彭美芳 吳穎之 陳潔儀 金力 穆雄錚 汪思佳
Apert綜合征(Apert syndrome,AS),又稱尖頭并指綜合征,是一種罕見的常染色體顯性遺傳疾病[1],約占顱縫早閉的4.5%。該病是最嚴(yán)重的綜合征型顱縫早閉癥之一[2],發(fā)病率約為1/65 000[3],絕大多數(shù)為散發(fā)病例[4]。其典型的顱面部特征包括顱縫早閉、中面部發(fā)育不良、眼距增寬、眼球突出和腭裂等[5-6],幾乎所有的AS患者都存在不同程度的對(duì)稱性并指(趾)。1995年,Wilkie等[7]首次在40例不相關(guān)的AS患者中檢測到位于FGFR2基因上第二、三胞外免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域連接區(qū)的2個(gè)致病性突變:Ser252Trp和Pro253Arg。隨后,不少研究闡述超過98%的AS患者是由FGFR2基因上的2個(gè)錯(cuò)義突變?cè)斐傻腫8],且這2個(gè)突變的臨床表型存在差異。但該結(jié)論目前尚存在爭議[1,9]。
本研究整理1995年至2017年間的相關(guān)文獻(xiàn),并對(duì)此進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,以期對(duì)AS中2個(gè)常見突變(Ser252Trp和Pro253Arg)對(duì)臨床表型影響的差異進(jìn)行探討。
首先在PubMed數(shù)據(jù)庫中以關(guān)鍵詞 “Apert and FGFR2”[10]進(jìn)行檢索,得到210篇文獻(xiàn);然后在限制條件中選擇 “1995~2017 年份”、“Human” 和“English”后剩余160篇,最后通過閱讀文章和4篇相關(guān)綜述,篩選出同時(shí)描述AS患者的FGFR2突變和詳細(xì)臨床表型的26篇文獻(xiàn)。在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中以“Apert綜合征和FGFR2突變”為主題搜索到3篇相關(guān)的中文病例報(bào)道。
為確保篩選信息的準(zhǔn)確性,文獻(xiàn)搜索與數(shù)據(jù)提取由兩人分別獨(dú)立完成,兩者不一致處由第三者單獨(dú)決定。最后共納入29篇文獻(xiàn)進(jìn)行分析[1,8-35]。
本研究從納入的文獻(xiàn)中提取三大類信息:①遺傳學(xué)信息,包括致病基因、堿基改變、氨基酸改變、突變位置(外顯子、內(nèi)含子)等;②基本信息,包括總樣本量、總突變例數(shù)、各突變女性例數(shù)、各突變男性例數(shù)、患者年齡、父母年齡、妊娠周數(shù),以及出生時(shí)體質(zhì)量、身長和頭圍等;③臨床表型,包括AS相關(guān)的FGFR2基因突變,以及涵蓋了顱面部、四肢軀干、中樞神經(jīng)系統(tǒng)和其他的37種細(xì)化臨床表型。
最終提取的數(shù)據(jù)中包含了230例AS樣本,其中199例檢測到FGFR2基因上的Ser252Trp和Pro253Arg突變,而其他類型的變異僅8例,包括:Pro253Phe、堿基插入、缺失等(表1)。本研究僅針對(duì)AS患者中兩個(gè)常見變異Ser252Trp和Pro253Arg進(jìn)行分析。
本研究用R3.4.1軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,定量資料用(x±s)表示,定性資料采用率表示。利用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析兩組間連續(xù)性變量(患者年齡、父母年齡、妊娠周數(shù),以及出生時(shí)體質(zhì)量、身長和頭圍等)的差異。利用卡方檢驗(yàn)或Fisher精確檢驗(yàn)比較兩組間臨床表型的分布情況。檢驗(yàn)水準(zhǔn)為:α=0.05,當(dāng)涉及到多組進(jìn)行比較(37種臨床表型)時(shí),檢驗(yàn)水準(zhǔn)調(diào)整為:α'=0.001(α'=0.05/37)。
本研究共包含230例被確診為AS的患者。其中,男105例,女104例,另有21例性別不詳,男女約為 1∶1;患者平均年齡為(8.9±9.6)歲;患者出生時(shí)體質(zhì)量、身長和頭圍均值分別為(3 749.0±690.0)g、(54.0±11.9) cm 和(37.0±6.0) cm。 父母平均生育年齡分別為(35.6±5.9)歲和(28.5±5.4)歲,母親平均妊娠周數(shù)為(39.0±2.5)周。
本研究證實(shí)了AS患者的臨床表型具有多樣性,涉及部位和器官廣泛。并指(趾)是AS患者中最常見的臨床癥狀,分別占95%和97%。73%和60%的患者伴有中面部發(fā)育不良和眼球突出,47%患者出現(xiàn)腭裂。此外,還有其他一些發(fā)生頻率較低的表型特征,如面部不對(duì)稱、智力低下、眶距增寬等。
研究結(jié)果顯示,139例(60.4%)AS患者中位于FGFR2基因的252位置上絲氨酸突變?yōu)樯彼幔?0例(26.1%)患者由253位置上的脯胺酸突變?yōu)榫彼?,前者約為后者的2倍。
研究結(jié)果表明,在Ser252Trp突變組中有75例(55%)存在腭裂,而Pro253Arg突變中僅12例(24%)伴有腭裂,Ser252Trp突變約為Pro253Arg突變的2.3倍(表2,P=0.000 2)。 而在Pro253Arg突變的患者中,Ⅲ型并指的概率(67%)約為Ser252Trp突變(26%)的 2.6 倍(P=0.000 1)。 雖然在 Pro253Arg突變組中伴隨Ⅰ型并指 (24%)的概率顯著高于Ser252Trp 突變組(4%)(P=0.02),但是沒有達(dá)到矯正后的統(tǒng)計(jì)學(xué)水平 (P<0.001),差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在其他器官系統(tǒng)的異常表現(xiàn)中,沒有發(fā)現(xiàn)任何臨床表型在兩個(gè)點(diǎn)突變之間存在差異。
表1 納入文獻(xiàn)的基本信息Table 1 The basic information of the selected literatures
成纖維細(xì)胞生長因子受體2(FGFR2)是一種含有免疫球蛋白樣的胞外結(jié)構(gòu)域、跨膜區(qū)和胞內(nèi)酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域[36]的酪氨酸激酶受體,通過與成纖維細(xì)胞生長因子結(jié)合,對(duì)胚胎發(fā)育以及骨骼和軟骨的形成發(fā)揮著重要的作用[19]。有研究表明,F(xiàn)GFR2基因上的功能獲得性錯(cuò)義突變與多種顱縫早閉相關(guān),如Apert、Crouzon、Peiffer等綜合征[37]。AS 的突變譜較窄,且主要集中于2個(gè)常見點(diǎn)(Ser252Trp和Pro253Arg),臨床表型多種多樣,累及多種器官。
本研究表明,約87%的AS患者能檢測到2個(gè)氨基酸替換突變(Ser252Trp和Pro253Arg),而以往文獻(xiàn)報(bào)道超過98%的AS患者能檢測到FGFR2基因上的2個(gè)突變。Wilkie等[7]在40例AS患者中都檢測到FGFR2基因上的2個(gè)突變,Oldridge等[38]在36例AS患者中發(fā)現(xiàn)35例 (97%)存在上述變異。Pro253Arg和Ser252Trp的突變檢出率之所以被高估,一方面可能是因?yàn)闃颖玖枯^小,另一方面有些文獻(xiàn)僅報(bào)告了檢測到突變的樣本 (未檢測到突變的樣本被忽略)[9,21]。本研究綜合了相關(guān)文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn),AS中2個(gè)常見點(diǎn)突變的發(fā)生概率以往可能被高估。此外,Ser252Trp和 Pro253Arg突變分別占 60%和26%,前者約為后者的2倍,與文獻(xiàn)基本一致[35,39]。
我們對(duì)Apert綜合征的基因型與臨床表型之間的相關(guān)性進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)Ser252Trp突變較易引發(fā)腭裂畸形,而Pro253Arg突變更傾向于導(dǎo)致嚴(yán)重的并指(Ⅲ型并指),此點(diǎn)亦與以往文獻(xiàn)一致[32]。有研究認(rèn)為,Apert綜合征中2個(gè)常見突變之間的臨床表型沒有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[1,14],認(rèn)為可能是2個(gè)突變?cè)诨蛏系奈恢煤芙╟.755C>G和c.758C>G,僅相差3個(gè)堿基),且都發(fā)生在FGFR2基因上的免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域Ⅱ和Ⅲ之間的連接區(qū)域[1]所致。此外,研究還表明,p.Pro253Arg突變合并智力低下(89%)的可能性是Ser252Trp突變(47%)的1.9倍,合并先天性心臟異常的概率(17%)也高于Pro253Arg突變(4%)[35],但本研究沒有發(fā)現(xiàn)這樣的關(guān)聯(lián)。
AS中2個(gè)點(diǎn)突變之所以會(huì)產(chǎn)生顱面部和四肢表型的差異,一方面可能與配體結(jié)合過度活化有關(guān),另一方面可能與配體結(jié)合特異性損失有關(guān)。FGFR2-mRNA的選擇性剪接產(chǎn)生2種能與不同F(xiàn)GFs配體結(jié)合的組織特異性亞型,即FGFR2b和FGFR2c[37],而FGFR2c亞型是造成Apert綜合征的主要病理原因。Andrerson等[40]利用野生型Ser252Trp和Pro253Arg的FGFR2c與FGF配體的受體結(jié)合實(shí)驗(yàn)表明,在FGFR2c中Ser252Trp和Pro253Arg突變均增強(qiáng)了FGF2與其他多種成纖維細(xì)胞生長因子的結(jié)合,但是Ser252Trp突變比Pro253Arg突變?cè)诟蟪潭壬显黾恿耸荏w-配體結(jié)合的親和力。Ibrahimi等[37]利用FGFR-FGF相互作用的表面等離子共振體分析表明,突變型FGFR2c能產(chǎn)生病理性的自分泌信號(hào),從而與FGF10配體結(jié)合(野生型FGFR2c無法與FGF10結(jié)合),然而Pro253Arg突變型FGFR2c與FGF10配體結(jié)合的親和力比Ser252Trp突變型FGFR2c的親和力更強(qiáng)。
綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)Apert中2個(gè)常見突變的發(fā)生頻率原先可能存在一定程度的高估。Apert患者中2個(gè)常見突變之間的臨床表型存在細(xì)微差異,Ser252Trp突變常伴發(fā)腭裂畸形,而Pro253Arg突變則會(huì)多發(fā)嚴(yán)重并指。