一例先天性眼外肌纖維化患兒TUBB3基因的變異分析

李曉東，李函，程銘燁，黃莉

(1.天長市人民醫院 兒科，安徽 天長 239300； 2.東南大學附屬中大醫院 兒科，江蘇 南京 210009)

先天性眼外肌纖維化(congenital fibrosis of extraocular muscles, CFEOM)是一組神經源性疾病，以先天性、非進行性眼外肌病變為特征。在英國其發病率約為1/230 000[1]，在中國目前尚無發病率相關數據。依據相關表型及基因型研究，該病分為3型：(1) CFEOM1，最常見，為完全外顯的常染色體顯性遺傳，相關基因位于第12號染色體；(2) CFEOM2，為常染色體隱性遺傳，相關基因位于第11號染色體；(3) CFEOM3，為不完全外顯的常染色體顯性遺傳，相關基因位于第16號染色體[2- 4]。我們應用高通量測序對1例CFEOM患兒進行全基因組芯片拷貝數變異(copy number variant, CNV)分析及醫學全外顯子基因檢測，以尋找其病因。

1 對象與方法

1.1 研究對象

患兒，女，系第一胎第一產，足月順產，出生體重3.5 kg，身長51.0 cm，生后一般情況可，出生后4個月因不追視入院。患兒父親和母親表型、智力均正常，非近親結婚，否認家族遺傳史。入院體格檢查：生命體征平穩，雙眼上瞼下垂遮蓋2/3瞳孔、眼球位于下轉位，雙眼交替斜視，心肺聽診無異常。運動發育檢查：豎頭不穩，雙手握拳、拇指內扣，雙下肢肌張力高。語言及智能評價：會發喉音，能逗笑，蒙面試驗可引出。輔助檢查：血、尿、糞常規及血生化全套未見明顯異常，血漿氨、乳酸水平正常。智能量表評定：相當于2個月水平。顱腦磁共振成像(MRI)提示兩側大腦半球腦回窄小、腦溝池明顯，小腦發育畸形、胼胝體及前聯合發育不良。

臨床擬診：CFEOM、復雜的皮質發育不良(malformations of cortical development, MCD)。患兒診斷后予積極康復治療，目前3歲，身高102.6 cm，體重18.5 kg，雙眼上瞼下垂無改善，眼球仍位于下轉位，雙眼球交替斜視伴眼球震顫，視物時下頜抬舉，可扶站，不能獨走，雙下肢肌張力高、肌力Ⅲ級，語言及智能發育相當于1.5歲，隨訪中。

1.2 方法

本研究經東南大學附屬中大醫院倫理委員會批準(2020ZDSYLL052- P01)，患兒監護人同意并簽署知情同意書，通過EDTA抗凝法采集患兒外周血4 ml、其父母外周血2 ml，由北京海思特醫學檢驗實驗室進行全基因組芯片分析，由武漢康圣達醫學檢驗所通過安捷倫外顯子芯片捕獲加高通量測序進行全外顯子測序并予一代基因測序驗證結果(Sanger法)。

2 結 果

未發現疾病相關CNV區域。高通量測序檢測出患兒TUBB3基因的c.904G>T(p.Ala302Ser)雜合突變。患兒Sanger測序結果與高通量測序結果一致，患兒父母雙方均未檢出該變異(圖1)。對比人類及小鼠等不同物種的TUBB3基因發現：該基因序列高度保守，其相關位點突變后可能導致蛋白質功能受到影響。c.904G>T(p.Ala302Ser)突變為新發現突變，該突變位點未見相關報道(參考數據庫：Human Gene Mutation Database、HGMD pro 及PubMed)；參考美國醫學遺傳學與基因組學會(American College of Medical Genetics and Genomics, ACMG)發布的變異解讀指南[5]，該位點符合新發變異，該突變位點處于基因突變熱點區域，多個臨近殘基中發現高頻率的已知致病突變，無人群攜帶率，將其判定為致病性變異。

圖1 TUBB3基因突變位點Sanger測序驗證 患兒攜帶c.904G>T(p.Ala302Ser)雜合突變；其父母均未檢出相關變異

3 討 論

TUBB3基因定位于染色體16q24.3，其編碼的神經元特異性β- 微管蛋白3型是神經元中表達最活躍的微管蛋白亞型，在中樞神經系統中高表達。其在調節微管運動蛋白相互作用方面起關鍵作用，為正常軸突生長維護和大腦發育所必需。TUBB3基因的突變改變其編碼蛋白質的功能，導致軸突生長和引導缺陷，繼而引起相關的神經系統疾病，包括孤立的CFEOM3和(或)復雜的MCD。目前已報道的TUBB3基因突變有近20種，患者的臨床表現不一，研究提示其表型范圍可能是連續的，其嚴重程度從輕到重不等[6- 9]。

CFEOM是由眼外肌神經支配異常發展引起的，主要臨床表現包括雙側非進行性基本對稱的眼外肌運動受限、單眼或雙眼上瞼下垂、雙眼下斜視伴上轉不能過中線、被動牽拉試驗陽性、不同程度的眼球水平運動受限等。其分型中，CFEOM1的表現最典型，而CFEOM3存在明顯的遺傳異質性。

皮層發育每個階段的改變，包括神經元細胞的增殖、遷移、在皮層的最終位置組織等，都會導致MCD[10]。此類患者臨床表現有智力、語言、運動障礙等，顱腦MRI可見腦回簡化、小腦發育不良、胼胝體變薄或發育不全、動眼神經和嗅覺神經發育不良等。

本例患兒臨床表型符合CFEOM合并MCD的癥狀，基因檢測結果顯示患兒攜帶TUBB3基因的c.904G>T(p.Ala302Ser)雜合突變。Sanger測序結果患兒父母均未檢出相關變異，患兒TUBB3基因c.904G>T(p.Ala302Ser)雜合突變為自發突變。c.904G>T(p.Ala302Ser)突變為新發現突變，在HGMD等數據庫中未見相關報告，ACMG指南將其初步判定為致病性變異。TUBB3基因相關的CFEOM3呈現常染色體顯性遺傳，由此推測TUBB3基因c.904G>T(p.Ala302Ser)雜合突變可能是該患兒的致病原因。