新生儿先天性无痛无汗症1例NTRK1基因突变家系分子遗传学分析和随访
余慕雪1 潘思年2 冯嘉丽1 李 姝1 胡艺馨1
1.中山大学附属第一医院儿科,广东广州 510080;2.中山大学附属第三医院儿科,广东广州 510630
[摘要]目的 对1例新生儿发病的先天性无痛无汗症(CIPA)神经营养因子酪氨酸激酶受体1(NTRK1)进行家系分子遗传学分析和临床随访。方法 男性先证者2018年2月在中山大学附属第一医院出生,出生12 h 起出现反复不明原因发热。采集先证者及其父母的外周血,二代测序方法查找先证者的致病基因及其突变位点,并对先证者进行临床随访。结果 检测到先证者NTRK1基因两个突变,分别为源自父亲的c.447_450dupTCTG(p.His151fs)和源自母亲的c.287+2dupT 杂合突变。在28个月的随访中先证者有发热、无汗、自残(咬手指)和精神运动发育迟缓等表现,还有乳牙早脱落、体格生长指标落后和小头等表现。结论 本研究丰富了新生儿期发病CIPA的基因谱和临床表现。
[关键词]先天性无痛无汗症;神经营养因子酪氨酸激酶受体1 基因;突变
先天性无痛无汗症(congenital insensitivity to pain with anhidrosis,CIPA)又称为遗传性感觉和自主神经障碍Ⅳ型(hereditary sensory and autonomic neuropathyⅣ,HSAN Ⅳ),是一种罕见的常染色体隐形遗传性疾病。1932年Dearbom 等[1]首次报道,命名为先天性无痛症(congenital pure analgesia)。1963年Swanson[2]正式命名为CIPA。1996年Indo 等[3]首次在3例CIPA患者中发现神经营养酪氨酸激酶受体1型(neurotrophic tyrosine kinase receptor type 1,NTRKl)基因突变。CIPA以对疼痛不敏感、无汗和神经精神发育迟缓为特点[4]。近年新生儿期发病CIPA 陆续报道,多以发热起病[5-7],但是随访报道不多。本研究对1例新生儿CIPA 家系进行分子遗传学分析和随访,现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
先证者,男,2018年2月在中山大学附属第一医院出生。第1孕第1产,胎龄40+3周,因头盆比例不称剖宫产分娩出生,Apgar评分1 min 6分、5 min 9分、10 min 9分。因出生时轻度窒息入住新生儿科。其父母亲非近亲结婚,母亲34岁。入院体格检查:体重3.13 kg,身长49.0 cm,头围34.0 cm,头发分条清楚,皮肤有少量毳毛,指甲和趾甲超指趾端,双肺呼吸音清,心率120次/min,心音有力,四肢肌张力稍低下。出生12 h 出现发热,体温38.5℃,无伴出汗。此后体温波动于36~41℃之间,予物理治疗体温可以下降,间隔6~72 h 体温又上升。住院期间取外周血行细菌培养、厌氧菌培养、C-反应蛋白、降钙素原、巨细胞病毒DNA、人单纯疱疹病毒Ⅰ型和Ⅱ型DNA、肺炎支原体DNA、曲霉菌抗原、新型隐球菌抗原等感染指标检查均正常;免疫学指标类风湿因子、抗核抗体ANA、抗双链DNA 抗体、补体C3、补体C4 等无异常;脑脊液检查亦无异常发现;行眼科检查和听性脑干反应检查无异常。住院期间予抗生素、抗真菌药物等治疗,仍反复发热;并发现静脉抽血时无哭闹。出生25 d 行基因测序检测后出院。出院后定期随访。体格生长指标按照均值离差法参照世界卫生组织2006年儿童生长标准[8]进行评价。
1.2 基因测序方法
1.2.1 基因组DNA 提取 征得先证者父母知情同意后,抽取先证者和其父母外周血各2 mL,经乙二胺四乙酸抗凝,血DNA用QIAamp血DNA微型试剂盒(Qiagen,Hilden,Germany)提取DNA。
1.2.2 二代测序对候选基因测序 测序由广州金域医学检验中心有限公司完成。TruSight One Sequencing Panel 根据人类基因突变数据库、在线人类孟德尔遗传数据库、GeneTests 网站(www.genetests.org)、Illumina等公司的其他商业化试剂盒的信息,最终纳入临床相关的基因。48个基因(AIRE、ARHGAP31、ATM、AX IN2、CTC1、DKC1、DOCK6、DSP、EDA、EDA2R、EDAR、EDARADD、EVC、EVC2、GJA1、GJB6、GRHL2、IFT122、IFT43、IKBKG、KRAS、KRT14、KRT16、KRT17、KRT6A、KRT6B、KRT74、KRT85、NFKBIA、NHP2、NOP10、NOTCH1、NTRK1、PDGFRA、PKP1、PMS2、PORCN、TERC、TERT、TINF2、TP53、TP63、TRAF6、USB1、WDR19、WDR35、WNT 10A、WRAP53)作为候选基因。提取的DNA 采用DNA酶片段化后用磁珠法进行纯化,随后进行聚合酶链式反应(PCR)扩增并连接上接头序列,经TruSight One Sequencing Panel(Illumina Inc,USA)2次捕获及纯化,再经PCR 扩增和纯化后获得的最终文库在NextSeq500测序仪(Illumina Inc,USA)对获选基因的外显子及邻近序列进行测序。所有数据用BWA 算法比对到参考序列(UCSC hg19),采用仪器默认设置[9],使用文献报道方法[10]对数据进行注释。根据筛选流程[11]对数据进行筛选,并结合先证者临床资料和生物信息学软件(PolyPhen2、LRT、Mutation Taster 等)预测结果,对各个基因的功能、变异情况以及遗传模式进行分析,得到可疑候选突变。
1.2.3 Sanger 测序验证 对可疑候选突变的位点设计PCR 引物进行扩增及进行Sanger 测序验证,并对先证者父母相应位点进行检测。致病性突变根据美国医学遗传学与基因组学会(ACMG)指南[12]判读。
2 结果
2.1 测序结果
先证者NTRK1基因外显子5 上的c.447_450 dupTCTG(p.His151fs)和内含子2 上的c.287+2dupT复合杂合突变;先证者父亲NTRK1基因外显子5 上的c.447_450dupTCTG (p.His151fs)杂合突变;先证者母亲NTRK1基因内含子2 上的c.287+2dupT 杂合突变。见图1(封四)。c.447_450dupTCTG(p.His151fs)变异为移码突变,所编码的蛋白质自151位氨基酸残基His 开始发生紊乱,并导致翻译提前终止,该变异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。c.287+2dupT 变异为内含子区的重复变异,预计可能引起剪接位点改变,经生物信息学软件初步分析,改变异可影响mRNA 剪接。
2.2 临床随访
先证者出院后反复发热,体温波动38~40℃之间,空调降低周围环境温度,体温可以降至37℃左右;7月龄会抬头,24月龄可扶坐,随访至28月龄时抬头不稳、不能独坐、不能站立、不会双手主动抓物。6月龄咿呀作声,随访至28月龄不能说出单词、不能重复大人所简单的音节、听不懂自己的名字。乳牙10月龄开始萌出,喜咬手指并咬破手指皮肤;12月龄时2 只下正中切牙松弛脱落;28月龄时乳牙18 只、排列紊乱。6月龄前母乳喂养;6月龄后逐渐添加米糊、肉末、果泥等半固体食物;12月龄后进食饭、肉等固体食物,先证者简单咀嚼固体食物即吞咽。8月龄时碘发汗试验检查阴性。
先证者出生时体重、身长和头围均位于-2SD~-1SD之间,之后体格指标增长逐渐下降。3~28月龄时体重和身长位于-3SD~-2SD之间,3~12月龄时头围位于-3SD~-2SD之间,13~28月龄时头围位于-3SD以下。

 
图1 先证者及其父母NTRK1基因(见内文第24页)
3 讨论
CIPA是NTRKl 基因突变所致。NTRK1基因位于染色体1q21-q22,由17个外显子组成,全长25 kb,编码酪氨酸激酶受体A(tyrosine receptor kinase A,Trk A)。TrkA 蛋白由796个氨基酸编码,主要在神经元组织中表达,对神经生长因子(nerve growth factor,NGF)具有高亲和力[13]。当NGF 与TrkA 结合,启动神经元存活的信号传导,且TrkA 磷酸化可以启动一系列不同的信号激活各种细胞内信号转导通路,这些通路通过感觉轴突和交感轴突介导皮肤的神经支配[14-15]。当NTRK1基因突变,缺乏对NGF的信号转导,导致依赖NGF的神经元在发育过程中发生凋亡,使机体产生病变[13]
本研究先证者反复发热、无痛、无汗的临床表现,结合基因测序结果以确诊。二代测序的应用,近年新生儿期发病CIPA 病例陆续报道,临床表现为感觉障碍、发热、无汗、皮肤干燥、外伤及感染、智力障碍、自残、骨折及关节病变、视神经萎缩、抽搐等[5]。本例新生儿期发病CIPA 随访过程还发现有乳牙早脱落、体格生长迟缓、头小等表现。目前文献有2例报道CIPA患儿体格生长迟缓、头小表现,但未作NTRK1基因检测:其中Kim 等[16]报道1例出生1周后反复发热,之后出现自残行为(咬舌头、咬手指)、精神发育迟缓、乳牙早脱落的男患儿,16月龄时临床诊断为CIPA时发现体重和身长低下、头小;此外Nolano 等[17]报道1例20月龄时发现体重和身长低下、头小、精神发育迟缓的女患儿,2岁时有自残(咬手指)、骨折、多发伤等表现,10岁时临床诊断为CIPA。Gao 等[18-19]进行CIPA患儿的牙齿研究:Gao 等[18]报道1例6岁男性患儿对疼痛不敏感及多颗乳牙和恒牙的脱落而就诊,发现牙齿的超微结构和形态计量学研究显示矿化不足、牙本质发育不全、牙骨质形成缺陷和牙周膜发育异常,NTRK1 杂合突变(c.1561T.C 和c.2057G.A),提出了CIPA患儿牙齿过早脱落不仅与自残行为有关,还可能与NTRK1 突变引起的发育缺陷有关;Xue 等[19]报道1例7月龄以咬舌头和手指发病的CIPA 男性患儿,7岁时发现恒牙缺失,并检测出NTRK1 杂合突变,为c.1784T>G(p.Leu595Arg)和(c.428-395_718+485delins CCCAGGCTGGAGTGCAGTGGC),提出先天性恒牙缺失可能发生在CIPA患儿中,强调了在多学科团队中包括口腔颌面外科医生和儿科牙医的重要性。本例先证者2 只乳牙早脱落,可能与咬手指的自残行为和牙齿发育不良有关。
目前报道NTRK1基因120种突变,包括错义突变、无义突变、插入突变或者缺失突变、剪切位点突变等[7]。本病例NTRK1基因2个杂合突变。NTRK1 内含子2 上的c.287+2dupT 突变的病例见于以下报道[20-23]。2009年Lee 等[20]报道1例6岁诊断CIPA的女性患儿,在婴儿期出现反复发热、无汗、对疼痛不敏感、精神发育迟缓,幼儿期出现髋关节脱位和多处慢性骨髓炎,NTRK1基因2个杂合突变为c.287+2dupT 和p.Glu719Lys;2018年Wang 等[21]报道1例14岁女性患儿,有骨折和无汗表现,但无精神发育迟缓和自残行为,NTRK1基因2个杂合突变为c.287+2dupT 和c.1549G>C(p.Gly517Arg)。耿兴柱[22]对我国34个家系68个等位基因中鉴定有7个为c.287+2dupT 突变。2019年Li 等[23]报道1例5岁男性患儿,NTRK1基因2个杂合突变为c.446_447insTCTG (p.P149fs)和c.287+2dupT,有对疼痛不敏感、无汗、发热、骨折等表现,无精神发育迟缓,其NTRK1基因突变c.446_447insTCTG(p.P149fs)突变与本例NTRK1基因突变c.447_450dupTCTG(p.His151fs)性质一致,本研究根据基因变异命名规则优先使用“重复”命名[24]
综上所述,本研究丰富了新生儿发病CIPA的基因谱,要注重新生儿期发病CIPA患儿牙齿发育情况,进行喂养指导防治体格生长迟缓。
[参考文献]
[1]Dearborn VN,George.A case of congenital general pure analgesia[J].J Nerv Ment Dis,1932,75(6):612-615.
[2]Swanson AG.Congenital insensitivity to pain with anhydrosis.A unique syndrome in two male siblings[J].Arch Neurol,1963,8:299-306.
[3]Indo Y,Tsuruta M,Hayashida Y,et al.Mutations in the TRKA/NGF receptor gene in patients with congenital insensitivity to pain with anhidrosis[J].Nat Genet,1996,13(4):485-488.
[4]Adam MP,Ardinger HH,Pagon RA,et al.GeneReviews R[M].Seattle:University of Washington,2020.
[5]叶红球,彭小明,张帆,等.新生儿先天性无痛无汗症临床诊治分析[J].医学与哲学,2017,38(9):42-45.
[6]Amin S,Forrester N,Norman A,et al.Novel 9 amino acid in-frame deletion in the NTRK1 tyrosine kinase domain in a patient with congenital insensitivity to pain with anhydrosis[J].Clin Genet,2017,92(5):559-560.
[7]陈艳瑛,隆彩霞,罗兰.先天性无痛无汗症1例并文献复习[J].中南大学学报(医学版),2019,44(10):1203-1208.
[8]WHO:The WHO Child Growth Standards[EB/OL].(2020)[2020/7/17].http://www.who.int/childgrowth/standards/en/.
[9]Li H,Durbin R.Fast and accurate long-read alignment with Burrows-Wheeler transform[J].Bioinformatics,2010,26(5):589-595.
[10]Zhang L,Zhang J,Yang J,et al.PriVar:a toolkit for prioritizing SNVs and indels from next-generation sequencing data[J].Bioinformatics,2013,29(1):124-125.
[11]Yang Y,Muzny DM,Reid JG,et al.Clinical whole-exome sequencing for the diagnosis of mendelian disorders[J].N Engl J Med,2013,369(16):1502-1511.
[12]Richards S,Aziz N,Bale S,et al.Standards and guidelines for the interpretation of sequence variants:a joint consensus recommendation of the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology[J].Genet Med,2015,17(5):405-424.
[13]Shaikh SS,Chen YC,Halsall SA,et al.A comprehensive functional analysis of NTRK1 missense mutations causing hereditary sensory and autonomic neuropathy type Ⅳ(HSAN Ⅳ)[J].Hum Mutat,2017,38(1):55-63.
[14]Tomlinson RE,Li Z,Zhang Q,et al.NGF-TrkA signaling by sensory nerves coordinates the vascularization and ossification of developing endochondral bone[J].Cell Rep,2016,16(10):2723-2735.
[15]Altassan R,Saud HA,Masoodi TA,et al.Exome sequencing identifies novel NTRK1 mutations in patients with HSAN-Ⅳphenotype[J].Am J Med Genet A,2017,173(4):1009-1016.
[16]Kim JS,Woo YJ,Kim GM,et al.Congenital insensitivity to pain with anhidrosis:a case report[J].J Korean Med Sci,1999,14(4):460-464.
[17]Nolano M,Crisci C,Santoro L,et al.Absent innervation of skin and sweat glands in congenital insensitivity to pain with anhidrosis[J].Clin Neurophysiol,2000,111(9):1596-1601.
[18]Gao L,Guo H,Ye N,et al.Oral and craniofacial manifestations and two novel missense mutations of the NTRK1 gene identified in the patient with congenital insensitivity to pain with anhidrosis[J].PLoS One,2013,8(6):e66863.
[19]Xue XM,Liu YQ,Pang P,et al.Congenital loss of permanent teeth in a patient with congenital insensitivity to pain with anhidrosis due to 2 novel mutations in the NTRK1 Gene[J].J Oral Maxillofac Surg,2018,76(12):2581-2582.
[20]Lee ST,Lee J,Lee M,et al.Clinical and genetic analysis of Korean patients with congenital insensitivity to pain with anhidrosis[J].Muscle Nerve,2009,40(5):855-859.
[21]Wang WB,Cao YJ,Lyu SS,et al.Identification of a novel mutation of the NTRK1 gene in patients with congenital insensitivity to pain with anhidrosis(CIPA)[J].Gene,2018,679:253-259.
[22]耿兴柱.先天性无痛无汗症的遗传学研究[D].北京:北京协和医学院,2018.
[23]Li N,Guo S,Wang Q,et al.Heterogeneity of clinical features and mutation analysis of NTRK1 in Han Chinese patients with congenital insensitivity to pain with anhidrosis[J].J Pain Res,2019,12:453-465.
[24]den Dunnen JT,Dalgleish R,Maglott DR,et al.HGVS recommendations for the description of sequence variants:2016 Update[J].Hum Mutat,2016,37(6):564-569.
Analysis of NTRK1 gene mutation in a family with neonatal congenital insensitivity to pain with anhidrosis and follow-up
YU Mu-xue1 PAN Si-nian2 FENG Jia-li1 LI Shu1 HU Yi-xin1
1.Department of Pediatrics,the First Affiliated Hospital,Sun Yat-sen University,Guangdong Province,Guangzhou 510080,China;2.Department of Pediatrics,the Third Affiliated Hospital,Sun Yat-sen University,Guangdong Province,Guangzhou 510630, China
[Abstract]Objective To analyze neurotrophic tyrosine kinase receptor type 1 (NTRKl) gene mutation in a family with neonatal onset congenital insensitivity to pain with anhidrosis (CIPA) and to follow-up the neonate.Methods The male proband was born in the First Affiliated Hospital, Sun Yat-sen University in February 2018, who had a history of recurrent episodes of unexplained fever after 12 hours.Blood samples were collected from the proband and his patients.Sanger sequencing for all the exons and splicing sites of NTRK1 was performed on all samples.Follow-up of the proband was performed.Results Sanger sequencing demonstrated compound heterozygous mutations in NTRK1 for the proband.One mutation c.447_450dupTCTG (p.His151fs) was found in the proband′s father, and the other mutation c.287+2dupT was found in the proband′s mother.The proband had manifestations including fever, anhidrosis, self-mutilating behavior (biting of fingers), psychomotor retardation, and premature loss of primary teeth, growth retardation and microcephaly also were noted over the 28-month follow-up period.Conclusion The gene mutation spectrum and clinical manifestations of neonatal CIPA are expanded.
[Key words]Congenital insensitivity to pain with anhidrosis;Neurotrophic tyrosine kinase receptor type 1 gene;Mutation
[中图分类号]R758
[文献标识码]A
[文章编号]1674-4721(2021)3(b)-0023-04
[作者简介]余慕雪(1971-),女,博士,主任医师,研究方向:新生儿疾病
(收稿日期:2020-07-31)