魯才娟 魯建央 詹欣 吳雅楓 翟洪波
結(jié)節(jié)性硬化癥(tuberous sclerosis complex,TSC)是一種累及多系統(tǒng)的常染色體顯性遺傳病,包括皮膚、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心臟、眼睛、腎臟和肺[1]。發(fā)病率為1/(6 000~10 000)。約90%的患者并發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)癥狀(癲癇、自閉癥和智力障礙),預(yù)后往往很差[2]。TSC1和TSC2基因突變與該疾病密切相關(guān)。在2012年國(guó)際TSC大會(huì)上,TSC1和TSC2基因突變被確定為獨(dú)立的診斷標(biāo)準(zhǔn)[3-4]。近年來(lái),隨著二代測(cè)序(next generation sequencing,NGS)技術(shù)的廣泛,部分單基因病的產(chǎn)前診斷成為可能。在本研究中,我們綜合應(yīng)用產(chǎn)前診斷超聲、家系全外顯子檢測(cè)、病理檢查對(duì)超聲提示心臟橫紋肌瘤的胎兒進(jìn)行了遺傳學(xué)分析,以明確其發(fā)病原因。
1.1對(duì)象 選擇2019年1月在本院遺傳咨詢門(mén)診的1例孕婦,27歲,孕26+4周。產(chǎn)前診斷超聲提示胎兒心臟多發(fā)橫紋肌瘤。對(duì)該胎兒及其父母行家系全外顯子檢測(cè),同時(shí)對(duì)引產(chǎn)胎兒心臟組織行病理檢查。本研究通過(guò)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn),所涉及引產(chǎn)胎兒及其父母的標(biāo)本均經(jīng)胎兒父母知情并簽署知情同意書(shū)。
1.2方法
1.2.1 產(chǎn)前超聲檢查 使用美國(guó)GE Voluson E8彩色多普勒超聲診斷儀,探頭頻率3.0~8.0 MHz。發(fā)現(xiàn)胎兒心臟腫塊后,探查腫塊形態(tài)、位置、數(shù)量及其與周邊關(guān)系,并對(duì)心臟結(jié)構(gòu)、功能等進(jìn)行評(píng)價(jià),同時(shí)隨診胎兒心率、心功能等變化。
1.2.2 家系全外顯子檢測(cè) 通過(guò)羊膜腔穿刺術(shù)采集羊水10 mL,4℃冰箱冷藏。父母外周血各5 mL(乙二胺四乙酸抗凝)。無(wú)菌條件下用DNA提取試劑盒(德國(guó)Qiagen公司)提取基因組DNA?;贗llumina二代測(cè)序平臺(tái),采用Agilent SureSelectXTHuman All Exon V6 kit進(jìn)行捕獲建庫(kù),利用雙末端(150 bp×2)測(cè)序的方法,完成樣本的全外顯子組測(cè)序,并進(jìn)行Sanger測(cè)序驗(yàn)證。數(shù)據(jù)分析以GRCh37(hg19)基因組版本為依據(jù),同時(shí)在1 000 Genomes Project,Genome Aggregation Database(gnomAD);Exome Aggregation Consortium(ExAC)等數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì),預(yù)測(cè)該位點(diǎn)突變的意義。
1.2.3 病理檢查 孕32周時(shí),家系全外顯子檢測(cè)提示TSC2基因雜合突變,孕婦及家屬要求優(yōu)生引產(chǎn)。引產(chǎn)胎兒心臟組織標(biāo)本用4%甲醛固定,常規(guī)石蠟制片,HE染色,行光鏡觀察,同時(shí)行免疫組化染色,抗體有Desmin、myoglobin、myogerdn、SMA,S-100。
2.1產(chǎn)前超聲檢查結(jié)果 產(chǎn)前超聲提示胎兒右心房?jī)?nèi)大小約3.6 cm×2.7 cm×2.7 cm的實(shí)質(zhì)性高回聲團(tuán)(圖1A),左心室內(nèi)可見(jiàn)多個(gè)實(shí)質(zhì)性高回聲團(tuán),較大3個(gè)分別1.5 cm×0.9 cm×0.9 cm,1.1 cm×0.8 cm×0.9 cm,0.6 cm×0.5 cm×0.4 cm(圖1B-D),邊界清,回聲均勻,無(wú)活動(dòng)性,血流動(dòng)力學(xué)未見(jiàn)明顯改變。超聲均未發(fā)現(xiàn)顱內(nèi)、腎臟等其他部位結(jié)節(jié)性病變。
2.2家系全外顯子檢測(cè)結(jié)果 家系全外顯子檢測(cè)(封三圖2)提示胎兒TSC2基因雜合突變,c.1839+2_1839+9del8,經(jīng)典的mRNA剪接區(qū)域(外顯子±2bp區(qū)間),且核苷酸序列高度保守,較大概率導(dǎo)致氨基酸序列被改變,從而產(chǎn)生異常的蛋白質(zhì)。此變異未在相關(guān)臨床病例中報(bào)道過(guò),亦未在OMIM、Clin-Var、1000 Genomes、ExAC及GnomAD數(shù)據(jù)庫(kù)中報(bào)道。父母檢測(cè)未攜帶該基因突變,為新發(fā)突變。
2.3病理結(jié)果 心臟經(jīng)甲醛固定后沿著大血管走形打開(kāi)心腔,于右心房及左心室內(nèi)見(jiàn)灰白色腫塊,邊界清晰,表面光滑,無(wú)包膜,切面呈灰白色、實(shí)性,質(zhì)地較嫩(封三圖3)。HE染色后鏡下觀察,瘤細(xì)胞大小不一,呈不規(guī)則形狀,胞質(zhì)呈清亮空泡狀(封三圖4A)。有些瘤細(xì)胞的嗜酸性胞質(zhì)由細(xì)胞核向細(xì)胞膜方向伸展,似蜘蛛,多數(shù)空泡樣變性,僅見(jiàn)稀疏的肌絲,稱為“蜘蛛樣細(xì)胞”[5]。腫瘤細(xì)胞形態(tài)溫和,無(wú)明顯異型性,未見(jiàn)核分裂象。行免疫組化染色腫瘤細(xì)胞myoglobin、myogerdn和Desmin(+),SMA、S-100(-)(封三圖4B)。
心臟橫紋肌瘤是胎兒最常見(jiàn)的心臟腫瘤,占所有胎兒心臟原發(fā)腫瘤的60%~86%[6]。產(chǎn)前超聲作為早期發(fā)現(xiàn)心臟橫紋肌瘤的首要診斷方式[7],表現(xiàn)為心腔內(nèi)及心包腔內(nèi)實(shí)質(zhì)性強(qiáng)回聲塊,邊界清晰,內(nèi)部回聲均勻,隨著心動(dòng)周期有一定活動(dòng)性。腫塊較小者無(wú)明顯血流動(dòng)力學(xué)改變,較大者可阻塞流入道或者流出道,阻塞處血流流速可明顯增高。通常,心臟橫紋肌瘤腫瘤對(duì)心臟功能的影響較小,只有少數(shù)胎兒表現(xiàn)出心臟并發(fā)癥。腫瘤可發(fā)生于心臟任何部位,以左心室和室間隔最常見(jiàn),30%可累及心房和右心室[5]。橫紋肌瘤的檢出與孕周密切相關(guān),孕中晚期檢出率明顯高于孕早期。本例孕婦在孕26+4周超聲發(fā)現(xiàn)。心臟橫紋肌瘤多發(fā),最大者位于右心房,較一般的橫紋肌瘤大很多,左心室可見(jiàn)多個(gè)小腫塊。位置固定,活動(dòng)幅度低,未引起血流動(dòng)力學(xué)改變。該胎兒引產(chǎn)后,心臟組織行病理檢查。大體標(biāo)本為無(wú)包膜灰白色腫塊,大小不等,鏡檢可見(jiàn)特征性的“蜘蛛樣細(xì)胞”,行免疫組化亦證實(shí)為橫紋肌瘤。
心臟橫紋肌瘤與TSC密切相關(guān),尤其是多發(fā)性心臟橫紋肌瘤是TSC的強(qiáng)烈預(yù)測(cè)指標(biāo)[8-9]。CHEN等[10]報(bào)道多發(fā)性橫紋肌瘤的胎兒中有93%具有TSC1或TSC2突變。而且單發(fā)性心臟橫紋肌瘤與TSC之間的相關(guān)性也很高,有71%的單發(fā)性心臟橫紋肌瘤胎兒TSC基因檢測(cè)呈陽(yáng)性。本病例因超聲提示胎兒多發(fā)心臟橫紋肌瘤,行家系全外顯子檢測(cè),提示TSC2基因c.1839+2_1839+9del8移碼突變。這個(gè)變異位于經(jīng)典的mRNA剪接區(qū)域(外顯子±2bp區(qū)間),且核苷酸序列高度保守,較大概率導(dǎo)致氨基酸序列被改變,從而產(chǎn)生異常的蛋白質(zhì)。根據(jù)美國(guó)ACMG變異分類指南標(biāo)準(zhǔn),為PVS1證據(jù)。同時(shí),這個(gè)變異未在人群基因數(shù)據(jù)庫(kù)中報(bào)道,即人群頻率極低,為PM2證據(jù)。同時(shí),通過(guò)家系檢測(cè),及父母驗(yàn)證未攜帶該突變,考慮為新發(fā)突變,為PS2證據(jù)。但該位點(diǎn)在相關(guān)臨床病例中未見(jiàn)報(bào)道,也未行相關(guān)功能學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)合送檢者的臨床表現(xiàn)和家系分析,依據(jù)美國(guó)ACMG變異分類指南,考慮為可能致病(PVS1+PM2+PS2)。TSC基因突變率高,Shruthi[11]等對(duì)98例TSC患者進(jìn)行TSC1和TSC2基因變異檢測(cè),發(fā)現(xiàn)14種新的錯(cuò)義變異,這些新變異的致病性均通過(guò)應(yīng)用不同的生物信息學(xué)工具,包括計(jì)算機(jī)輔助蛋白質(zhì)建模來(lái)確定。Lin等[12]對(duì)77例TSC患者的TSC1和TSC2基因進(jìn)行分析,共檢測(cè)到63例(81.8%)的突變,包括18個(gè)TSC1突變和45個(gè)TSC2突變,其中新發(fā)突變占14例。
圖1超聲提示胎兒心腔內(nèi)實(shí)質(zhì)性高回聲團(tuán)(A:右心房?jī)?nèi)實(shí)質(zhì)性高回聲團(tuán);B-D:左心室內(nèi)實(shí)質(zhì)性高回聲團(tuán))
圖3引產(chǎn)胎兒的心臟解剖圖片(可見(jiàn)多個(gè)橫紋肌瘤)
圖4橫紋肌瘤組織病理圖[A:HE染色后;B:免疫組化腫瘤細(xì)胞表達(dá)Desmin(+)]
TSC是一種常染色體顯性遺傳性疾病,由位于染色體9q34和16p13.3的TSC1基因或TSC2抑癌基因突變,影響Hamartin-Tuberin復(fù)合體功能,導(dǎo)致雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信號(hào)通路過(guò)度活化[13-14],臨床表現(xiàn)為錯(cuò)構(gòu)瘤導(dǎo)致的累及多系統(tǒng)的神經(jīng)皮膚病變。其中85%~95%的TSC患者可有腦損傷,存在室管膜下結(jié)節(jié)或室管膜下巨細(xì)胞星形細(xì)胞瘤;80%~90%可出現(xiàn)癲癇,約2/3為難治性癲癇,30%~40%有智力低下或自閉癥[15]。神經(jīng)和精神癥狀的發(fā)病率和死亡率最高[16]。TSC患者表現(xiàn)差異大,典型表現(xiàn)如面部血管纖維瘤、癲癇、智力低下等在患兒生后才會(huì)出現(xiàn)[17]。多數(shù)TSC患者如果不及時(shí)治療,預(yù)后不良。只有少數(shù)患者表現(xiàn)為輕癥并預(yù)后良好[18]。目前TSC尚缺乏有效的治療手段,也無(wú)法預(yù)測(cè)疾病的嚴(yán)重程度和病程。TSC在胎兒期的首要表現(xiàn)是心臟橫紋肌瘤[19],而其他系統(tǒng)的異常在胎兒期表現(xiàn)不明顯或難以檢測(cè),且檢測(cè)方法在胎兒期受到諸多限制。作為一種罕見(jiàn)病,全面的遺傳學(xué)分析,使我們能夠明確胎兒橫紋肌瘤與TSC之間的關(guān)系,這些信息可以幫助醫(yī)生制定圍生期管理策略并降低新生兒死亡率。心臟橫紋肌瘤胎兒的預(yù)后咨詢不僅應(yīng)包括腫瘤本身的預(yù)后,還應(yīng)包括橫紋肌瘤與TSC之間的關(guān)系以及TSC預(yù)后的信息,強(qiáng)調(diào)遺傳分析的重要性。該TSC2基因新的可能致病位點(diǎn)的發(fā)現(xiàn),不僅豐富了TSC基因數(shù)據(jù)庫(kù),為T(mén)SC的遺傳學(xué)研究提供了新的依據(jù)。