SMARCAL1基因突变所致生长发育障碍的临床表现及基因分析
陈华琴1 潘思年2 刘颖妍3 陈白雪4 左克扬5
1.广东省江门市中心医院（中山大学附属江门医院）儿内科，广东江门 529030；2.中山大学附属第三医院儿内科，广东广州 510000；3.广东省江门市妇幼保健院保健科，广东江门 529000；4.广州金域医学检验中心有限公司，广东广州 510000；5.广东省江门市中心医院放射科，广东江门 529030
[摘要]目的 探讨SMARCAL1基因突变所致生长发育障碍患者的临床表现及基因突变特点。方法 分析在江门市中心医院就诊的1例生长发育障碍儿童的临床特点，用直接测序+MLPA，发现致病基因，并对该基因外显子直接测序，对该患儿的父母进行验证，进而分析获得基因结果。结果 该例SMARCAL1基因突变的患儿主要表现为生长发育障碍，高额头，耳位低，颈短，躯干短，躯干部主要是腹部皮肤可见数十个咖啡牛奶斑，直径为0.3～0.4 cm，周围皮肤正常，腹部膨隆，脊椎椎体发育欠佳，骨盆成骨不良，髋关节半脱位，T淋巴细胞缺陷。结论 该例SMARCAL1基因突变所致生长发育障碍患儿特征表现为比例失调的身材矮小，SMARCAL1基因（NM014140.3）Exon12，c.1930C＞T p.（Arg644Trp）；SMARCAL1（NM-014140.3）Exon8 c.1444delC p.（Leu482fs）杂合突变，致病突变。
[关键词]SMARCAL1；生长障碍；突变；基因
[中图分类号]R726.91
[文献标识码]A
[文章编号]1674-4721（2018）8（a）-0054-04
Clinical manifestations and gene analysis of growth and development disorder caused by SMARCAL1 gene mutation
CHEN Hua-qin1PAN Si-nian2LIU Ying-yan3CHEN Bai-xue4ZUO Ke-yang5
1.Department of Pediatric Internal Medicine,Jiangmen Central Hospital（Affiliated Jiangmen Hospital of Sun Yat-sen University）,Guangdong Province,Jiangmen 529030,China;2.Department of Pediatric Internal Medicine,the Third Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University,Guangdong Province,Guangzhou 510000,China;3.Department of Health,Jiangmen Maternity and Child Health Care Hospital,Guangdong Province,Jiangmen 529000,China;4.Guangzhou Jinyu Medical Examination Center Co.,Ltd.,Guangdong Province,Guangzhou 510000,China;5.Department of Radiology,Jiangmen Central Hospital,Guangdong Province,Jiangmen 529030,China
[Abstract]Objective To investigate the clinical manifestations and the characteristics of gene mutations in pediatric patient with growth and development disorder caused by mutations in the SMARCAL1 gene.Methods The clinical manifestations of a child with growth and development disorder were analyzed in Jiangmen Central Hospital.The pathogenic gene was detected by direct sequencing+MLPA.The exons of the gene were sequenced directly.The child′s parents were verified and the genetic result was further analyzed.Results The child with mutations in the SMARCAL1 gene was mainly characterized by growth and development disorder such as high forehead,ears in low position,short neck,and short trunk.Dozens of coffee milk spots could be found in abdominal skin with diameters of 0.3-0.4 cm whose surrounding skin is normal and the abdomen is bulging.The development of spinal vertebral body and the pelvic bone were poor.The hip joint was in subluxation,and T lymphocyte was in defect.Conclusion In this case,the main manifestation of this child with growth and development disorder due to SMARCAL1 gene mutations such as(NM014140.3)Exon12,c.1930C＞Tp.(Arg644Trp);SMARCAL1(NM-014140.3)Exon8 c.1444delC p.(Leu482fs)is short stature in imbalanced ratio
[Key words]SMARCAL1;Growth disorder;Mutation;Gene
SMARCAL1基因突变导致Schimke免疫骨发育不良（SIOD），是一种常染色体隐性遗传病，主要表现为生长发育迟缓、脊椎骨骺发育不良、局灶节段性肾小球硬化（FSGS），T细胞免疫缺陷和面部畸形，其他症状还包括脊柱前弯症、色素沉着、骨髓衰竭、贫血[1]。该病发病率为 1∶3 000 000～1∶1 000 000。
1 病历资料
患儿，男，年龄5岁1个月，因“生长缓慢3年余”于2017-03-28日就诊。患儿为1胎1产，早产儿，＜胎龄儿（胎龄33周），出生体重1.3 kg，身高39 cm，无窒息抢救史。生后混合喂养至3月龄，以后人工喂养，6个月开始添加辅食。8个月会坐，15个月会独站，会叫人，20个月会跑，能说2～3字句子。自2岁开始出现生长缓慢，年生长速率约5 cm，活动多，智力与同龄儿无明显差别，精神饮食好，平素身体健康，无明显的遗传病、传染病史，无外伤手术史。父30岁，172 cm，母31岁158 cm。父母非近亲结婚，母孕期无放射接触史。体检：体重14 kg，身高87 cm，神志清楚，精神好，高额头，低耳位，颈短，躯干短，脊柱侧弯，后凸，腹部膨隆，腹部皮肤可见数十个牛奶咖啡斑，直径0.3～0.4 cm,脊柱侧弯，骨盆后凸，不对称。辅助检查：血常规、肝功能、甲状腺功能、类胰岛素一号增长因子（IGF-1），血气分析，血生化，电解质，红细胞沉降率，血糖，胰岛素，体液免疫，尿常规，β2微蛋白+清蛋白均正常，CD3+50.3%，低于正常（55%～82%），CD3+CD4+：13.9%，低于正常（27%～57%），CD3+CD8+：22.5%，正常（14%～34%），CD4/CD8：0.62，低于正常（1.02～1.94）。心脏彩超无异常。骨龄5岁（G&P法）。外院染色体检查46，XY。影像学检查：髋关节发育不良，半脱位，成骨不良（图 1），骨龄片见图 2，脊柱骨发育不良（图 3）。

 
图1 髋关节发育不良

 
图2 骨龄片

 
图3 脊柱骨发育不良
基因检测：经家长知情同意后抽取患儿及父母的外周血2 ml，应用过柱法从检样中提取DNA对NF1、NF2基因的外显子编码区进行直接测序，与正常参考序列（NF1：NM-000267.3 与 NG-009018.1；NF2：NM181828.3与NG-009057.1）进行比较而发现可能存在的突变结果，未发现受检者NF1、NF2基因的致病性突变，然后用多重连接探针依赖的扩增技术对神经纤维瘤相关基因NF1、NF2进行检测，未发现任何大片状缺失或重复突变，根据患儿的临床表现检测到其他基因突变：SMARCAL1（NM014140.3）Exon12，c.1930C＞T p.（Arg644Trp）； 杂合突变，未 知意 义 ；SMARCAL1（NM －014140.3） Exon8 c.1444delC p.（Leu482fs）杂合突变，致病突变。其父SMARCAL1（NM014140.3） Exon12，c.1930C＞T p.（Arg644Trp）；杂合突变，该突变为错义突变，翻译产物蛋白质第644位氨基酸由Arg变为Trp，有文献报道在患者中检测到该变异；千人基因组、ESP6500和dbSNP数据库均未见收录；生物信息学软件预测可能致病。其母SMARCAL1（NM－014140.3） Exon8 c.1444delC p.（Leu482fs），该突变为移码突变，所编码蛋白质氨基酸自第482位的Leu开始发生移码，并使蛋白质翻译提前终止，预计会导致所编码的蛋白质发生截短从而丧失其正常功能；未见文献报道，ESP6500、千人基因组和dbSNP数据库均未见收录。
综合考虑：该患儿的突变属于复合杂合突变，该突变是致病突变，也是新生突变。患儿及其父母的SMARCAL1基因序列（图 4）。

 
图4 患儿及其父母SMARCAL1基因序列
2 讨论
SMARCAL1基因定位于2q35（NM-001127207.1，OMIM：606622），有 18 个外显子，17 个内含子，大约70 kB。该基因编码的蛋白是蛋白质SWI/SNF家族的一个成员，SNF2相关蛋白参与组成DNA的核小体结构，在基因调控、DNA复制、重组、修复、甲基化和转录过程中起着重要的作用。SMARCAL1基因突变导致Schimke免疫性骨发育不良（OMIM号：242900），是一种常染色体隐性遗传病的多系统疾病。其特点是生长发育迟缓，T细胞缺乏症，骨髓衰竭、贫血和肾衰竭。然而，对SMARCAL1的生物学功能和分布的分子基础尚不清楚。有的学者认为SMARCAL1基因功能的作用在于DNA损伤时维持DNA复制叉的稳定性，维持端粒的稳定性[2]，也有研究表明SMARCAL1基因编码的蛋白质定位于转录活性的染色质调节基因的表达[3]。免疫组化的结果是影响患者SIOD所有组织中，包括骨、肾、胸腺、甲状腺、牙齿、骨髓、头发、眼睛都有表达；SMARCAL1还表达在没有影响的组织中，如在大脑、交感神经、脊髓神经组织中高表达，与背根神经节，并表达在心脏、骨骼肌、胰腺、生殖细胞、睾丸、卵巢[4]。
SMARCAL1基因突变的基因型与临床表型之间的相关性还不是很清楚，较少报道。该病的诊断主要根据临床表现和影像学检查，当临床表现和影像学检查不能诊断的时候可以检测SMARCAL1基因，阳性率90%左右。此外该病还需要和其他遗传性骨软骨发育不良伴肾病综合征或免疫缺陷症的疾病进行鉴别，主要是做基因检查来鉴别。有研究总结SIOD患者的临床特征，其中宫内发育迟缓70%（83例），身材矮小99%（83例），颈短 86%（77例），躯干短 85%（80例），腰椎前凸74%（77例），卵圆形扁平椎骨77%（70例），骨盆发育不全65%（68例），股骨头异常89%（72例），蛋白尿或者肾脏病变99%（85例），局灶节段性肾小球硬化83%（52例），T细胞缺陷76%（62例），淋巴细胞减少症74%（78例），中性粒细胞减少症38%（71例），血小板减少症25%（77例），贫血57%（75例），宽鼻尖78%（78例），鼻梁塌陷65%（81例），腹部膨隆77%（77 例），色素斑 70%（81 例），头发不正常 63%（68例），小牙症53%（59例），角膜浑浊17%（65例），发育迟缓34%（77例），学习障碍 28%（36例），头痛 47%（60例），短暂性脑缺血发作41%（76例），中风43%（69例），甲状腺功能减退36%（66例），霍奇金氏淋巴瘤 3%（86例）。
一般来说，SIOD分为在婴儿时期早发病的严重型和青少年迟发病的温和型。在婴儿时期发病的严重型多在生命的早期就夭折了，也有极少数能活到20岁，而那些温和型如果局灶性节段性肾小球硬化能通过肾透析肾移植治疗还是可以生存到成年的。成年身高男性一般是136～157cm，女性成年身高是98.5～143.0cm。大多数在诊断生长迟缓1～5年内出现其他症状。症状严重者通常在4～8年内死亡。平均死亡年龄为11岁。死亡原因包括感染（23%）、中风（13%）、肺动脉高血压和充血性心力衰竭（13%）、肾衰竭（11%）、并发症（9%）、器官移植后淋巴组织增生性疾病（4%）、胃肠道并发症（4%）、呼吸衰竭（4%），骨髓衰竭（2%）、非霍奇金淋巴瘤（2%）、胰腺炎（2%）和其他不明原因（13%）。在目前的记载中还没有人能够活过青春期。妇女即使有月经来潮，月经周期通常是不规则的。男性也有第二性征，但病理检查确定男性患者都是无精症。目前这种疾病没有特效的或者长期有效的治疗方法。患有这种疾病的人体内有生长激素的正常分泌，患者对生长激素治疗没有效果[5]。目前也没有药物能够阻断肾脏从蛋白尿到终末期肾病这个变化的进程，肾移植能改善这一状况，温和的免疫抑制能够提高肾移植的效果[6]；所有患儿在成长过程中都需要行髋关节置换术；中性粒细胞减少通常对粒细胞集落刺激因子或粒细胞巨噬细胞集落刺激因子的反应良好；有自身免疫缺陷的个体对治疗反应不同；阿昔洛韦对反复的疱疹感染有效，对于心血管疾病有些药物也有暂时缓解作用，T细胞缺陷症患者基本没有什么合适的治疗。目前只能对这些可能的症状进行定期的监测。
综上所述，通过该例患者的临床表现和基因分析发现了SMARCAL1基因新的突变，为人类的SMARCAL1的基因突变库增加了新的成员，对于其基因型与临床表型之间的关系需要更多的病例进行证实。
[参考文献]
[1]Huang C，Gu S，Yu P，et al.Deficiency of smarcal1 causes cell cycle arrest and developmental abnormalities in zebrafish[J].Dev Biol，2010，339(1)：89-100.
[2]Poole LA，Cortez D.SMARCAL1 and telomeres：replicating the troublesome ends.Nucleus[J].Nucles，2016，7(3)：270-274.
[3]Baradaran-Heravi A，Cho KS，Tolhuis B，et al.Penetrance of biallelic SMARCAL1 mutations is associated with environmental and genetic disturbances of gene expression[J].Hum Mol Genet，2012，21(11)：2572-2587.
[4]Elizondo LI，Huang C，Northrop JL，et al.Schimke immunoosseous dysplasia：a cell autonomous disorder?[J].Am J Med Genet A，2006，140（4）：340-348.
[5]Lücke T，Ehrich JH，Das AM.Mitochondrial function in schimke-immunoosseous dysplasia[J].Metab Brain Dis，2005，20（3）：237-242.
[6]Lücke T，Kanzelmeyer N，Baradaran-Heravi A，et al.Improved outcome with immunosuppressive monotherapy after renal transplantation in Schimke-immuno-osseous dysplasia[J].Pediatr Transplant，2009，13（4）：482-489.
（收稿日期：2018-04-03 本文编辑：崔建中）