陳丹 田文 王樹峰
先天性多發(fā)關節(jié)攣縮 ( arthrogryposis multiple congenital contractures,AMC ) 等 )[1-3]一般用來描述先天性、可累及身體兩個或更多部位的關節(jié)異常屈曲的疾病[3]。目前對于 AMC 的認識有限,甚至在眾多研究和文獻中使用的名稱也較為混亂[1]。一般認為,AMC 是一個基于形態(tài)學特征的臨床診斷[3],包含了一組臨床表現(xiàn)、病因各異的疾病[1]。有學者認為,與 AMC 相關的綜合征可超過 400 種[4-6],這一類疾病的表現(xiàn)復雜多樣,關節(jié)攣縮可以出現(xiàn)在全身各個大、小關節(jié),包括上肢、下肢、脊柱及顳下頜關節(jié),攣縮表現(xiàn)的程度輕重不一,此外有的還可以合并中樞神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿生殖系統(tǒng)的癥狀[1]。
AMC 為先天性疾病,有文獻報道這一疾病在美國新生兒的發(fā)病率約 1 / 5000~1 / 3000[2]。由于此類疾病可造成胎兒娩出困難,且病變程度嚴重的患兒出生后存活困難[6],AMC 很早便有關注報道,但目前的研究對 AMC 的認識仍十分局限。隨著近些年分子遺傳學的發(fā)展,基因檢測等技術(shù)成為了進一步了解此類疾病的有力手段[7]。現(xiàn)對 AMC 現(xiàn)有的遺傳學領域的研究進行綜述,以期進一步加深對 AMC 的認識。
AMC 的確切病因仍未知,但目前認為 AMC 的發(fā)病與胎兒在宮內(nèi)生長發(fā)育過程的活動減少 ( fetal akinesia ) 關系密切[3,6]。造成胎兒活動減少的原因復雜多樣,基因異常、母體或外界因素都可能引起胎兒活動減少[1-3];上述各因素引起 AMC 的具體比例尚不得而知,但有學者認為基因異常是 AMC 發(fā)生的主要原因[3]。
目前,直接造成胎兒活動減少的原因未知,但已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有不少情況可以造成胎兒活動減少,具體包括以下方面:肌肉相關發(fā)育異常;中樞或外周神經(jīng)疾病或神經(jīng)肌肉終板相關發(fā)育異常;結(jié)締組織形成異常;能夠引起宮內(nèi)空間有限的情況 ( 如多胎妊娠、子宮畸形、羊水減少、羊膜帶等 ) ;母體疾病 ( 如:多發(fā)性硬化癥,妊娠期糖尿病,寨卡病毒、風疹病毒、麻疹病毒等感染等 );母體孕期暴露 ( 如:藥物、過量酒精及毒品等 );胎兒或胎盤的血供減少;代謝異常 ( 如:母體酸中毒等 );表觀遺傳疾病等[2-3]。
在致病基因的研究方面,至今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了 400 余個基因與 AMC 有關[8]。某些基因的點突變,染色體異常如染色體三體 ( 特別是 21,13,18 三體 )、染色體微缺失或重復,這些均可能造成 AMC 的發(fā)生[1]。Kiefer 等[8]對目前發(fā)現(xiàn)的相關基因運用基因本體論 ( gene ontology,GO ) 進行分析,402 個致病基因根據(jù)其功能分為 29 組,這一方法可展現(xiàn)不同致病基因功能上的關聯(lián);而目前只有其中的 19 組包括了 1 個以上的基因,這也為之后發(fā)現(xiàn)新的致病基因提供了方向。
AMC 中最常見的類型為肌發(fā)育不良 ( amyoplasia ),其次為遠端關節(jié)攣縮 ( distal arthrogryposis,DA )[9],這兩類占到了所有診斷的 AMC 中約 50%~65%[10]。肌發(fā)育不良與遠端關節(jié)攣縮為 AMC 兩種不同類型,兩者具有相似的臨床特征,但有不同特點可將二者區(qū)別。肌發(fā)育不良的診斷較特異,常表現(xiàn)為肌肉量減少,出生時患兒四肢固定,指 ( 趾 ) 屈曲攣縮,上肢的肩、肘、腕關節(jié)及下肢的髖、膝、踝關節(jié)也多有異常屈曲,且四肢關節(jié)攣縮多為對稱累及[11];這一疾病可能為非遺傳的綜合征,多為散發(fā)病例,確診患者的家族很少出現(xiàn)新發(fā)患者,病因方面目前研究尚未發(fā)現(xiàn)與這一類型相關的染色體或基因[10];對于同卵雙胞胎患者的研究中發(fā)現(xiàn),至少約 6.6% 的雙胞胎表現(xiàn)為一個患病而另一個不患病[12]。DA 是表現(xiàn)為肢體遠端多發(fā)關節(jié)攣縮的綜合征,DA 表現(xiàn)形式多樣,各類型 DA 均存在手足等肢體遠端關節(jié)異常屈曲,而較少累及肢體近端關節(jié),伴或不伴肌肉及神經(jīng)異常;此外 DA 通常有著確切的遺傳學異常,多表現(xiàn)為常染色體顯性遺傳[10]。
當前發(fā)現(xiàn)的 400 多種 AMC 相關綜合征中,有部分綜合征的發(fā)病機制已經(jīng)得到一定認識。遺憾的是這種認識仍十分有限,具體某一綜合征的發(fā)病率亦缺少相關研究支持,需后續(xù)開展更多的研究。下面將著重介紹筆者所在科室臨床工作中接觸較多的幾種 AMC 相關綜合征[13-14]。
1. Beals 綜合征:Beals 綜合征或 Beals-Hecht 綜合征,又稱為先天性攣縮性蜘蛛指樣畸形 ( congenital contractural arachnodactyly,CCA ) ( OMIM 121050 ),為遠端關節(jié)攣縮的第 9 型 ( DA9 )[15-16]。
Beals 綜合征可有十分復雜廣泛的臨床表現(xiàn)。典型的 Beals 綜合征具備以下特征:蜘蛛指 ( 趾 ),累及肘、膝、髖、踝、手指等的多發(fā)關節(jié)攣縮,脊柱后凸 ( 通常為進行性 ),耳廓卷曲畸形以及類似于馬方綜合征的表現(xiàn) ( 身材瘦高,肢體、手指細長,胸廓畸形,肌肉發(fā)育不良,拱狀腭 )。嚴重者同時還可有心血管系統(tǒng)異常 ( 主動脈弓離斷,房間隔或室間隔缺損,主動脈根部擴張 ) 及胃腸道異常 ( 食管或十二指腸閉鎖,腸旋轉(zhuǎn)不良 )[15]。
Beals 綜合征為一種常染色體顯性遺傳疾病,目前該疾病的發(fā)病率仍不清楚?;?FBN2 ( OMIM 612570 ) 與該綜合征關系密切,是目前發(fā)現(xiàn)的惟一與該綜合征相關的 基因[17]。
FBN2 位于染色體 5q23.3,具有 65 個外顯子,長度為 279.57 kb,編碼一個 10 166 bp 的轉(zhuǎn)錄物,生成一個由 2912 個氨基酸組成的蛋白產(chǎn)物原纖維蛋白 2 ( fibrillin-2 )[16]。 原纖維蛋白 2 是結(jié)締組織微纖維的組成成分,可參與形成彈性纖維[18]。
截至 2021 年 11 月 14 日,ClinVar 中記錄的 FBN2 突變達 1833 種;與 Beals 綜合征相關的突變有 1088 種,有 47 種為致病或可疑致病突變。大多數(shù)與 Beals 綜合征相關的 FBN2 突變位點在外顯子 23~35[19]。
具備 Beals 綜合征典型癥狀的患者中,約 25%~75% 存在 FBN2 的突變[15,17,20]。Meerschaut 等[17]提出了一種根據(jù)臨床表現(xiàn)進行評分的診斷方法,發(fā)現(xiàn) FBN2 存在致病突變的患者在這一評分體系下獲得了更高的得分 ( P < 0.001 )。目前尚未發(fā)現(xiàn)這一疾病基因型與表型的相關性。Lavillaureix 等[21]發(fā)現(xiàn)染色體缺失可能導致出現(xiàn)更加嚴重的臨床表現(xiàn)。Kloth 等[22]發(fā)現(xiàn) 1 例存在嚴重臨床癥狀的 Beals 綜合征患者,其 FBN2 基因具有一個錯義突變和一個無義突變,分別遺傳自健康的父母,呈現(xiàn)為常染色體隱性遺傳。
馬方綜合征 ( Marfan Syndrome,OMIM 154 700 ) 致病基因為 FBN1 ( OMIM 134 797 ),位于染色體 15q21.1,馬方綜合征為常染色體顯性遺傳疾病。FBN1 與 FBN2 結(jié)構(gòu)類似,F(xiàn)BN1 基因的蛋白質(zhì)產(chǎn)物原纖維蛋白 1 同樣為細胞外基質(zhì)的組成成分[18]。馬方綜合征與 Beals 綜合征在前文提到的部分癥狀上表現(xiàn)類似,但馬方綜合征患者中僅部分存在多發(fā)關節(jié)攣縮的癥狀[23]。
2. Freeman-Sheldon 綜合征:Freeman-Sheldon 綜合征 ( Freeman-Sheldon syndrome,F(xiàn)SS;OMIM 193 700 ),也稱作 Freeman-Burian 綜合征,吹笛手面容綜合征 ( Whistling face syndrome ),顱、腕、跗骨發(fā)育不良 ( craniocarpotarsal dysplasia or dystrophy ) 等[24],為遠端關節(jié)攣縮的第 2A 型 ( DA2A ),是 DA 中癥狀較重的一型[25]。
Freeman-Sheldon 綜合征具有特征性頜顏面畸形:小口畸形,噘唇,眼深陷、眼距增寬或眥角異位,小鼻、長人中及鼻翼發(fā)育不全,下巴處存在 V 型或 H 型瘢痕樣結(jié)構(gòu),鼻唇溝深;手指屈曲攣縮,尺側(cè)偏斜,可有馬蹄內(nèi)翻足伴趾攣縮,也有少數(shù)患者不存在肢體受累;患者的生長發(fā)育遲緩,身材矮小,但智力正常[25-26]。有時還可有代謝、胃腸、視聽覺的異常[27]。不同患者的疾病嚴重程度不一。此外,F(xiàn)reeman-Sheldon 綜合征與遠端關節(jié)攣縮第 1 型 ( DA1 ) 在肢體癥狀上表現(xiàn)十分相似,通常需要通過特有的面部癥狀來鑒別這兩種類型[28]。
Freeman-Sheldon 綜合征遺傳方式主要為常染色體顯性遺傳,但也有部分情況為常染色體隱性遺傳[29],目前該疾病的發(fā)病率未知[25]?;?MYH3 ( OMIM 612 570 ) 與該綜合征關系密切。
MYH3 位于染色體 17p13.1,具有 43 個外顯子,編碼的蛋白質(zhì)為肌球蛋白 3 ( myosin-3 ),由 1940 個氨基酸組成。肌球蛋白是肌肉的主要組成,在細胞運動以及細胞內(nèi)物質(zhì)傳輸中發(fā)揮功能;肌球蛋白 3 在胎兒時期的肌肉形成發(fā)育具有重要作用[30]。
截至 2021 年 11 月 14 日,ClinVar 中記錄的 MYH3 突變達 439 種。與 Freeman-Sheldon 綜合征相關的突變有 175 種,有 8 種為致病或可疑致病突變;有的突變可造成肌球蛋白 3 的 ATP 結(jié)合位點結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,從而改變肌球蛋白的催化活性[31],影響早期肌肉發(fā)育[32]。
但部分 Freeman-Sheldon 綜合征患者未發(fā)現(xiàn) MYH3 基因的突變[33],Zampino 等[34]發(fā)現(xiàn)至少約 7% 的患者不存在 MYH3 基因的突變。
MYH3 突變還與 Sheldon-Hall 綜合征 ( DA2B,OMIM 618 436 )、多發(fā)翼狀胬肉綜合征 ( multiple pterygium syndrome,DA8 ) 的 1A 型 ( OMIM 178 110 ) 及 1B 型 ( OMIM 618 469 ) 有關[3,35]。Sheldon-Hall 綜合征與 Freeman-Sheldon 綜合征在名稱上相似,臨床表現(xiàn)亦相近。Sheldon-Hall 綜合征除遠端肢體的多發(fā)關節(jié)攣縮外,同樣存在特殊面容:鼻唇溝深,小口,蹼頸,下巴小而突出;但 Sheldon-Hall 綜合征的張口程度較 Freeman-Sheldon 綜合征更大,且 Sheldon-Hall 綜合征患者下巴上不存在 V 型或 H 型瘢痕結(jié)構(gòu);在這兩個疾病中,雖然同樣存在 MYH3 的突變,但突變影響的肌球蛋白殘基位置不同[31]。
AMC 作為罕見病,學界對其認識仍在不斷探索過程中,遺傳學研究有助于進一步認識這一疾病的病因及疾病發(fā)生過程。在治療領域,現(xiàn)有的 AMC 治療缺乏統(tǒng)一的標準,臨床醫(yī)師多根據(jù)患者的形態(tài)學及影像學特征,予以個性化的治療方案。對于這類患者的手部畸形,多采用支具固定及手術(shù)干預,以期改善畸形關節(jié)的功能,但目前對于這類患者的手術(shù)干預也多缺乏大宗病例報道及長期的隨 訪[13,26]。國內(nèi)的臨床醫(yī)師對于這類疾病的認識也是有限的。有時可能無法在臨床上及時做出準確的診斷,予以恰當?shù)闹委?。希望通過對于 AMC 現(xiàn)有遺傳學研究的簡述,臨床中常見的幾種綜合征的介紹,能夠加深對這一疾病的認識,進一步推進 AMC 在中國的診療完善及研究開展[36]。
而目前對于 AMC 的遺傳學研究仍在不斷深入,在未來會有更多的致病基因被發(fā)現(xiàn),相關致病機制也將進一步闡明。一方面,對于 AMC 以及胎兒活動減少的研究能夠幫助臨床醫(yī)師更好地認識新生兒早期發(fā)育與運動的相關機制。另一方面,相關研究有助于更加全面認識這一疾病的發(fā)生、發(fā)展,在未來也許可以實現(xiàn)通過基因檢測的方式明確 AMC 及相關綜合征的診斷,并針對其致病位點或通路,通過使用特定藥物,激發(fā)替代通路、對致病基因的靶向治療、進行表觀遺傳修飾等[8],實現(xiàn)這一疾病的治愈。