田茂強 束曉梅 李 娟 雷文婷 陳 靜 余小華 彭龍英

遵義醫(yī)科大學附屬醫(yī)院小兒內科（貴州遵義 563003）

神經(jīng)發(fā)育障礙（neurodevelopmental disorders，NDDs）是一組表現(xiàn)為運動、智力、語言、社交及興趣異常的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育障礙譜系病，包括自閉癥譜系障礙（autism spectrum disorder，ASD）[1]。此組疾病臨床異質性強，雖多數(shù)患者與遺傳相關，但其基因型-表型關系復雜[2]。目前報道NDDs相關基因變異多數(shù)因涉及突觸轉錄調控、影響突觸傳遞功能而致病[3-5]。SHANK2基因（OMIM* 603290）編碼SH3和多個錨蛋白重復結構蛋白2（SHANK 2），是一種興奮性突觸后支架蛋白，參與神經(jīng)興奮的傳導過程，研究發(fā)現(xiàn)SHANK2與NDDs 相關[1,5-6]。SHANK2相關NDDs臨床表型差異較大，其基因型-表型關系及遺傳模式復雜，發(fā)病率及病例數(shù)不詳，亟待進一步研究明確。本研究對父母分別攜帶SHANK2單位點變異、而下一代攜帶雙等位變異的家系患者的臨床表型及遺傳學進行分析，以提高臨床醫(yī)師對SHANK 2相關譜系病基因型-表型關系的認識。

1 病例資料

先證者（II.3）為2歲患兒，女，因發(fā)育落后就診。表現(xiàn)為全面發(fā)育落后，1歲6個月可抬頭，2歲仍不會獨坐，不會講話，可認識親人。圍生期無異常，父母非近親結婚。家系中共4 例患者表現(xiàn)為不同程度的智力、運動及社會功能障礙。系譜圖及相應的臨床表型見圖1。父親（I.1）表現(xiàn)為輕度智力障礙，伴社交功能障礙，但生活自理能力正常，能完成日常農活；母親（I.2）表現(xiàn)為中度智力障礙，伴嚴重語言及社交障礙，但可完成日常家務活動；大姐（II.1）智力運動發(fā)育正常；二姐（II.2）4.5歲就診，表現(xiàn)為自幼嚴重的智力運動發(fā)育障礙，隨訪到5歲，僅可認識親人，不會走路，不會說話。體格檢查（先證者2歲時）：身長 83 cm，體重 11 kg，無特殊外觀，反應遲鈍，追聲、物好，無語言表達，心肺腹部無異常，四肢肌張力高，病理征陰性。輔助檢查：血常規(guī)、血生化、血氨、乳酸、丙酮酸正常，葉酸、維生素B12均正常；血、尿串聯(lián)質譜篩查無異常。II.2及II.3Gessel發(fā)育量表評估均提示重度全面發(fā)育落后。2 例患兒頭顱磁共振成像（MRI）無異常。因經(jīng)濟原因父母未進行發(fā)育量表及頭顱MRI 檢查。因家系中有多例類似患者，考慮遺傳性病因可能性大。經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準、患兒監(jiān)護人簽署知情同意書后，采集家系先證者及父母外周血送至北京貝瑞和康醫(yī)學檢驗實驗室有限公司進行全外顯子測序（WES）。WES檢測到SHANK 2基因2 種變異。①SHANK 2剪切位點變異（NM_012309.4，c.2309-2A＞C），經(jīng)Sanger驗證顯示母親（I.2）、二姐（II.2）及先證者（II.3）均攜帶該變異，父親及大姐該位點為野生型（圖2A），該變異在數(shù)據(jù)庫中均未被收錄；根據(jù)ACMG 評級[7]，該位點變異為致病變異（PVS1+PM2+PP1）。②檢測到父親及先證者SHANK2基因11-16號外顯子雜合缺失（圖3A），經(jīng)qPCR驗證顯示父親（I.1）、二姐（II.2）及先證者（II.3）均攜帶該缺失，見圖3 B 及表1。該家系診斷為SHANK2相關NDDs，診治時間軸見圖4。2例患兒不規(guī)則康復治療中，智力及運動功能緩慢進步中。

圖1 家系系譜圖及患者基因型-表型示意圖

表1 3例患者qPCR檢測結果

圖2 家系成員一代測序峰圖、SHANK2 結構及其基因型-表型關系示意圖

圖3 SHANK2 缺失及qPCR 驗證圖

圖4 家系患者診治時間軸

2 討論

在個體生命發(fā)育過程中，神經(jīng)元突觸的密度、大小、形狀等在相應基因的調控下處于動態(tài)變化中[8-9]。編碼這些突觸蛋白的基因如SHANK1～3變異均可導致突觸功能異常而引起NDDs。SHANK 2包含SH 3、PDZ 結合域及SAM 結構域（圖2）[9]。SHANK2（NM_012309.4）含25個外顯子、1 849個氨基酸，是SHANK突觸蛋白家族（SHANK1～3）成員之一，在興奮性后突觸密度中起到分子支架的作用[10]。SHANK2在腦中高表達，出生前（胎兒期）及成人期高表達，基因敲除小鼠顯示產后致死、樹突形態(tài)異常及興奮性突觸后電位異常（https://gdap.org.cn/unigene.html?entrez=22941），提示SHANK2對維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常發(fā)育及功能起至關重要的作用。

SHANK 2基因型-表型關系復雜。在鼠的研究中發(fā)現(xiàn)，編碼SHANK家族蛋白（SHANK1～3）基因的變異導致與人類NDDs 相似表型，包括重復刻板運動、社會行為改變及焦慮癥狀[11]。臨床研究發(fā)現(xiàn)，SHANK2與神經(jīng)發(fā)育障礙相關，包括ASD易感17型（OMIM# 613436），遺傳模式為常染色體顯性遺傳伴不完全外顯[5]。SHANK 2復雜的基因型-表型關系可能與單基因的變異類型、修飾基因或多基因遺傳相關。本研究家系中，未攜帶SHANK 2變異的姐姐表型正常，攜帶缺失變異的父親表現(xiàn)為輕度社交障礙，攜帶內含變異的母親表現(xiàn)為中度智力障礙及社交障礙，而攜帶雙等位基因變異的2 個女兒均表現(xiàn)為嚴重的運動、認知發(fā)育障礙，提示SHANK 2不同變異導致SHANK 2 蛋白劑量的變化可能是該家系患者表型差異的主要原因，也提示SHANK 2譜系病臨床異質性可能與變異導致SHANK 2 劑量變化相關。

Zhang等[12]在關于先天性脊柱側彎2家系研究發(fā)現(xiàn)父親及2個兒子均攜帶TBX6缺失變異，但僅其中一個兒子表現(xiàn)為脊柱側彎，即攜帶變異的個體呈現(xiàn)不完全外顯現(xiàn)象。進一步研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)病者還攜帶來自母親TBX6的多態(tài)性位點（T-C-A）。該研究認為TBX 6缺失變異和多態(tài)性位點共同導致先天性脊柱側彎，呈非典型隱性遺傳模式[12]。該現(xiàn)象在RBM8A相關血小板減少癥的研究也曾被報道[13]。SHANK2是ASD的易感基因，大量研究發(fā)現(xiàn)某些攜帶變異者也表現(xiàn)為不完全外顯的現(xiàn)象[5]，提示可能個體對于該基因劑量依賴較低。當變異導致SHANK2輕微下降時則不出現(xiàn)表型或出現(xiàn)較輕微表型，而嚴重變異或雙等位基因變異則導致SHANK2蛋白顯著下降而出現(xiàn)較重表型。推測本研究患者中差異性表型出現(xiàn)的原因可能為：①父親攜帶雜合外顯子缺失變異導致SHANK2截短，機體存在截短的SHANK2及50%功能正常的SHANK2，患者為輕表型（圖2）；②母親攜帶內含子變異（c.2309-2A＞C），該變異導致可變剪切，可能導致外顯跳躍（缺失）、外顯子延長及或外顯子部分缺失等，與缺失相比，母親剪切位點變異可能導致體內存在大量無功能的變異型蛋白，由于顯性負效應機制，大量變異型蛋白可能與野生型蛋白SHANK2競爭性的結合靶蛋白，影響殘存正常蛋白功能，從而導致比父親較重的表型（圖2）；③2個女兒均攜帶雙等位基因變異，則體內僅存在變異型SHANK 2，患兒則表現(xiàn)為重型NDDs（圖2）。本研究家系可能為進一步關于SHANK2致病機制研究提供參考，但仍需在今后通過直接的功能實驗或積累更多類似病例進行證實。

ASD 是一類以廣泛的社交、言語交流障礙、刻板行為及興趣狹隘為核心癥狀的綜合征[14-15]。通過患病的一致率研究發(fā)現(xiàn)同卵雙生子為30%～99%，異卵雙生子為0～65%，說明ASD病因與遺傳因素高度相關[2]。近來發(fā)表在Cell雜志的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了三類變異與ASD 相關，即在多基因變異的基礎上，罕見變異及新生變異是ASD 發(fā)生的主要因素[14]。Caumes 等[16]2020 年報道2 例ASD 患者，并總結了已報道的9 例SHANK 2基因變異的患兒，11 例患者均為De novo變異，其中10 例患者伴典型ASD 癥狀，提示De novo變異多見于對于SHANK2劑量影響較大的變異，常導致ASD，而遺傳性變異可能對SHANK2蛋白劑量影響相對較小而導致不同程度智力障礙。本研究中SHANK 2單等位基因和/或雙等位基因變異出現(xiàn)的表型異質性現(xiàn)象可能為ASD或智力障礙的研究提供依據(jù)，對于表型差異較大的家系患者，除考慮表觀遺傳或多基因變異影響外，還應該考慮雙等位基因特殊變異（拷貝數(shù)變異，多態(tài)性等）導致不典型隱性遺傳可能。

總之，SHANK 2相關NDDs 嚴重程度可能與SHANK 2 量依賴相關，此種量依賴現(xiàn)象也為理解SHANK 2相關NDDs 基因型-表型關系提供幫助。對于臨床表現(xiàn)差異大、不完全外顯的家族患者，需進一步分析患者中可能存在該基因的其他類型變異。