患者伴有性腺机能减退，偶有尿道下裂。已报道3个致病基因： CUL7基因变异导致3M综合征占77.5%，OBSL1基因变异占16%，CCDC8基因变异少于5%，其他不明确基因变异约占1.5%[2, 3]。Netherton综合征( Netherton syndrome，NS，OMIM #256500 ) 也是一种常染色体隐性遗传病，由 S PINK5 （ MIM 605010 ）基因变异引起。我们对1例产前超声影像提示股骨发育速度明显缓慢，面部发育异常，胸骨内陷的胎儿进行了家系全外显子组测序(Whole Exome Sequencing ,WES)，发现胎儿为3M综合征合并NS患者，胎儿父母分别为CUL7基因与SPINK5基因变异携带者，现报告如下：01、材料与方法  1.1  一般资料  孕妇27周岁，孕2产1，早孕期超声影像检查提示胎儿颈后透明带（NT）1.7mm；早、中孕期唐氏筛查未见异常；无创产前筛查（NIPT）未提示异常。胎儿26+3周产前超声影像提示大小相当于22+周，长骨短，股骨、肱骨及尺桡骨、胫腓骨长相当于20~21周（＜1%），双顶径（BPD）60.3mm(+0.12SD) , 头围（HC）226.5mm(+0.54SD) , 腹围（AC）188.8mm(-1.01SD) , 股骨长（FL）33.3mm(-4.17SD) , 考虑股骨发育速度明显缓慢，面部轮廓显示额部较前突，鼻梁低平，胸腹部矢状切面显示胸骨内陷。夫妻双方签署知情同意书后，于胎儿27周行经脐静脉穿刺术，脐血行染色体核型分析、染色体微阵列检测及家系全外显子组测序。孕妇及家属在有最终基因诊断结果且经遗传咨询，明确胎儿基因结果异常及了解疾病情况后，要求终止妊娠。孕妇否认近亲结婚，孕期无放射性物质接触史，否认有家族史，否认孕期药物服用史。孕妇夫妻无异常临床表型，智力均正常。1.2方法1.2.1 家系全外显子组测序1.2.2 Sanger测序验证02、结果  2.1  临床资料  胎儿特殊面容：头大、面部轮廓显示额部较前突，鼻梁低平；胸部矢状切面显示胸骨内陷；左侧侧脑室临界性增宽；肠管壁回声增高；胎儿腹围与长骨发育速度明显缓慢，超声影像结果符合3M综合征。2.2 家系全外显子组测序结果2.2.1 在胎儿中检测出与3M综合征相关CUL7基因的复合杂合变异。CUL7；c.3291_3294delTCAC（p.His1098Cysfs*42）杂合变异，依据ACMG指南被评判为致病，评判证据为PVS1+PM2+PM3，遗传自母亲，该致病变异为首次报道。CUL7;c.4717C>T（p.Arg1573*）杂合变异, 依据ACMG指南被评判为致病，评判证据为PVS1+PM2+PM3+PP4，遗传自父亲（表1）。2.2.2 在胎儿样本中检测出与NS相关SPINK5基因的复合杂合变异。SPINK5; c.2474_2475delAG（p.Glu825Glyfs*2）杂合变异，依据ACMG指南被评判为致病，评判证据为PVS1+PM2+PM3，遗传自父亲。SPINK5；c.2870delT（p.Leu957Gln*46）杂合变异，依据ACMG指南被评判为可能致病，评判证据为PVS1+PM2, 遗传自母亲，该变异致病性为首次报道（表1）。2.3 Sanger测序结果胎儿CUL7;c.3291_3294delTCAC变异位点为杂合型，母亲为杂合型，父亲为野生型（图1）。胎儿CUL7;c.4717C>T变异位点为杂合型，母亲为野生型，父亲为杂合型（图2）。胎儿SPINK5;c.2474_2475delAG变异位点为杂合型，母亲为野生型，父亲为杂合型（图3）。胎儿SPINK5;c.2870delT变异位点为杂合型，母亲为杂合型，父亲野生型（图4）。  图1  胎儿及其家系CUL7基因c.3291_3294delTCAC变异位点Sanger测序图图2  胎儿及其家系CUL7基因c.4717C>T变异位点Sanger测序图图3  胎儿及其家系SPINK5基因c.2474_2475delAG变异位点Sanger测序图图4  胎儿及其家系SPINK5基因c.2870delT变异位点Sanger测序图03、讨论  本研究孕妇因超声检查提示胎儿结构异常声像，胎儿脐血染色体核型分析、染色体微阵列检测结果均未见异常，排除胎儿染色体数目异常及大片段的微缺失/微重复。据美国医学遗传学与基因组学（ACMG）于2020年发布的胎儿全外显子组测序在产前诊断中的应用，通过超声影像鉴定出的胎儿结构性异常，染色体核型的检出率为30%，染色体微阵列可以额外检出4%~6%的异常；产前全外显子组测序在染色体核型和染色体微阵列正常的情况下额外检出8%~10%的异常[7]。对于超声影像提示胎儿结构异常的，应该尽早进行介入性产前诊断。CUL7 是 SKP1  (MIM:601434) – CUL7 – FBX29 ( FBXW8;MIM:609073 ) 组成 SCF 复合物的重要成分，SCF 与 ROC1  ( RBX1;MIM:603814 )  构成泛素连接酶E3，其中CUL7起骨架作用[10]。CUL7基因的致病变异致使SCF复合物不能与ROC1蛋白结合，从而使底物不能泛素化，无法降解，在体内堆积，从而导致患儿生长发育迟缓[11]。表明CUL7参与了骨细胞的生长和增殖。NS相关的SPINK5基因中c.2870delT变异为首次报道的致病变异, 多个蛋白结构/功能和进化保守性软件预测该变异有害，导致蛋白功能缺陷。SPINK5基因位于5q31-32，编码含有1064个氨基酸的上皮和粘膜表面的淋巴上皮Kazal型抑制物（LEKTI）蛋白，属于一种多结构域丝氨酸蛋白激酶。有研究表明丝氨酸蛋白酶在脱屑、上皮的抗炎抗菌和皮肤屏障调节中发挥重要作用[13]。目前认为NS是由SPINK5基因突变导致提前出现终止密码子，截断编码蛋白，引发LEKTI活性降低。LEKT1功能缺失导致激肽释放酶5（KLK5）在表皮各层激活，也可在子宫内过度活化，导致NS患儿在出生时皮肤障碍就严重受损且伴有炎症信号分子显著上升，破坏了皮肤的屏障功能[14]。胎儿同时发生3M综合征及NS的概率极低，非常罕见，本研究为全球首次报道，并且分别增加了一个CUL7基因和一个SPINK5基因新的致病变异。NS患儿的临床表型产前很难通过超声影像检查发现，引产胎儿外观全身皮肤弥漫性鱼鳞病样红皮，与NS新生儿皮肤特征相符，但家属拒绝行相关的皮肤检查，所以缺乏本病例NS疾病的详细临床表型资料。所以在遗传咨询过程中，应注意胎儿的宫内结构、发育状况，基因结果，家族史进行客观全面的分析，进行个体化解读，为患者做出最准确的诊断和优生优育咨询。参考文献 [1] Miller J D, McKusick V A, Malvaux P, et al. The 3-M syndrome: a heritable low birthweight dwarfism[J]. Birth Defects Orig Artic Ser, 1975,11(5):39-47. [2] Essaddam L, Becher S B. 3M Syndrome: A Rare Cause of Short Stature[J]. Indian Pediatr, 2019,56(9):799. [3] Tuysuz B, Alp U Z, Turan H, et al. Natural history of facial and skeletal features from neonatal period to adulthood in a 3M syndrome cohort with biallelic CUL7 or OBSL1 variants[J]. Eur J Med Genet, 2021,64(12):104346. [4] NETHERTON E W. A Unique Case of Trichorrhexis Nodosa—”Bamboo Hairs”[J]. Archives of Dermatology, 1958,78(4):483. [5] Sarri C A, Roussaki-Schulze A, Vasilopoulos Y, et al. Netherton Syndrome: A Genotype-Phenotype Review[J]. Molecular Diagnosis & Therapy, 2017,21(2):137-152. [6] Flora A, Smith A. Netherton’s Syndrome: A Case of Two Male Siblings Diagnosed in Adulthood[J]. Case Rep Dermatol, 2020,12(1):64-69. [7] Monaghan K G, Leach N T, Pekarek D, et al. The use of fetal exome sequencing in prenatal diagnosis: a points to consider document of the American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG)[J]. Genet Med, 2020,22(4):675-680. [8] Tang J, Zhou C, Shi H, et al. Prenatal diagnosis of skeletal dysplasias using whole exome sequencing in China[J]. Clin Chim Acta, 2020,507:187-193. [9] Richards S, Aziz N, Bale S, et al. Standards and guidelines for the interpretation of sequence variants: a joint consensus recommendation of the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology[J]. Genet Med, 2015,17(5):405-424.[10] Gorelik M, Manczyk N, Pavlenco A, et al. A Structure-Based Strategy for Engineering Selective Ubiquitin Variant Inhibitors of Skp1-Cul1-F-Box Ubiquitin Ligases[J]. Structure, 2018,26(9):1226-1236.[11] Li D Z, Liu S F, Zhu L, et al. FBXW8-dependent degradation of MRFAP1 in anaphase controls mitotic cell death[J]. Oncotarget, 2017,8(57):97178-97186.[12] Simsek-Kiper P O, Taskiran E, Kosukcu C, et al. Further expanding the mutational spectrum and investigation of genotype-phenotype correlation in 3M syndrome[J]. Am J Med Genet A, 2019,179(7):1157-1172.[13] Kishibe M. Physiological and pathological roles of kallikrein-related peptidases in the epidermis[J]. Journal of Dermatological Science, 2019,95(2):50-55.[14] Sarri C A, Roussaki-Schulze A, Vasilopoulos Y, et al. Netherton Syndrome: A Genotype-Phenotype Review[J]. Mol Diagn Ther, 2017,21(2):137-152.[15] 安然, 李东, 邓云华. Netherton综合征研究进展[J]. 皮肤科学通报, 2020,37(1):6.[16] Q Wang F Q H W. New compound heterozygous SPINK5 mutations in a Chinese infant with Netherton[J]. J Eur Acad Dermatol Venereol, 2021,35(11):e782-e784.[17] Wang J, Yu L, Zhang S, et al. Successful treatment of Netherton syndrome with dupilumab: A case report and review of the literature[J]. J Dermatol, 2022,49(1):165-167.[18] Herz-Ruelas M E, Chavez-Alvarez S, Garza-Chapa J I, et al. Netherton Syndrome: Case Report and Review of the Literature[J]. Skin Appendage Disord, 2021,7(5):346-350.[19] Cusimano M C, Chitayat D, Injeyan M, et al. Pregnancy in 3M syndrome[J]. J Obstet Gynaecol, 2018,38(3):421-422.[20] Parikh F R, Athalye A S, Kulkarni D K, et al. Evolution and Utility of Preimplantation Genetic Testing for Monogenic Disorders  in Assisted Reproduction – A Narrative Review[J]. J Hum Reprod Sci, 2021,14(4):329-339.-End-
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