方珍香，朱 敏*，宋建敏，湯 健，趙曉科，陸 芬，杜森杰，徐 紅

1南京醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院康復科，2神經內科，江蘇 南京 210008

常染色體顯性遺傳脊髓性肌萎縮癥-下肢1 型（spinalmuscularatrophy，lowerextremitypredominant-1，SMALED1）是一種非常罕見的、因DYNC1H1基因雜合性突變導致的常染色體顯性遺傳病。2010 年，Harms等［1-2］根據染色體14q32連鎖顯性遺傳與主要表現(xiàn)為下肢遠端受累脊髓性肌萎縮癥的臨床特征，提出了SMALED1 的命名，并在隨后的研究中鑒定了DYNC1H1基因雜合性突變?yōu)镾MALED1的遺傳性病因。DYNC1H1雜合性突變所導致的疾病具有較高的表型異質性，在兒科中所見除SMALED1 相關的運動發(fā)育障礙外，還可能導致精神發(fā)育遲緩、智力障礙（常染色體顯性遺傳智力障礙13型，MDR13）和周圍神經元軸突退化的遺傳性神經性肌萎縮病類型（CMT20）。因此，DYNC1H1相關疾病的基因型-表型發(fā)現(xiàn)顯得尤其重要。

本研究報道了1個3代3例患者的SMALED1家系，其中先證者兒童期表現(xiàn)出包括SMALED1 臨床特征在內的輕度全面發(fā)育遲緩（認知障礙），而另2 例患者僅有運動功能受累。該臨床表型變異的家系表明了SMALED1 的表型異質性，應引起相關專業(yè)臨床工作者的認識和重視。

1 病例資料

患兒，男，2歲齡，因“發(fā)現(xiàn)運動發(fā)育落后6個月”于2020 年12 月至南京醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院康復科就診?；純合礕1P1，足月剖宮產，出生體重3.5 kg，出生時無缺氧窒息病史，無新生兒黃疸病史，圍產期無特殊，母孕期無特殊。父母非近親結婚。母親運動發(fā)育落后，4 歲能獨走，走路不穩(wěn)，呈鴨步。外祖母健在，運動發(fā)育落后，具體不詳，目前走路不穩(wěn)，呈鴨步。父親及外祖父均體健。患兒入院時能短時獨站，不能獨走，扶走可見雙足扁平外翻，外旋。0～6 歲兒童Gesell 發(fā)育診斷量表顯示，大運動11個月，精細動作18個月，適應性相當于18個月，語言15 個月，個人-社交15 個月。查體：體重12.5 kg，頭圍48 cm，頭顱形態(tài)正常，前囟已閉，雙肺呼吸音清，心音有力，律齊，未聞及明顯雜音。肝脾肋下觸及，脾未觸及腫大。雙下肢生理反射：膝腱反射未引出，原始反射消失，病理反射：巴氏征未引出，四肢肌張力低下，內收肌角160°，腘窩角150°，足背屈角70°，雙下肢近端肌萎縮，與遠端肌粗細接近（圖1）?；純毫⑽环稣灸芏虝r獨站，不能獨走，扶走可見輕度屈髖、膝反張、雙足扁平外翻、外旋。輔助檢查：肌電圖提示神經源性損害肌電改變（主要累及雙下肢，首先考慮脊髓前角細胞或根性損害，運動神經軸索亦難排除）。完善頭顱MRI 平掃、脊髓MRI 未見異常。骨盆片正位片、普通腦電圖、視聽覺誘發(fā)電位未見異常。肝腎功能、肌酶譜、電解質、甲狀腺功能均正常。遺傳代謝病血篩查正常。

圖1 患兒仰臥（左）及站立位（右）的下肢形態(tài)

為進一步明確病因，本研究在征得患兒監(jiān)護人知情同意，簽署知情同意書，并獲得醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準（倫理號：202105049-1）后，責任護士做好基因檢測標本目的、方法及注意事項的健康宣教，分別抽取患兒及其父母靜脈血2 mL，置于乙二胺四乙酸（EDTA）抗凝外周靜脈抗凝管中。同時取外祖母及外祖父指甲，作為基因組抽取樣本。由北京智因東方轉化醫(yī)學研究中心有限公司進行全外顯子測序（whole exome sequencing，WES）、在線系統(tǒng)（https：//cloud.chigene.org）的遺傳病數(shù)據分析，以及一代（Sanger）測序驗證。外顯子組文庫構建采用xGen?Exome Research Panel v1.0 捕獲探針（IDT，美國），使用NovaSeq 6000（Illumina公司，美國）平臺進行高通量測序。通過智因東方自研發(fā)算法，同時對WES數(shù)據進行了SMN1/2基因外顯子拷貝數(shù)進行篩查排除常染色體隱性遺傳脊髓性肌萎縮（spinal muscular atrophy，SMA）。Chigene 在線遺傳病分析整合HGMD、LOVD、OMIM、Clinvar、SWISS和Clinvitae等多個變異數(shù)據庫，并依據美國醫(yī)學遺傳學與基因組學會（American College of Medical Genetics，ACMG）臨床應用指南［3］，對變異位點進行自動化的致病性分析。此外，后續(xù)通過歐洲EMBL-EBI提供的在線變異分析工具VarSite（https：//www.ebi.ac.uk/thornton-srv/databases/VarSite），對變異的保守性和致病性進行了整合性分析。

患兒WES 分析檢出DYNC1H1基因（NM_001376.4：c.3326A＞G，p.Tyr1109Cys）雜合性變異，并通過Sanger測序驗證了該變異遺傳自患兒母親和外祖母（圖2）。該變異在公共數(shù)據庫及Chigene 自有中國人數(shù)據庫中均無記錄，為新發(fā)現(xiàn)的變異。依據ACMG 指南對該變異進行分析：①該變異遺傳自患兒母親和外祖母（PM1）；②比照千人基因組數(shù)據庫（1000 Genomes）、人類基因變異數(shù)據庫（HGMD）未見變異報道和收錄（PM2）；③生物信息學軟件（Polyphen2、SIFT、Mutation Taster）預測均為有害（表1）。應用HomoloGene 系統(tǒng)對人類、獼猴、狼、牛、大鼠、小鼠、雞、斑馬魚、假絲酵母的DYNC1H1蛋白保守性分析發(fā)現(xiàn)，DYNC1H1第1 109位Tyr在無脊椎動物、脊椎動物以及哺乳動物之間均高度保守（PP3）；④家系中共3例患者（感染性共分離次數(shù)=2），符合疾病共分離特征（PP1）。根據ACMG 指南評級規(guī)則，DYNC1H1基因c.3326A＞G（p.Tyr1109Cys）變異評定為“可能致病（likely pathogenic）”（PM1+PM2+PP3+PP1）。結合患兒臨床表現(xiàn)，患兒最終診斷為SMALED1。患兒在本院綜合康復治療1個月，運動及認知較前改善，獨站較前穩(wěn)定，可扶樓梯上樓。定期隨訪，目前患兒在當?shù)蒯t(yī)院康復半年，2歲6個月可獨走數(shù)步，但行走不穩(wěn)。

表1 不同的生物信息學預測工具評估DYNC1H1 c.3326A＞G變異的可能影響

圖2 本研究家系基因檢測結果

2 討論

以“DYNC1H1”或“常染色體顯性遺傳脊髓性肌萎縮癥”、“DYNC1H1”或“SMALED1”為關鍵詞，在中國知網、萬方數(shù)據知識服務平臺及PubMed數(shù)據庫檢索2000 年1 月—2021 年9 月收錄的文獻，篩選條件為DYNC1H1雜合性錯義突變致病，且報道案例有明確的臨床診斷及表型的描述。篩選到21 個患者表型及臨床診斷明確的DYNC1H1錯義突變，并通過繪制DYNC1H1 蛋白復合物（動力蛋白1 復合物）的結構域及功能的示意圖來顯示這些錯義突變（圖3）。其中p.P776L 見于2 篇國內報道，分別為國內1 對同卵雙胞胎患兒的新生突變［4］，及與前者報道無親緣關系的1 個家系的多例患者［5］。這些患者均表現(xiàn)為SMALED1［4-5］，篩選條件為文中描述了臨床表現(xiàn)及經基因診斷SMALED1。共檢索到符合條件的18篇文獻，共26例患者［6-12］。

圖3 DYNC1H1結構域功能示意圖及DYNC1H1錯義突變蛋白鏈位點

SMA是一種遺傳性神經肌肉病，其特征是脊髓運動神經元變異導致肌肉無力。最常見的SMA（SMA1）表現(xiàn)為常染色隱性遺傳，是由于染色體5q上SMN1基因突變所致。SMALED1 是一種DYNC1H1基因雜合性致病變異導致的、以下肢受累為主要臨床特征的SMA 類型［13］。與SMA 發(fā)病的病理生理機制相同，均為脊髓運動神經元病變導致的肌肉萎縮、無力，肌電圖可提示神經源性改變，但SMALED1患者幾乎均表現(xiàn)為局限于下肢的肌肉萎縮和肌無力，并以近端為甚，部分患者膝反射減弱/消失，常伴有先天性足部畸形；多數(shù)患者在兒童期起病，但病情進展較慢，除行走不便（蹣跚步態(tài)）和跑步能力受限，患者成年后的主要生活質量及壽命不受影響。本研究中患兒母親及外祖母符合典型的SMALED1表型。同時，DYNC1H1雜合性突變也能導致罕見類型的孤立型智力障礙（常染色體顯性遺傳智力障礙13 型，MDR13）和CMT ?。–harcot-Marie-Tooth病20 型，CMT20），這表明DYNC1H1突變所關聯(lián)表型的異質性。Fiorillo 等［14］報道了2 例DYNC1H1錯義突變（分別為Q1194R 和E3048K，圖3B），其特點在于2例患者除SMALED1表現(xiàn)，均伴有輕度的認知障礙或精神發(fā)育遲緩，表明DYNC1H1相關的疾病并非根據表型可進行完全劃分，更可能是一個連續(xù)的表型譜。本研究家系中的先證患兒臨床表現(xiàn)為典型SMALED1 伴有輕度的、以語言和社交能力落后為主的精神發(fā)育遲緩，這與Fiorillo等［14］報道的表型特征相似。此外，經過積極的康復治療，本例患兒的精神發(fā)育水平有顯著進步，但未來是否發(fā)展成為智力障礙（評估年齡＞5 歲）或出現(xiàn)新的孤獨癥表型，目前還沒有足夠證據。總之，本研究增加了DYNC1H1突變導致伴隨精神發(fā)育遲緩的SMALED1案例，可能增加了人類DYNC1H1 參與大腦皮層發(fā)育的間接證據，但本例患兒的腦影像學檢查并未發(fā)現(xiàn)顯著的器質性改變。

DYNC1H1基因位于人類染色體14q32.31，其典型轉錄本（NM_001376.4）包含78 個蛋白編碼外顯子，編碼4 646 個氨基酸殘基的動力蛋白胞漿1 重鏈1（dynein，cytoplasmic 1，heavy chain 1，DYNC1H1）。動力蛋白（dynein）是對基本細胞過程，包括逆行軸突運輸、高爾基體定位和自噬十分重要的多亞基分子馬達，其中，由動力蛋白重鏈通過N-末端Tail 結構域同二聚體，結合多個輕鏈同二聚體，構成了動力蛋白復合物的核心（圖3A）。目前所報道的SMALED1 和CMT20 患者其錯義突變均位于Tail 結構域，表明Tail 核心結構域與脊髓或周圍神經系統(tǒng)表型的關聯(lián)性，也解釋了本案例家系患者典型的SMALED1表型。

DYNC1H1功能缺失性突變能導致小鼠后肢關節(jié)異常（類似人類的膝關節(jié)外翻）之外，在這些受累小鼠中還能觀察到兩極神經元細胞遷移障礙導致的腦皮層結構紊亂［15］，這可能提示了人類動力蛋白影響腦皮層發(fā)育的機制。在人類MRD13 患者中，也觀察到了大腦皮質神經元遷移障礙［16-17］（分別為p.E1518K 和p.H3822P，圖3B）；Poirier 等［18］報道了8 例DYNC1H1錯義突變導致腦皮層發(fā)育障礙的患者，除4 個突變（p.K3241T、p.R3344Q、p.K3336N和p.R3384Q）位于Stalk 結構域，其他分布在包括Tail 結構域的散在位點（圖3B）。綜合Fiorillo 等［14］報道的2 個伴有輕度認知障礙案例中鑒定的p.Q1194 和p.E3048K 分布散在，以及本案例鑒定的p.Y1190C 也位于常見的Tail 結構域，提出對于DYNC1H1相關的大腦皮層發(fā)育障礙，目前仍缺少明確的基因型-表型關聯(lián)。

目前SMALED1 尚無特效治療。然而本例患兒通過包括認知能力在內的康復護理和治療，精神發(fā)育遲緩的表現(xiàn)有顯著改善。由于本研究的局限性，無法了解患兒母親及外祖母是否曾有過精神發(fā)育病史，因此我們鑒定的新變異p.Y1190C是否導致異質性表型仍有待更長時間的隨訪觀察。