1例新生儿PURA综合征的临床与遗传学分析.pdf

FUER JIANKANG DAOKAN Vol.2 No.15 August 20232023年8月第2卷第15期88儿童保健1例新生儿PURA综合征的临床与遗传学分析朱法荣1 李晓梅1 刘 晨1 韩玉杰1 杨 春2 陈萌萌21.山东大学附属儿童医院新生儿科，山东济南 252000；2.山东大学附属儿童医院检验科，山东济南 252000 摘要 新生儿 PURA 综合征是一种罕见的常染色体显性遗传病，临床表现缺乏特异性。本文收集 1 例患儿的临床及实验室检查资料，利用 Illumina 二代测序平台，使用 xGen Exome Research Panel 杂交捕获人类全部基因的外显子区及相邻内含子区域，应用高通量测序仪进行测序，最后进行 Sanger 验证。发现 5 号染色体PURA 基因的 1 号外显子存在一个自发的整码杂合变异 c.697_699del（p.F233del），根据美国医学遗传学与基因组学学会标准，为致病性整码突变。经检索多个数据库报道罕见，进一步丰富了本病的数据库，拓宽临床医师对于自发基因突变疾病的诊断思路。关键词 PURA 基因；新突变；整码突变；致病性；新生儿 中图分类号 R722.11 文献标识码 A 文章编号 2097-115X（2023）15-0088-03Clinical and genetic analysis of a case of neonate PURA syndromeZHU Farong 1 LI Xiaomei 1 LIU Chen 1 HAN Yujie 1 YANG Chun 2 CHEN Mengmeng 2 1.Department of Neonatology,Children s Hospital Affiliated to Shandong University,Shandong Province,Jinan 252000,China;2.Department of Laboratory,Children s Hospital Affiliated to Shandong University,Shandong Province,Jinan 252000,China Abstract Neonatal PURA syndrome is a rare autosomal dominant inheritance disease with no specific symptoms.In this paper,the clinical and laboratory examination data of a child were collected.Based on Illumina next-generation sequencing platform,high-throughput sequencing was performed using exome targeted capture combined with xGen Exome Research Panel.The whole exons and adjacent introns were analyzed intensively.Sanger verification was performed for the parents.A heterozygous mutation c.697_699del(p.F233del)of PURA gene was found on chromosome 5,which was de novo codon mutation.According to American College of Medical Genetics and Genomics,this was pathogenic and novel mutation that rare report was retrieved after searching several databases.The mutation enriched the PURA gene database and broadened the diagnosis thinking for clinical pediatricians.Key words PURA gene;De novo mutation;Codon mutation;Pathogenicity;Neonate 通讯作者 PURA 综合征（purine-rich element binding protein A syndrome）是由于 PURA 基因突变导致的一种常染色体显性遗传病，其发病率 1/1 000 000，截至 2022 年11 月 29 日，目前全球报道了共 475 例患者1-2。本病起病隐匿，临床表现不典型，累及多个器官，可出现反应低下、喂养困难、呼吸暂停、语言、运动等功能障碍3，与许多遗传代谢病临床表现相似，故诊断、治疗困难，预后差，给临床医师带来巨大的工作压力，也给家长带来沉重的精神及心理负担。近年来，随着精准医学高通量测序的迅速发展，为疑难危重病例的诊断提供了强有力的支持4。本文诊治 1 例PURA 综合征患儿，总结其临床与遗传学特点，以期为新生儿医师提供借鉴及帮助。1 病例资料 1.1 临床资料患儿女，21 d，主因“生后不能离氧 21 d”于2022 年7 月 20 日入院，持续需要面罩吸氧 12 L/min 才能维持脉氧在正常范围，生后因阵发性青紫在当地医院治疗。系 G2P2，胎龄 38+5周，“瘢痕子宫”剖宫产娩出，体重 3.34 kg，无窒息史，羊水量约 2100 ml，父母及兄体健。入院查体：神志清，反应一般，呼吸略促，全身皮肤干燥、轻度黄染，前囟平软，巩膜稍黄染，口周发绀，三凹征阴性，双肺呼吸音粗，心率 130 次/min，心音有力，腹软不胀，肝脾触诊正常，肠鸣音正常，四肢肌张力弱，原始反射减弱。初步诊断为新生儿败血症观察。给予心电监护、间断吸氧、抗感染等治疗，口饲奶喂养每次 5060 ml，q3h，耐受良好，心电监护脉氧波动在 75%80%，睡眠时尤著，数秒钟内可恢复至 85%92%，持续反应差，嗜睡不哭。1.2 实验室及辅助检查入院后完善生化、TORCH、血培养、血常规、甲功三项、心电图、心脏及胃肠道彩超、脑电图、磁共振、血尿筛查等协助诊断。FUER JIANKANG DAOKAN Vol.2 No.15 August 20232023年8月第2卷第15期89儿童保健1.3 基因检测征得家长书面同意后采集父母及患儿的外周血2 ml，严格按照试剂盒操作步骤提取基因组 DNA。使用 xGen Exome Research Panel 杂交捕获人类全部基因的外显子及相邻内含子区域，使用高通量测序仪（Illumina）进行测序。测序数据采用 NextGene V2.3.4 软件与 UCSC hg19 人类参考基因组序列进行比对和鉴别遗传变异。优先筛查 OMIM 收录的基因遗传变异。依据美国医学遗传学与基因组学学会（American College of Medical Genetics and Genomics，ACMG）2015 年发布的 序列变异解读标准和指南进行遗传变异的致病性评估。1.4 伦理学声明本工作征得山东大学附属儿童医院伦理委员会审批同意，信息均匿名化处理，所有检查取得患儿法律监护人知情同意。1.5 实验室及辅助检查结果生化、血筛查、甲功三项、腹部彩超等均正常；心脏彩超显示卵圆孔未闭，脑电图显示脑电成熟度延迟，睡眠期低波幅段稍长及刷偏多；头颅 MRI示双侧额颞顶叶部分髓质呈稍长 T1 稍长 T2 信号，FLAIR 呈稍低信号。尿筛查示 4-羟基苯乳酸、4-羟基苯丙酮酸增高。1.6 基因结果 通过对样本进行全外显子组测序和拷贝数变异分析（copy number variation，CNV）分析，结果检测到患儿 5 号染色体 PURA 基因的 1 号外显子存在一个来源未知的杂合变异 c.697_699del（p.F233del），为整码突变，经 Sanger 测序验证为新发突变。依据ACMG 标准与指南为致病性变异（PS2、PM1、PM2、PM4、PP5）。此外，CNV 分析未发现受检者携带与临床表现相关的致病性微重复/微缺失。患儿 Sanger 测序结果显示 PURA 基因存在一个新发的整码突变c.697_699del，经数据库检索相关报道罕见。见图 1（封三）。为验证突变来源，对患儿父母分别进行相应位点的一代测序，结果均正常（图 2，封三），由此提示本患儿的突变为新发突变。应用 Swiss Model 软件对野生型及突变型蛋白进行三级结构预测与对比，结果显示原 233 位氨基酸与 227 位氨基酸之间的氢键无法形成，且 227 位氨基酸与其他氨基酸之间未形成氢键相互作用，使得维持蛋白三维结构的作用力减弱。见图3（封四）。为评估整码突变 c.697_699del 的致病性，利用生物信息学软件 Mutation Taster 进行预测，结果显示为致病性突变。见图 4（封四）。结合 HomoloGene 数据库和 DNAMAN 软件分析，突变 c.697_699delTTC（p.Phe233del）所在位点的氨基酸在黑猩猩、猕猴、斑马鱼等 10 个物种中均高度保守（图 5，封四），由此提示，本患儿此位点发生整码致病性突变具有病理性意义。1.7 随访3 月龄随访时患儿仍需间断吸氧，依靠胃管喂养，体重增长不满意，体重 5.7 kg，身长 57 cm，新生儿神经行为测定评分 30 分；截至生后 4.5 个月，体重 6.5 kg，身长 60 cm，睡眠较多，反应差。2 讨论PURA 综合征为一种常染色体显性遗传的罕见病，本病被学者 Hunt 等首次报道5-6。PURA 综合征由 PURA 基因突变引起，位于 5q317，其功能主要依赖于其三个亚基PUR、PUR、PUR 8。Pur-alpha 蛋白是一种 DNA/RNA 结合蛋白，可广泛表达，编码富含嘌呤元件的结合蛋白，在 DNA 复制、mRNA 的转录和 DNA 修复方面具有重要调节作用，从而参与神经细胞的发育、分化以及髓鞘的形成9。本患儿 5 号染色体 PURA 基因的 1 号外显子存在的 c.697_699del（p.F233del）新发整码突变，位于重要的蛋白质功能结构区域，苯丙氨酸的缺失位于非重复区框内导致蛋白质长度变短，在正常参考人群基因数据库中未见报道。Clin Var 数据库注释该变异为致病性（Pathogenic，Most recent：Jan 29，2019），该变异可导致机体发育迟缓、皮质视觉障碍和肌张力减退。动物实验表明，Pur-alpha 蛋白参与出生后的脑发育，其基因敲除鼠模型可出现严重的神经系统功能障碍表型如震颤及自发性惊厥；免疫组化实验显示这些动物的小脑及海马处的神经元明显减少，这与其神经系统、行为以及认知方面的表型相一致。与 PURA 基因变异相关的神经发育障碍包括 PURA 综合征和 5q31.3 缺失综合征10-11。Reijnders 等12对 32 例 PURA 综合征患儿的队列研究发现 100%患儿存在轻度至重度智力发育迟缓，96%病例存在肌张力减退，77%存在喂养困难，57%存在呼吸功能障碍。本患儿分娩时哭声、反应等与正常新生儿无异，但在生后较短时间内出现嗜睡、反应差、吃奶差、哭声少、自主活动少、肌张力低下、不能离开氧疗、自主呼吸浅慢、精神运动发育迟滞等症状，与上述临床表现相似；头颅 MRI 及泌尿系彩超检查显示结构正常，但仍需长期随访并评估神经系统发育及观察头颅形态。也有学者发现 PURA 综合征患者可出现脑结构异常，表现为脑干直径明显FUER JIANKANG DAOKAN Vol.2 No.15 August 20232023年8月第2卷第15期90儿童保健增大，脑桥直径为 30.0 mm、延髓为 17.0 mm、中脑23.0 mm13。Lee 等14发现 PURA 综合征患儿的头颅 MRI 显示脑白质发育障碍，大部分患儿大脑脑白质的体积缩小，其中 2 例患儿存在蛛网膜下腔囊肿，1 例患儿存在小脑扁桃体疝。目前国内学者徐颂周等15和江静波等3报道了 2 例 PURA 综合征患儿，基因突变位点均为 PURA基因 5q31 区带 c.98dupG，p.（Gly34fs）为移码突变。本患儿突变位点与此不同，为非移码突变，在 1 号外显子缺失了 3 个核苷酸 c.697_699del（p.F233del），此位点的苯丙氨酸无法合成，从而影响了蛋白质进一步翻译。迄今为止，PURA 综合征尚无特异性治疗方法，主要是对症治疗、体位疗法、加强护理、康复训练等。有文献报道吡啶斯的明可改善患儿肌张力、呼吸功能等16，但仍需进一步深入研究。本病例提示对于存在多系统功能低下的临床表型，与脊髓性肌萎缩、Prade-Willi、甲基丙二酸血症等疾病相鉴别的同时，需完善二代测序明确有无 PURA 综合征，从而精准诊断并早期采取干预措施，最大限度改善患儿神经系统预后。参考文献1 Mroczek M，Iyadurai S.Neuromuscular and Neuromuscular Junction Manifestations of the PURA-NDD：A Systematic Review of the Reported Symptoms and Potential Treatment OptionsJ.Int J Mol Sci，2023，24（3）：2260.2 Cinquina V，Ciaccio C，Venturini M，et al.Expanding the PURA syndrome phenotype：A child with the recurrent PURA p.（Phe233del）pathogenic variant showing similarities with cutis laxaJ.Mol Genet Genomic Med，2021，9（1）：e1562.3 江静波，伍洋子.PURA 综合征一例 J.中华围产医学杂志，2020，23（5）：345-347.4 Liu L，Li Y，Li S，et al.Comparison of next-generation sequencing systemJ.Biomed Biotechnol，2012，3（7）：251364-251374.5 Hunt D，Leventer RJ，Simons C，et al.Whole exome sequencing in family trios reveals de novo mutations in PURA as a cause of severe neurodevelopmental delay and learning disabilityJ.J Med Genet，2014，51（12）：806-813.6 Lalani SR，Zhang J，Schaaf CP，et al.Mutations in PURA cause profound neonatal hypotonia，seizures，and encephalopathy in 5q31.3 microdeletion syndromeJ.Am J Hum Genet，2014，95（5）：579-583.7 Ma ZW，Pejovic T，Najfeld V，et al.Localization of PURA，the gene encoding the sequence-specific single-stranded-DNA-binding protein Pur alpha，to chromosome band 5q31J.Cytogenet Cell Genet，1995，71（1）：64-67.8 Wortman MJ，Hanson LK，Martnez-Sobrido L，et al.Regulation of PURA gene transcription by three promoters generating distinctly spliced 5-prime leaders：a novel means of fine control over tissue specificity and viral signalsJ.BMC Mol Biol，2010，11：81.9 Branson HM.Normal myelination：a practical pictorial reviewJ.Neuroimaging 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successfully treated with pyridostigmineJ.Neuromuscul Disord，2022，32（2）：166-169.图1SCM二维超声图像（见内文第12页）BACA：正常；B：肿块型；C：肌肉紧张型图 2SCMSMI 图像（见内文第 13 页）A：肿块型；B：肌肉紧张型AB图 1患儿 PURA 基因存在一个新发的整码突变 c.697_699del（见内文第 89 页）患儿图 2患儿父母相应位点的一代测序（见内文第 89 页）患儿之母患儿之父中 国 核 心 期 刊（遴 选）数 据 库 收 录 万 方 数 据-数 字 化 期 刊 群 全 文 收 录中 文 科 技 期 刊 数 据 库 全 文 收 录 国 家 科 技 数 字 图 书 馆 全 文 收 录解放军医学图书馆 CMCC 和 CMCI 全文收录 超 星 期 刊 域 出 版 平 台 全 文 收 录复旦大学附属眼耳鼻喉科医院院长 周行涛教授2023年8月上 第2卷 第15期 总第27期图 4 生物信息学软件 Mutation Taster 预测突变位点（见内文第 89 页）图 5 突变位点 c.697_699delTTC 多物种的保守性分析（见内文第 89 页）图 3 患儿三级结构预测（见内文第 89 页）