趙麗君,田勇麗,楊躍紅,寇敏
(山西省兒童醫(yī)院,山西 太原 030013)
1 例兒童靜脈畸形骨肥大綜合征的臨床與基因突變分析
趙麗君,田勇麗,楊躍紅,寇敏
(山西省兒童醫(yī)院,山西 太原 030013)
目的:探討1 例靜脈畸形骨肥大綜合征(KTS)患兒的臨床表現(xiàn)及其分子生物學(xué)基礎(chǔ)。方法:收集患者的臨床資料、實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果,抽取外周靜脈血,提取基因組DNA,聚合酶鏈反應(yīng),測(cè)序確定突變情況。結(jié)果:患者臨床表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)室檢查符合KTS診斷?;蛲蛔兎治鲲@示,患者AGGF1基因第6號(hào)外顯子發(fā)生錯(cuò)義突變,為c.923A>G雜合突變,造成第923 位氨基酸由天冬酰胺改變?yōu)榻z氨酸。蛋白序列的保守性分析及突變蛋白的功能分析,均支持該突變?yōu)橹虏⊥蛔?。結(jié)論:通過(guò)臨床及實(shí)驗(yàn)室檢查,確診1 例KTS患者,通過(guò)AGGF1基因突變分析,從分子遺傳學(xué)方面證實(shí)患者KTS的診斷。
靜脈畸形骨肥大綜合征;基因突變;兒童
靜脈畸形骨肥大綜合征(KTS)是一種少見(jiàn)的先天性靜脈畸形病變,1900年由法國(guó)醫(yī)師Klippel和Trenaunay首次報(bào)道,其以血管畸形、骨肥大和軟組織增生為主要臨床表現(xiàn)[1]。本病好發(fā)于兒童及青少年,病程進(jìn)展緩慢,病情復(fù)雜,并隨年齡增長(zhǎng)而加重,部分患者可伴有多趾、巨趾、并趾畸形及淋巴系統(tǒng)異常,下肢多見(jiàn)。目前本病的遺傳方式不明確,多數(shù)認(rèn)為AGGF1基因的變異與KTS相關(guān)[1]。本研究分析1 例KTS患者的臨床、實(shí)驗(yàn)室檢查和AGGF1基因突變情況,旨在探討KTS患者的臨床表現(xiàn)及分子生物學(xué)基礎(chǔ),以提高對(duì)本病的認(rèn)識(shí)。
1.1 一般資料
患兒,女,7 歲,因血尿8 d于2016年7月就診于山西省兒童醫(yī)院?;純? d前無(wú)誘因出現(xiàn)肉眼血尿,尿液呈醬油色,無(wú)泡沫、少尿,無(wú)水腫,病初1 d伴低熱,體溫37.5 ℃左右,有輕咳,無(wú)痰,無(wú)皮疹、關(guān)節(jié)腫痛,無(wú)頭痛、頭暈,無(wú)惡心、嘔吐、尿頻、尿急、尿痛等癥狀,在當(dāng)?shù)蒯t(yī)院診斷“急性腎小球腎炎”,輸液治療7 d(具體用藥不詳)病情無(wú)明顯好轉(zhuǎn),為求進(jìn)一步診治入住我科。既往史、個(gè)人史、家族史無(wú)特殊。入院查體:體溫37 ℃,脈搏92 次/min,呼吸20 次/min,血壓121/54 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa),神清,反應(yīng)可,四肢、頸部、背部、臀部均可見(jiàn)大片狀紅色斑疹,淺表淋巴結(jié)未觸及腫大,咽充血,雙肺呼吸音粗,未聞及干濕啰音,心音有力,律齊,腹軟,肝脾肋下未及,雙腎區(qū)叩痛陰性,移動(dòng)性濁音陰性,腸鳴音正常。右手拇指背面可見(jiàn)一花生大小突起皮面的贅生物,右手中指、食指粗大,中指外翻(見(jiàn)圖1)。入院診斷:血尿原因待查,急性腎小球腎炎?上呼吸道感染。經(jīng)皮膚科會(huì)診,補(bǔ)充診斷:骨肥大靜脈曲張痣綜合征。
經(jīng)患者知情同意,山西省兒童醫(yī)院倫理委員會(huì)同意,抽取外周血,提取基因組DNA進(jìn)行基因分析。
1.2 基因分析方法
1.2.1 基因組DNA提取
圖11 例靜脈畸形骨肥大綜合征患兒的臨床表現(xiàn)
采集患兒靜脈血2 mL,置乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝管中,用DNA提取試劑盒(康維世紀(jì),北京)提取外周血白細(xì)胞基因組DNA。
1.2.2 聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)
1.2.2.1 引物設(shè)計(jì)
使用UCSC數(shù)據(jù)庫(kù)查找AGGF1基因序列,試用Primer3.0進(jìn)行引物設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行序列合成,擴(kuò)增AGGF1基因的14 個(gè)外顯子及其與內(nèi)含子的交界處,引物由北京邁基諾基因科技股份有限公司合成。AGGF1基因擴(kuò)增引物(見(jiàn)表1)。
表1 AGGF1基因擴(kuò)增引物
1.2.2.2 PCR擴(kuò)增條件
95 ℃預(yù)變性60 s,94 ℃變性30 s,60 ℃退火30 s,72 ℃延伸45 s,循環(huán)35 次;后72℃延伸5 min,循環(huán)反應(yīng)結(jié)束后取4 μL PCR產(chǎn)物經(jīng)1.5%瓊脂糖凝膠電泳鑒定PCR產(chǎn)物片段大小。
1.2.3 DNA測(cè)序
采用DNA純化回收試劑盒(北京邁基諾基因科技股份有限公司)純化回收PCR產(chǎn)物。再進(jìn)行上機(jī)前PCR,采用之前設(shè)計(jì)好的引物,PCR反應(yīng)條件為:96 ℃預(yù)變性1 min 30 s;96 ℃變性12 s,50 ℃退火6 s,60 ℃延伸3 min 20 s,循環(huán)25 次。反應(yīng)結(jié)束后取PCR產(chǎn)物,送北京邁基諾基因科技股份有限公司用ABI3130熒光自動(dòng)測(cè)序儀(ABI,美國(guó))測(cè)序。
1.2.4 測(cè)序結(jié)果分析
測(cè)序結(jié)果與人類參考基因組(hg19)進(jìn)行比對(duì)分析,確定突變位點(diǎn)及突變堿基。然后通過(guò)ANNOVER軟件對(duì)突變位點(diǎn)進(jìn)行注釋,注釋內(nèi)容包括dbSNP數(shù)據(jù)庫(kù)、HGMD數(shù)據(jù)庫(kù)和正常人數(shù)據(jù)庫(kù)1 000 Genomes、ESP6 500和ExAC等。根據(jù)注釋信息排除多態(tài)性位點(diǎn),確定其是否為已報(bào)道致病突變或新發(fā)突變位點(diǎn)。
1.2.5 對(duì)突變蛋白的功能預(yù)測(cè)
首先分析突變位點(diǎn)在不同物種中的保守性,其次使用非同義突變功能預(yù)測(cè)軟件SIFT[2]、Polyphen-2[3]、Mutation Taster[4]對(duì)含錯(cuò)義突變的AGGF1蛋白進(jìn)行致病性預(yù)測(cè)。
2.1 實(shí)驗(yàn)室和影像學(xué)檢查結(jié)果
血系列:白細(xì)胞計(jì)數(shù)4.15×109/L,中性粒細(xì)胞0.436,淋巴細(xì)胞0.388,單核細(xì)胞0.145,嗜酸性粒細(xì)胞0.029,紅細(xì)胞計(jì)數(shù)4.0×1012/L,血紅蛋白濃度122 g/L,血小板計(jì)數(shù)222×109/L,C反應(yīng)蛋白0.5 mg/L。生化:丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶12 U/L,天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶31 U/L,γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶10 U/L,白蛋白31.7 g/L,球蛋白25.8 g/L,尿素氮3.1 mmol/L,肌酐53 μmol/L,總膽固醇3.66 mmol/L,電解質(zhì)正常。凝血功能:凝血酶原時(shí)間14.0s,纖維蛋白原3.94 g/L,活化部分凝血活酶時(shí)間31.7 s,凝血酶時(shí)間18.9 s。免疫球蛋白G(IgG)10.4 g/L,免疫球蛋白A(IgA)3.63 g/L,免疫球蛋白M(IgM)1.08 g/L,總免疫球蛋白E(IgE)26.9kIU/L,補(bǔ)體C31.06 g/L,補(bǔ)體C40.234 g/L。淋巴細(xì)胞亞群:T細(xì)胞68.9%,輔助性T細(xì)胞(Th)35.1%,抑制性T細(xì)胞(Ts)29.0%,Th/Ts 1.21,自然殺傷(NK)細(xì)胞4.8%,細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷(CIK)細(xì)胞2.4%,B細(xì)胞23.0%。血沉45 mm/h。肺炎支原體抗體陰性,院感九項(xiàng)正常。尿常規(guī)為:酸堿度6.56,蛋白質(zhì)陰性,紅細(xì)胞200.00個(gè)/μL,尿紅細(xì)胞位相:蛋白(+-),紅細(xì)胞數(shù)目>100個(gè)/HPF,變形60%,形狀草莓、面包圈、穿孔,24 h尿蛋白定量0.34 g/24 h。腎早期損傷檢測(cè):尿IgG 14.5 mg/L,尿微量白蛋白87.4 mg/L,尿轉(zhuǎn)鐵蛋白4.58 mg/L,尿α1微球蛋白5.59 mg/L,便常規(guī)正常。胸片:雙肺紋理粗多紊亂。腹部彩超:雙腎大,與原發(fā)病有關(guān)。胃腸道彩超:腹腔內(nèi)未見(jiàn)明顯異?;芈?。
2.2 基因突變分析結(jié)果
2.2.1 PCR擴(kuò)增產(chǎn)物檢測(cè)
以患者DNA為模板,分別用引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增,產(chǎn)物在1.5%瓊脂糖凝膠電泳EB染色后,均見(jiàn)一條清晰條帶,且與預(yù)期片段大小相符(見(jiàn)圖2)。
圖2 AGGF1擴(kuò)增后1.5%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)
2.2.2 基因突變分析
測(cè)序結(jié)果顯示,患者的AGGF1基因第6號(hào)外顯子發(fā)生錯(cuò)義突變,為c.923A>G雜合突變,造成第923位氨基酸由天冬酰胺突變?yōu)榻z氨酸,即p.N308S(見(jiàn)圖3),測(cè)序結(jié)果與人類參考基因組(hg19)比對(duì),再通過(guò)ANNOVER軟件對(duì)突變位點(diǎn)進(jìn)行注釋,表明c.923A>G不是多態(tài)性位點(diǎn),確定其為未報(bào)道過(guò)的新突變。突變蛋白的功能預(yù)測(cè):AGGF1蛋白923位的天冬酰胺在人,大鼠,小鼠,兔,牛,馬,荷蘭豬,恒河猴,狗中高度保守,同時(shí)SIFT、Polyphen-2和Mutation Taster對(duì)錯(cuò)義突變的功能影響預(yù)測(cè)結(jié)果:該突變可能影響AGGF1蛋白的功能,是致病性突變。SIFT、Polyphen-2和Mutation Taster評(píng)分分別為1、0.001和1。
KTS是一種以靜脈畸形合并其他多器官畸形的先天性疾病,在起病早期由于癥狀不典型,常被誤診為“胎記”“血管瘤”“靜脈曲張”等疾病,延誤了正常的診治,導(dǎo)致患兒成長(zhǎng)后殘疾,因此目前已引起學(xué)者們的高度重視。在KTS三聯(lián)征中,一般以血管瘤(痣)最先出現(xiàn)者為多,多在出生時(shí)即有或在出生后不久出現(xiàn),以后隨年齡增長(zhǎng),逐漸出現(xiàn)淺靜脈曲張和骨、軟組織增生。本病累及內(nèi)臟及顱內(nèi)血管時(shí),還可出現(xiàn)膀胱、脾、結(jié)腸、肝臟等內(nèi)臟血管畸形,可表現(xiàn)為消化道出血、泌尿道出血、腦出血。Husmann等[5]報(bào)道KTS患者中30%泌尿生殖系統(tǒng)受累,其中7%累及生殖器皮膚,7%累及泌尿生殖內(nèi)臟器官,16%二者均累及。9%的KTS患者出現(xiàn)肉眼血尿,分別來(lái)自膀胱、尿道及腎臟。本例患兒急性起病,以肉眼血尿?yàn)橹饕憩F(xiàn),伴輕度蛋白尿,化驗(yàn)?zāi)蚣t細(xì)胞位相:紅細(xì)胞>100個(gè)/HPF,變形60%,24 h尿蛋白定量0.34 g/24 h,診斷急性腎小球腎炎。本病易合并血管畸形,故未行腎活檢。給予阿魏酸哌嗪、卡托普利、百令膠囊治療后,肉眼血尿明顯減輕,出院后2 個(gè)月復(fù)查尿常規(guī)、腎早期損傷檢測(cè)等均正常。KTS的病因及發(fā)病機(jī)制目前尚不清楚[6],多數(shù)認(rèn)為與先天性中胚層血管發(fā)育異常、遺傳及基因突變有關(guān)。由于胎兒時(shí)期發(fā)育成血管和軟組織的中胚層發(fā)育異常,導(dǎo)致相應(yīng)部位的肢體淺靜脈數(shù)量增多,管徑擴(kuò)大和血流增加;深靜脈發(fā)育細(xì)小、閉塞或瓣膜缺如[7],進(jìn)而肢體血容量持續(xù)增多造成骨骼和軟組織過(guò)度生長(zhǎng)[8],引起患肢一系列臨床表現(xiàn)。研究表明AGGF1基因的變異與KTS相關(guān),AGGFl基因全長(zhǎng)34 kb,由14 個(gè)外顯子組成,編碼714 個(gè)氨基酸,所表達(dá)的蛋白相對(duì)分子量為81 kD,AGGF1基因編碼一個(gè)強(qiáng)效血管生成因子,可以促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖。KTS相關(guān)的基因突變導(dǎo)致血管生成因子活性增強(qiáng),這是形成KTS病理改變的分子基礎(chǔ)[7]。本例患者行基因檢測(cè)明確為AGGF1基因第6號(hào)外顯子發(fā)生錯(cuò)義突變,為c.923A>G雜合突變,造成第923 位氨基酸由天冬酰胺改變?yōu)榻z氨酸。通過(guò)對(duì)不同種屬該位點(diǎn)的蛋白序列的保守性分析及多種點(diǎn)突變功能預(yù)測(cè)軟件分析,均支持該突變?yōu)橹虏⊥蛔?。本例患者的突變屬于新突變,其父母均檢測(cè)到AGGF1基因的雜合突變,但未發(fā)病,結(jié)合類似研究報(bào)道,我們認(rèn)為KTS是一類具有遺傳基礎(chǔ)的先天性疾病,AGGF1基因可能不是該例病患發(fā)病的唯一突變基因,KTS發(fā)病可能有其他基因作為致病基因,也可能在整個(gè)血管母細(xì)胞分化和血管的發(fā)生形成通路中存在其他基因的影響,需要做進(jìn)一步的研究。
A為患兒AGGF1基因第6外顯子序列;B為患兒父親AGGF1基因第6外顯子
綜上所述,KTS是一類以血管發(fā)育異常為主的少見(jiàn)疾病,其病因與發(fā)病機(jī)制仍在不斷研究探索中,若小兒時(shí)期能夠早期發(fā)現(xiàn),明確病變類型和程度,可盡早施行正確、有效的個(gè)體化治療方案。
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(本文編輯:張紅)
Clinical and genetic analysis of a child with klippel-trenaunay syndrome.
ZHAO Lijun,TIAN Yongli,YANG Yuehong,KOU min
( Shanxi Children′s Hospital,Tianyuan 030013,China)
Objective:To investigate the clinical manifestations and molecular basis of a child with Klippel-Trenaunay syndrome(KTS).Methods:Clinical features,and laboratory data were collected.Genomic DNA was extracted from leukocytes of peripheral blood of the patient,detected by polymerase chain reaction,and the mutations identified by direct sequencing.Results:KTS was diagnosed on the basis of comprehensive consideration of clinical presentations,and laboratory test results.This gene mutation test revealed a nucleotide substitution of guanine for adenine at the position 923 of exon 6 of AGGF1 gene (c.923A>G),which caused a missense mutation of asparagine to serine at codon 923 (p.Asn923Ser).Loci conservation analysis and functional prediction of missense mutation of AGGF1 protein revealed that c.923A>G was a pathogenic mutation.Conclusion:One case of KTS was diagnosed by clinical and laboratory examinations.From the aspect of molecular genetics,AGGF1 gene mustation has confirmed the diagnosis of KTS in this patient.
klippel-trenaunay syndrome;gene mutation;child
王利榮(1965— ),女,山西省五臺(tái)縣人,學(xué)士學(xué)位,副主任醫(yī)師,主要從事心內(nèi)科工作。
1671-8631(2017)05-0354-05
R394
B
2016-12-27