德朗熱綜合征的分子機制及診治研究進展

李 群，王 劍，王秀敏※

(上海交通大學醫學院附屬上海兒童醫學中心a.內分泌遺傳代謝科，b.醫學遺傳科 分子診斷實驗室，上海 200127)

德朗熱綜合征(Cornelia de Lange syndrome,CdLS)是一種多器官系統受累的遺傳性疾病，其表現出顯著的遺傳異質性，臨床表現輕重不一[1]，典型患者具有特殊面容、嚴重生長落后及肢體畸形等特點。據估計，CdLS的發病率為(1.6～2.2)/10萬，但輕型患者可能未被診斷出，故確切的發病率尚不清楚[2]。CdLS為顯性遺傳，大多為散發，亦有家族性發病的報道[3]。其主要由黏連蛋白復合體的相關基因變異導致。黏連蛋白復合體由SMC1A(structural maintenance of chromosomes 1A)蛋白、SMC3(structural maintenance of chromosomes 3)蛋白、RAD21(Double-strand break repair protein rad 21 homologue)蛋白和STAG(stromal antigen)蛋白組成，其主要作用包括調節姐妹染色單體聚合和分離、維持染色體結構、調控基因轉錄及DNA修復等[4]。目前發現，至少有7個基因[NIPBL(Nipped-B-like protein)基因、SMC1A基因、SMC3基因、RAD21基因、溴結構域蛋白4(bromodomain-containing protein 4,BRD4)基因、組蛋白去乙酰化酶8(histone deacetylase 8,HDAC8)基因和錨蛋白重復域11(ankyrin repeat domain 11,ANKRD11)基因]與CdLS相關[1]，其中SMC1A基因、SMC3基因、RAD21基因編碼黏連蛋白的構成組分，NIPBL基因、HDAC8基因是黏連蛋白的調控因子，最常見的基因為NIPBL。現就CdLS的發病機制、診斷及治療干預等方面的研究進展予以綜述。

1 致病基因及其分子機制

目前認為，黏連蛋白復合體的相關基因突變與CdLS發病密切相關。基因突變導致黏連蛋白在發育過程中的基因表達調控作用改變，這被認為是導致CdLS的潛在分子機制[5]。有研究顯示，黏連蛋白可能通過與轉錄中介復合物、CCCTC結合因子、RNA聚合酶Ⅱ等相互作用，調控基因表達[6]。

2004年，NIPBL(OMIM#608667)基因變異被首次鑒定出是CdLS的致病原因，隨后其他致病基因也被鑒定出，包括SMC1A基因(OMIM#300040)、SMC3基因(OMIM#606062)、RAD21基因(OMIM#606462)、BRD4基因(OMIM#608749)、HDAC8基因(OMIM#300269)和ANKRD11基因(OMIM#611192)。其中，NIPBL、SMC3、RAD21、BRD4、ANKRD11為常染色體顯性遺傳，SMC1A和HDAC8為X連鎖方式遺傳。

NIPBL基因定位于5p13.2，與果蠅Nipped-B和酵母SCC2(sister chromatid cohesion 2)同源，編碼NIPBL蛋白，該蛋白屬于染色體黏附素家族，參與構成黏連蛋白加載到染色體上所需的異二聚體復合物[7]。據統計，約70%的CdLS患者中存在NIPBL基因變異[1]。目前，已報道300多種變異，包括錯義變異、無義變異、剪接變異、插入、缺失/重復等。NIPBL基因劑量效應對人類的發育極為重要，基因表達減少15%可導致CdLS表型[8]。而對NIPBL基因變異致病機制的研究發現，NIPBL影響轉錄調控可能通過兩種途徑：通過對黏連蛋白的加載作用來間接影響調控或直接與啟動子作用[9]。

SMC1A基因定位于Xp11.22，編碼黏連蛋白復合體的SMC1A蛋白。約5%的CdLS患者存在該基因變異，男女比例為1∶2[10]。SMC1A基因可以逃逸X失活，SMC1A基因變異女性患者的致病原因可能是由于存在負面效應的突變蛋白[11]。已知CdLS的SMC1A基因變異包括錯義變異、讀碼框內缺失等。SMC1A基因截斷變異的患者可表現出嚴重的發育障礙和難治性癲癇，與CdLS的典型表型不同[12-13]。

SMC3基因定位于10q25.2，編碼黏連蛋白復合體的SMC3蛋白。SMC3亞基被ESCO(establishment of sister chromatid cohesion N-acetyltransferase)蛋白乙酰化，以促進其在姐妹染色單體聚合中的功能，并由HDAC8去乙酰化。據估計，SMC3基因變異占CdLS或CdLS樣表型的1%～2%，其變異類型包括錯義變異、讀碼框內缺失/重復[14]。有研究發現，芽胞桿菌SMC鉸鏈結構域的變異影響了DNA結合和ATP水解，故認為鉸鏈結構域SMC1A和SMC3的變異可能干擾DNA結合和ATP水解，進而影響黏連蛋白加載到DNA的過程，從而導致與NIPBL基因變異相似的表型[15]。

RAD21基因定位于8q24.11，編碼黏連蛋白復合物的RAD21蛋白，負責連接SMC1/SMC3異二聚體和STAG亞基，且在細胞分裂后期RAD21被分離酶水解后染色單體分離[4]。目前已有13例患者被報道，其變異類型包括錯義變異、移碼變異、剪接變異、框內缺失等[16]。有學者在斑馬魚模型中發現，RAD21基因變異可能影響黏連蛋白復合物的其他組分(STAG蛋白和SMC1A蛋白)，削弱細胞對DNA損傷的反應，從而干擾轉錄過程[17]。

BRD4基因定位于19p13.12，編碼BRD4蛋白，其通過與乙酰化組蛋白H3 Lys27結合定位于增強子簇[18]。目前文獻報道的病例極少，其變異類型包括錯義變異、移碼變異、拷貝數變異。有研究發現，BRD4基因錯義變異與典型CDLS表型相關，該變異與乙酰化組蛋白結合力變差，但保留了與NIPBL的結合能力，故認為BRD4和NIPBL在超增強子上結合共同調控發育基因表達[19]。

HDAC8基因定位于Xq13.1，其通過使SMC3脫乙酰化來促進黏連蛋白復合物從染色質釋放[20]。目前，已報道了65例HDAC8變異的患者[1]，其變異類型包括錯義變異、剪接變異、無義變異、移碼變異等。且男性較女性表現更嚴重，但女性表現出多樣變化的表型，這可能與女性雜合子中X染色體在各個組織的失活程度不同有關[21]。

ANKRD11基因定位于16q24.3，編碼ANKRD11蛋白，其通過募集組蛋白去乙酰化酶來抑制核受體靶基因的轉錄激活[22]。目前，ANKRD11蛋白與黏連蛋白的相互作用尚不清楚。其變異通常與KBG綜合征(OMIM#148050)相關，該綜合征臨床主要表現為上中切牙大、身材矮小、骨骼異常、精神運動遲緩、智力障礙、癲癇等[23]。但有文獻報道，ANKRD11基因變異患者臨床表型與CdLS重疊[24-25]。

此外，CdLS患者中存在體細胞嵌合現象，這在一定程度上解釋了CdLS表型的差異。有研究利用口腔拭子檢測CdLS患者的基因變異發現，NIPBL基因嵌合變異比例占23%[26]。在極少數情況下，CdLS患者可能有SMC3基因、SMC1A基因嵌合變異[25]。

2 臨床特征及診斷

2.1臨床特征 特殊面容、骨骼畸形及生長發育落后對CdLS的診斷具有重要意義。CdLS在胎兒期最常見的特征為宮內生長遲緩，且超聲檢查可檢測到小下頜、頸項透明層增厚、肢體畸形、心臟缺陷等異常[27]。典型CdLS患兒可因特殊面容在新生兒期被識別出。大部分CdLS患者的身高和體重明顯低于同齡正常人[28]。且他們表現出不同程度的智力遲緩：從輕度學習障礙到嚴重的認知障礙，僅有極少數智力正常，大多數有中度到嚴重的智力殘疾[29]。CdLS患者的表型呈現多樣性，常有多個器官系統受累。據報道，胃食管反流的發生率為62.5%～87%，但其非特異性特征可能導致診斷延遲[30]。CdLS患者的消化系統畸形包括幽門狹窄、先天性膈疝、腸旋轉不良、腸扭轉、十二指腸閉鎖、環狀胰腺、肛門閉鎖、梅克爾憩室、腹股溝疝等[31]。約30%的CdLS患者有心臟結構異常，包括肺動脈狹窄、室間隔缺損、房間隔缺損等[32]。40%的CdLS患兒出現腎臟及泌尿道畸形，包括膀胱輸尿管反流、骨盆擴張和腎發育不良[33]。生殖系統畸形在男孩中表現為：82%出現隱睪，37%出現小陰莖，9%出現尿道下裂；在女孩中表現為小陰唇和異常子宮[34]。約20%的CdLS患者發生癲癇，且部分性癲癇最常見[35]。83%的CdLS患者有良性視盤周圍色素沉著[36]。此外，CdLS患者可存在耳道狹窄或中耳、內耳畸形，易患中耳炎，且聽力損傷也很常見，包括傳導性聽力損傷和感音神經性聽力損傷[37]。目前，有關CdLS患者國內報道較少，已報道的CdLS患者臨床特征與國外報道大致相同，大多存在特征性面容、生長發育落后等特征，且新生兒期喂養困難也很常見[38]。

2.2診斷 2007年，Kline等[31]制訂了CdLS的診斷標準：①分子檢測證實患兒具有明確的CdLS相關基因突變；②必須同時符合特殊面容(連眉或者高眉弓、濃眉和不少于以下8項中的3項：長睫毛、鼻子短小且鼻孔前傾、長人中、寬或凹陷的鼻梁、小或方形下頜、薄唇且口角下斜、高腭弓、寬齒縫或缺失牙齒)和以下3項主要標準中的2項即生長落后(以下3項中至少2項：體重小于同年齡的第5百分位數，身高小于同年齡的第5百分位數，頭圍小于同年齡的第2百分位數)、智力發育落后(以下2項中至少1項：發育遲緩或智力障礙、學習障礙)、行為異常(以下8項中至少2項：注意力不集中和(或)多動、強迫癥、焦慮、經常漫游、攻擊性、自傷行為、過度羞怯或退縮、類似自閉癥的特征)；③同時符合特殊面容及上述3項主要標準中的1項和以下其他系統異常中的2項：肌肉骨骼畸形[僅有上肢或前臂缺失；或者小手足、少指和至少以下9條(第五指彎曲、斷掌、橈骨頭脫位、第一掌骨短、拇指外翻、第二三腳趾并趾、脊柱側彎、漏斗胸、髖關節脫位或發育不良)中2條；或者無上述表現但存在前面所列9條中的至少3條]、感官神經系統或皮膚異常(至少以下3條：眼瞼下垂、鼻淚管畸形或眼瞼炎、近視、眼部畸形或視盤色素沉著、聽力喪失、驚厥、皮膚大理石花紋、多毛、小乳頭或肚臍)、其他器官先天畸形(至少以下3條：消化道畸形或腸旋轉不良、膈疝、胃食管反流、腭裂、先天性心臟病、小陰莖、尿道下裂、隱睪、腎臟或泌尿道畸形)。

2018年，首部CdLS國際共識提出[1]：CdLS的表型由臨床特點及體征組成，并將其表型分為主要特征(CdLS中最有特征性的特點，每1項記2分)和提示性特征(這些特征不夠特異，每1項記1分)。其中，主要特征包括：連眉或濃眉；鼻子短小，鼻梁凹陷或鼻孔朝前；長人中或淺人中；上唇薄或口角下垂；少指或無指；先天性膈疝。提示性特征包括：發育遲緩或者智力障礙；宮內生長遲緩；出生后生長落后；小頭畸形；小手足；第5指短；多毛。CdLS的臨床診斷標準為[1]：①分數≥11分且存在至少3個主要特征，則為經典CdLS；②得分為9～10分且存在至少2個主要特征，則為非經典CdLS；③得分為4～8分且存在至少1個主要特征，則足以進行分子檢測；④得分<4分，不足以進行分子檢測。此外，不論是否找到致病基因變異，得分≥11分臨床可明確診斷為CdLS。

同時，首部CdLS國際共識[1]對其分子檢測建議如下：首選二代測序檢測，且至少包含上述7個相關致病基因。如果不能進行二代測序，NIPBL基因Sanger測序是經典表型個體的首選；對于非經典表型個體，臨床醫師應根據經驗選擇檢測相關候選基因，如果無法確定則可以進行全外顯子或者全基因組測序。若上述檢測方法均未檢測到基因變異，則繼續進行嵌合變異檢測，首選成纖維細胞，也可對口腔細胞或膀胱上皮細胞進行檢測。如果上述檢測仍為陰性，可利用多重連接依賴性探針擴增技術檢測NIPBL基因的缺失或重復變異。

CdLS患者基因型與臨床表型之間存在相關性。NIPBL基因變異患者可能較其他基因變異患者具有更嚴重的臨床特征，而SMC1A基因或SMC3基因變異患者通常表現為輕度至中度的表型。此外，功能喪失的NIPBL基因變異通常導致較錯義變異更嚴重的臨床表型[39]。

CdLS患者的臨床表型存在明顯差異。Kline等[31]制訂了CdLS嚴重程度評分，在患兒48月齡時從以下7個方面對其進行評估：出生體重(>2 500 g記1分；2 000～2 500 g記3分；<2 000 g記5分)、獨坐的年齡(9月齡前記1分；9～20月齡記3分；超過20月齡記5分)、獨行的年齡(18月齡前記1分；18～42月齡記3分；超過42月齡記5分)、說第一個字的年齡(24月齡前記1分；24～48月齡記3分；超過48月齡記5分)、上肢畸形程度(無畸形記1分；部分缺失記3分；嚴重缺失記5分)、其他主要臟器畸形的數量(有0～1種記1分；有2～3種記3分；超過3種記5分)、聽力損失(沒有聽力損失記1分；輕度聽力損失記3分；中度到重度聽力損失記5分)，計算總分將其分為輕度(<15分)、中度(15～22分)及重度(>22分)。

3 治療干預及預后

目前，CdLS患者的治療主要為對癥治療。由于CdLS涉及多個系統異常，故需要多學科協作進行評估和治療。對于已確診的CdLS患者需評估常見的內臟器官異常，針對器官畸形及時進行糾正處理。而CdLS患兒的家長再生育時，應進行遺傳咨詢和產前檢查。CdLS患者的早期干預很重要，建議長期進行隨訪管理和治療。在嬰兒期和幼兒期應該更頻繁地隨訪，在青春期和成年期每1～3年隨訪1次，且每個年齡段隨訪及干預內容稍有不同[31]。

嬰兒期的干預內容包括：①完善超聲心動圖、腎臟超聲、視力檢查、聽力評估；②上消化道攝影排除旋轉不良和反流，如存在腸旋轉不良，建議早期修復；③胃食管反流的評估，包括pH監測和內鏡檢查，如存在胃食管反流需積極治療和隨訪；④每1～3年進行1次發育評估；⑤進行早期康復干預治療并持續至成年；⑥使用CdLS生長曲線進行生長評估[28]。幼兒期至青春期前的干預內容包括：①定期到基礎醫療機構進行常規評估并接種疫苗。②隱睪在18個月前修復。③繼續患兒發育方面的干預治療。④繼續通過特定CdLS的生長圖表監測生長，如果患兒出現顯著的生長落后，需明確其是否存在胃腸道問題、甲狀腺功能障礙及生長激素缺乏等異常[1]。雖然大多數CdLS患兒的生長激素水平在正常范圍，但有報道1例CdLS患兒在經生長激素治療后，身高獲得明顯改善[40]。⑤每6個月牙科隨訪治療；⑥眼科評估每1年進行1次。⑦聽力評估每2～3年進行1次，慢性或復發性中耳炎導致患兒出現聽力下降、語言發育遲緩時需要骨膜置管，嚴重的聽力損失需助聽器及人工耳蝸植入。⑧如果懷疑胃食管反流惡化或進展，應進行重復評估。⑨如果出現任何的腸旋轉不良、腸梗阻跡象(嘔吐膽汁、急劇腹痛)均應立即就診并及時處理。⑩如果出現驚厥表現需進行神經系統評估，若確診為癲癇則按常規治療。針對患者骨骼畸形需骨科評估，必要時進行矯正器、手術修復等治療。出現行為問題時需進行評估，且自傷行為突然增多應該尋找可能導致疼痛的生理來源，如牙膿腫、鼻竇炎、中耳炎、胃食管反流進展或惡化等[41]。如果患兒存在反復、嚴重的感染，建議進行免疫系統檢查[42]。青春期至20歲患者的干預內容包括：①繼續前階段的干預內容；②女性定期進行盆腔檢查，從青春期后期到成年每3年進行1次。激素治療可用于預防懷孕及月經的管理。成人的干預內容包括：①進行血壓檢測、心電圖檢查，及常規乳房、睪丸和前列腺檢查；②如果出現多動癥、強迫癥、自殘行為、抑郁等問題且難以控制時需進行評估，嚴重者需使用藥物甚至住院治療；③進行骨密度檢查排除骨質疏松癥；④由于胃食管反流、牙齒畸形、口腔衛生差等問題導致齲齒和牙周病，牙科最好每4～6個月隨訪1次。

大多數CdLS患者由于有效的護理(特別是在出生后的年的護理照料)而成年[1]。與一般人群相比，CdLS患者壽命預計縮短10～20年，但根據病情輕重和醫療干預有所不同[43]。一項針對CdLS患者死亡原因的研究發現，圍生期死亡的最常見原因為先天性膈疝(超過1/3)、先天性心臟病(17%)和呼吸系統疾病(13%)；嬰兒死亡的最常見原因包括呼吸系統問題(35%)、心血管系統疾病(27%)和胃腸道問題(18%)，其次為膿毒癥(4%)和中樞神經系統問題(4%)；在兒童中，其死亡原因主要包括呼吸道問題(32%)、胃腸道問題(18.8%)、意外事故和心血管系統疾病(10.2%)、中樞神經系統疾病(9%)；成人的死亡原因與呼吸系統(32%)、胃腸道系統(26%)、中樞神經系統(10%)、意外(9%)和心血管系統(7%)等問題相關[44]。

4 小 結

CdLS是一類累及多系統的遺傳疾病，其有經典表型患者在早期即可被有臨床經驗的醫師識別診斷，但仍有很多非典型患者需要鑒別及診斷。隨著分子生物學技術的飛速發展，基因檢測成為診斷CdLS患者的重要方法。CdLS明確的分子遺傳學診斷有助于其長期管理、評估預后、調查其他可能相關癥狀及遺傳咨詢。因此，未來應繼續深入開展對CdLS相關基因的研究，正確認識其調控機制、科學預測疾病的進程及進一步開創有效干預方法。