PYCR1基因突變致遺傳性皮膚松弛癥IIB型1例并文獻復習

許照潔 曹攀龍 陳淑芳 王春林

患兒女，3歲，因“身材矮小”于2020年9月22日就診于浙江大學醫學院附屬第一醫院兒科門診?；純涸?0周出生，出生體質量1 450 g，出生身長45 cm，運動、語言發育落后，8個月會坐，2歲會走。家族中無類似病史，父母體健，非近親結婚。體格檢查（圖 1）：身高 88 cm（-2 SDS），體重 12 kg（-1.4 SDS），神志清，皮膚松弛，靜脈顯露，特殊面容（倒三角臉，前額突出，面中部發育不全，發際線高，招風耳，瞼裂下斜），心肺腹無殊，手指細長，拇指內收，關節松弛，乳暈無色素沉著，雙乳B1期，陰蒂肥大，陰毛PH1期。輔助檢查：肝腎脂糖電解質、抗繆勒氏管激素、皮質醇、促腎上腺皮質激素、脫氫表雄酮、雄烯二酮、17α羥孕酮、血清胰島素、糖化血紅蛋白未見異常；染色體46，XX。

圖1 患兒面部、皮膚及關節特征（a：倒三角臉，前額寬大而突出，招風耳；b：皮膚皺紋、松弛，靜脈顯露；c：皮膚皺紋，拇指內收；d：關節過度松弛）

經患兒家長知情同意后進行基因檢測，trio全外顯子組測序采用IDT The xGen Exome Research Panel v2.0全外顯子捕獲芯片（美國IntegratedDNATechnologies公司），經Illumina NovaSeq 6000系列測序儀（PE150，美國 Illumina公司）測序完成。全外顯子測序發現患兒PYCR1基因 存在 2個變異（圖 2）：c.751C＞T（p.Arg251Cys）、c.743G＞A（p.Gly248Glu），經Sanger測序驗證，其父親攜帶c.751C＞T突變，其母親攜帶c.743G＞A突變。該變異先證者為雜合子，符合常染色體隱性遺傳復合雜合遺傳疾病發病機制。結合患兒臨床表現，診斷為常染色體隱性遺傳性皮膚松弛癥ⅡB型（autosomal recessive cutis laxa type 2B，ARCL2B）。既往曾有過 c.743G＞A突變的文獻報道[1]，但c.751C＞T為新發現的變異位點，擴大了PYCR1基因譜。

圖2 患兒及父母基因測序圖（患兒PYCR1基因存在c.751C＞T（p.Arg251Cys）和c.743G＞A（p.Gly248Glu）復合雜合突變，分別來源于父親和母親）

PYCR1基因位于17號染色體（17q 25.3），編碼存在于線粒體中的吡咯啉-5-羧酸還原酶1。PYCR1酶是多聚體蛋白復合體，由5個相同的多肽亞基形成五聚體環狀結構（圖3a-b），再由兩個相互作用的五聚體通過C-末端結構域構建為十聚體復合物，具有生物活性[2]。圖3c為PYCR1蛋白在兩個變異位點的野生型模型，圖3 d為軟件預測該患兒PYCR1蛋白p.Arg251Cys和p.Gly248Glu局部變體結構。討論 皮膚松弛癥是一組以皮膚松弛為主要表現，伴或不伴內臟器官受累的罕見遺傳性或獲得性結締組織疾病，涉及多個系統，包括骨骼、心血管、呼吸及神經等。遺傳性皮膚松弛癥根據遺傳方式分為5型：常染色體顯性遺傳、伴性遺傳、常染色體隱性遺傳Ⅰ型、常染色體隱性遺傳Ⅱ型、常染色體隱性遺傳Ⅲ型。該患兒為由PYCR1基因突變引起的 ARCL2B（MIM 612940）。PYCR1基因編碼的吡咯啉-5-羧酸還原酶1催化吡咯啉5-羧酸鹽轉化為脯氨酸，脯氨酸的降低會影響結締組織中膠原和彈性蛋白的合成，導致皮膚松弛[3]。Huang等[4]研究發現，與健康者比較，PYCR1突變患者的皮膚成纖維細胞中膜蛋白、彈性蛋白、核心蛋白、五角蛋白3等基因表達明顯降低。PYCR1酶在骨骼和皮膚中表達最高，除皮膚表現之外，PYCR1突變還會導致骨關節異常、生長發育異常等。

圖3 PYCR1酶及變異蛋白空間結構（a：五聚體蛋白復合體；b：其中1個亞基；c：PYCR1野生型；d：PYCR1蛋白p.Arg251Cys,p.Gly248Glu局部變體結構）

檢索中英文數據庫，篩選出有基因結果及臨床資料的PYCR1基因突變引起ARCL2B 的文獻共 16 篇[1，5-19]，報道了 107例病例，加上本例共108例。統計ARCL2B的主要臨床表現及出現頻率如下：皮膚松弛及皺紋（100.0%）、關節松弛（98.9%）、特殊面容（97.1%）、宮內發育遲緩（94.4%）、精神運動發育遲緩（94.3%）、皮膚變薄或靜脈顯露（85.5%）、骨質疏松（82.4%）、前囟過大或閉合延遲（82.4%）、生長發育不良（79.2%）、張力減退（66.0%）、手指攣縮或拇指內收（65.3%）、小頭畸形（62.3%）、髖關節脫位（58.1%）、胼胝體發育不全（48.1%）、疝氣（38.5%）、藍鞏膜（34.4%）、斜視（31.7%）、手足徐動（21.1%）、白內障（14.0%）。部分特異性表型如眼部異常（藍鞏膜、斜視、白內障）、胼胝體發育不全、手足徐動等，具有疾病預測價值。

在報道的病例中，約85%的突變位于外顯子4、5和6，常見的突變位點如c.540+1G＞A[6，9，11，17]15 例（13.9%）、c.797G＞A[7，9，13-14]10 例（9.3%）、c.797+2_797+5del[6，9]9 例（8.3%）、c.616G＞A[6，9，16，19]6 例（5.6%）等，約12%為復合雜合突變。錯義突變是最常見的突變類型（48例，44.4%），其次是剪接位點突變（38例，35.5%），另外幾種突變類型所占比例均不高，移碼突變7例（6.5%），剪接位點突變和錯義突變的組合6例（5.6%），移碼突變和錯義突變的組合2例（1.9%），無義突變4例（3.7%），PYCR1全基因缺失3例（2.8%）。將患者根據其突變類型分成7組后進行Fisher確切概率法檢驗，除疝（P＜0.01）及精神運動發育遲緩（P＜0.01）外，其余不同突變類型之間臨床表型比較差異均無統計學意義（均P＞0.05）。進一步進行組間兩兩比較后發現，只有對于精神運動發育遲緩的發生頻率，PYCR1全基因缺失組與其他各組之間差異均有統計學意義（均P＜0.05）。Dimopoulou 等[6]發現，與外顯子4、5和6的突變相比，臨床特征不明顯以及沒有或僅輕度智力殘疾的患者與外顯子1和2的突變有關，與此相似，本文也發現精神運動發育遲緩的發生與突變類型也有關，共有6例患者無精神運動發育遲緩表現，其中包括2例c.138+1G＞A純合子突變[6，9]和 3例 PYCR1全基因缺失[16]。有一個假設可以解釋此現象，PYCR1是一種線粒體內蛋白，突變位于外顯子1和2可能導致無義介導的mRNA降解，和PYCR1全基因缺失一樣，導致PYCR1蛋白完全缺失，而且位于1、2外顯子的錯義突變，可能會改變N端的靶信號從而影響線粒體導入和亞線粒體定位。線粒體中蛋白的減少，無論是由于mRNA或基因產物的完全缺失還是由于缺陷蛋白導入，對組織功能的危害要小于因蛋白的某種改變而不能形成同源十聚體并執行其酶功能的危害[6]。

ARCL2B需與多種疾病鑒別。輕度患者與骨發育異常性皮膚老化癥（geroderma osteodysplasticum，GO）的表型相似，GO 通常智力發育正常[11]，特征包括手足背部的皮膚松弛及皺紋、下頜發育不全、骨質疏松、病理性骨折、長骨彎曲等[14]。皺紋皮膚綜合征（wrinkly skin syndrome，WSS）也可表現為皮松皺紋及松弛、生長發育遲緩、小頭畸形、關節脫位等，但WSS的皮膚變化及面部畸形較ARCL2B輕，常常僅限于面中部發育不全[20]。另外，皮膚松弛癥各型均有皮膚松弛表現，尤其ARCL2B與常染色體隱性遺傳Ⅲ型（又名為德巴西綜合征，De Barsy syndrome，DBS）表型高度相似，DBS也可表現為早老現象、骨骼及眼部異常等，可能智力殘疾更為嚴重[21]，還有報道過先天性青光眼、主動脈根部擴張和先天性肥厚型幽門狹窄這些特殊表現[22]。很多PYCR1突變的皮膚松弛患者，曾被診斷為WSS、GO、DBS，基因診斷后重新被分類至ARCL2B[7，9]，提示需要進一步的基因檢測才能更準確地區分和診斷這類疾病。

總的來說，ARCL2B臨床表現多樣，與多種疾病有相似的臨床特征，如在臨床碰到有皮松皺紋、特殊面容、關節松弛、骨質疏松、宮內發育遲緩、身材矮小、精神運動發育遲緩等皮膚、關節、骨骼及生長發育異常的患兒，需考慮PYCR1基因相關ARCL2B，并行基因檢測進一步明確診斷。