FGFR3 基因R248C 突變致不成比例矮小伴特殊面容和黑棘皮病一例及文獻復習

張娟娟，張婉玉，韓曉偉，肖 園，陸文麗，呂 圣

（上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院兒內科，上海 200025）

成纖維細胞生長因子受體 （fibroblast growth factor receptor，FGFR)參與了胚胎發生、血管生成和組織內環境平衡[1]。在FGFR 家族中，與身材矮小相關的基因是FGFR3 基因。FGFR3 基因的致病基因變異與許多表型相關，包括軟骨發育不全癥、軟骨發育不良、致死性骨發育不全（thanatophoric dysplasia，TD）、克魯宗綜合征合并黑棘皮?。–rouzon syndrome with acanthosis nigricans，CAN）、Muenke綜合征和嚴重的軟骨發育不全伴生長遲滯及黑棘皮病[2-5]，這些綜合征共同的特征是矮小并伴有不同的其他特征。

本研究報道了1例由于經典型FGFR3 R248C突變而表現為非經典TD 1 型表型的患者，即患者表現出類克魯宗綜合征（Crouzon 綜合征）面容、輕微骨骼發育不良和進行性加重的黑棘皮病，并分析其臨床表型與基因型的相關性。

資料與方法

一、資料

2017 年，上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院兒科內分泌門診收治了1例13歲余10個月的男性患兒?；純夯加羞M行性黑棘皮病12 年，身材矮?。òl現了10 年），詳細詢問其病史，并進行體格檢查。本研究經本院醫學倫理委員會批準，研究過程符合倫理要求。本例患兒及其父母均簽署知情同意書，準予患兒相關資料發表，過程符合當地和國家研究倫理委員會制定的協議。

二、方法

1.體檢：檢查和記錄患兒的生長速率、身高、體重、體質量指數，頭圍、指距、上下部量比、第二性征發育（Tanner 分期）。

2.實驗室及影像學檢查： 予患兒行糖脂代謝、肝腎功能、電解質檢測，計算穩態模型評估的胰島素抵抗指數，用精氨酸和胰島素進行生長激素激發試驗，行甲狀腺功能、性激素、腎上腺皮質功能、染色體核型檢測，同時行B 超（甲狀腺、甲狀旁腺）、腎及腎上腺CT、垂體增強MRI、骨骼X 線片、骨齡等檢查。骨齡評估按Greulih.Pyle 圖譜法。

3.DNA 測序： 經本例患者及其親屬知情同意后，采集血液樣本，用標準方法從白細胞中提取基因組DNA。根據共分離、蛋白質功能預測、公共數據庫中的信息，對變異體進行篩選。用邁基諾GenCap 平臺技術捕獲外顯子，然后進行Illumina配對末端測序 （2×100 bp），平均覆蓋率至少為200×。將通過全外顯子測序發現的變異體，經Sanger 測序進行證實。

結果

一、病史分析

分析患兒病史，發現其身材矮小，生長速率為每年2～3 cm，睡時有輕微打鼾，沒有顱縫早閉和聽力、視力損害史，發育過程正常，伴輕度多動癥，學習成績落后?；純簽樽阍马槷a兒，出生體重為3 750 g，出生身長為50 cm。母親和父親的身高分別為150 cm和171 cm，靶身高計算為167 cm?；颊叩慕憬闵眢w健康，身材正常?；颊邿o明顯遺傳性疾病家族史。

二、臨床表現

查體顯示，患兒的身高為142.6 cm[-3.05 SD]，體重為44.0 kg（+1.04 SD），體質量指數為21.8 kg/m2（+1.55 SD），顯示為不成比例的身材矮?。ㄉ喜苛?下部量=1.5），頭圍正常（55.5 cm），指距為140.0 cm（小于身高5 cm）（見圖1）；陰莖長為G2 期，陰毛分期1；雙側睪丸體積均為6 mL；有輕微面部畸形特征（見圖2），如額骨前凸和鼻梁塌陷、眼瞼裂下斜、耳向后旋轉、齒錯位咬合，沒有鼻后孔閉鎖。

圖1 患者表現出不成比例的矮小身材（上部量/下部量=1.5）（患兒父母同意公布這些照片）

圖2 輕微面部畸形

患兒皮膚病學表現為彌漫性黑棘皮病，皮損處為棕色至黑色，界限不清，呈天鵝絨狀色素沉著，主要位于身體褶皺處，如頸部、腋窩和腹股溝（見圖3），眼眶周圍及口周也有所累及，但掌跖及黏膜未受累?；純河袕V泛的皮膚增厚，特別是在軀干。此外，患者臉部和上軀干可見數個小疣棘皮瘤及黑素細胞痣。

圖3 嚴重黑棘皮病

三、實驗室檢查

患兒的胰島素抵抗指數為2.80，表明其存在胰島素抵抗；其他評估代謝水平的檢驗包括葡萄糖水平、糖化血紅蛋白、脂代謝和肝腎功能檢測，結果均正常。

生長激素激發試驗顯示，患兒的生長激素峰值（12.65 ng/mL）及胰島素樣生長因子1（334 ng/mL）、胰島素樣生長因子結合蛋白3（4.76 μg/mL）水平均正常。甲狀腺功能檢查顯示，患兒的甲狀腺總三碘甲狀腺原氨酸（2.62 nmol/L）、游離三碘甲狀腺原氨酸 （5.90 pmol/L）、反式三碘甲狀腺原氨酸（131.9 ng/dL）及降鈣素水平（13.32 pg/mL）均升高，而其促甲狀腺激素、甲狀腺抗體和甲狀旁腺激素水平正常?；純旱男约に匕ù俾雅菁に?、黃體生成激素、血清總睪酮和催乳素水平均正常。腎上腺功能檢測顯示，其促腎上腺皮質激素正常，而早晨8 點的游離皮質醇水平處于正常范圍的低限（6.55 μg/dL）（1 L=10 dL）。

四、影像學及病理檢查

甲狀腺超聲檢查顯示，患兒雙側甲狀腺的兩極有數個明顯的低回聲實性結節，邊緣光滑，內有膠質，甲狀腺影像報告和數據系統 （thyroid imaging reporting and data system,TI-RADS）分級為2 級，甲狀旁腺顯像正常。垂體增強MRI 檢查（見圖4）和腎臟及腎上腺CT 檢查結果均顯示正常。骨骼X 線攝片顯示患者有輕度的脊柱側凸，但沒有面中部發育不良、短頭畸形和軟骨發育不全的證據（見圖5）。

圖4 矢狀面MRI 顯示小腦扁桃體大小正常且無腦室腫大

圖5 患兒的骨骼X 線片未提示影像學異常

患者的骨齡檢測結果為13歲；染色體核型為46，XY；皮膚病理活檢提示為表皮乳頭瘤樣增生，符合黑棘皮病病理表現。

五、DNA 測序

患兒的全外顯子測序結果顯示，其存在FGFR3基因散發突變（NM_00142：c.742C＞T；Chr4：1 803564；p.R248C）（見圖6）。對患兒父母的DNA 進行Sanger測序，檢測結果為陰性，表明患兒的該突變為新發突變。該突變經美國醫學遺傳學與基因組學學會指南（2015）證實為致病突變（證據PS2+PS3+PM2+PP4）。

圖6 測序圖

討論

FGFR 家族包括4 種主要的跨膜受體酪氨酸激酶（FGFR1～FGFR4），參與了胚胎發生、血管生成和組織內環境平衡[1]。FGFR3 基因含有19個外顯子，編碼由3個Ig 樣結構域、1個疏水性跨膜結構域和2個細胞質酪氨酸激酶結構域組成的配體結合胞外區[6]。FGFR3 基因激活突變可導致長骨骺板軟骨細胞生長的負調控，引發侏儒癥[7]。

生殖系FGFR3 突變會導致不成比例的身材矮小和顱縫早閉綜合征，患者有時還可伴發黑棘皮病。1995 年，Tavormina 等[8]首次報道了在TD 中發現的經典型胚系FGFR3 R248C 突變，所有TD 病例中約50%存在該突變，而TD 1 型病例中有60%存在該突變[9]。在長期存活的TD 1 型患者皮膚中還發現了相同FGFR3 R248C 突變導致的黑棘皮病[5]。本例報道的患兒，下肢短伴進行性加重的黑棘皮病，與經典型TD 表型部分一致。此外，TD 通常表現為新生兒致死性骨骼發育不良，其特征是四肢短小、胸腺發育不全和巨顱。TD 1 型是最常見的亞型，以彎曲的股骨和偶發的三葉草頭骨為特征，而三葉草頭骨和短而直的股骨是TD 2 型的特征。受累的病例通常在出生幾分鐘或幾天內死亡，且大多死于呼吸衰竭[8]。然而，本研究的該例患兒沒有觀察到頭顱骨的影像學陽性表現，且該患兒為青少年，因此本病例與經典型TD 表型并不完全相符。

本研究的該例患兒其臨床特征也與CAN 患者非常相似。CAN 的特征包括特殊顱面畸形，表現為眼瞼裂下斜、后旋耳和齒錯位咬合以及兒童早期發生的重度黑棘皮病，患者也可表現出輕微和多變的骨骼異常，與本研究患兒的表現一致。然而，本研究的該例患兒缺乏其他特殊顱面表型，尤其是顱縫早閉（雙冠）和面中部發育不全，提示其為特殊表型。此外，FGFR3 基因Ala391Glu 突變是迄今為止所發現唯一能導致CAN 的突變[10]。因此，結合以上不完全相符的臨床表型和不一致的突變位點，本研究的該例患兒并不能診斷為CAN。

本研究的該例患兒基因型與TD 1 型的臨床表型存在一定差異，可能的解釋是由于FGFR3 基因中相同突變的不同嵌合體水平所致。因此，由于R248C 突變的體細胞嵌合現象，該患兒突變等位基因的表達水平降低可能是導致其表型減弱的原因。事實上，人類R248C 突變似乎具有廣泛的臨床譜系[11]，包括以下幾項。①僅限于皮膚角蛋白細胞的嵌合現象；②除皮膚外，涉及其他器官系統的更廣泛的嵌合現象，如大腦或骨骼（本病例）[12-13]；③生殖系突變導致的TD 1 型。對于本研究的該例患兒，由于其存在生殖系嵌合，因此其后代的R248C 突變都將表現為非嵌合，從而表現為致死性TD 1 表型。本研究通過進一步比較原始數據突變堿基與野生型比例（17/50），初步證實該突變為嵌合，解釋了該病例患者攜帶致死性FGFR3 R248C 突變但臨床表型相對較輕的原因。

所有已知FGFR3 突變的致病機制都與促進FGFR3 的二聚化相關，但具體機制取決于突變位點。TD 1 型相關的FGFR3（R248C）蛋白通過形成共價結合的二聚體激活，該二聚體由FGFR3（R248C） 蛋白的細胞外結構域IgⅡ、IgⅢ與游離半胱氨酸殘基通過二硫鍵結合組成，從而形成BsiHKA I 限制性位點[14-15]。FGFR3 除了表達于軟骨，還表達于腦、肺、脊髓[16-17]，但其主要生理功能仍為調節軟骨生長，FGFR3 是骨骼生長的生理性負調控因子，可通過抑制軟骨細胞增殖限制長骨長度。

皮膚細胞過度增殖都是由FGFR3 突變引起，這表明FGFR3 對包括角蛋白細胞、黑素細胞、上皮細胞、淋巴細胞和精母細胞在內的多種細胞類型具有促有絲分裂作用。多發性骨髓瘤相關研究結果支持這一假設，其中攜帶TD 相關突變的FGFR3 突變被作為真正的癌基因，其可促進腫瘤細胞的增殖和存活，以及減少其對外部有絲分裂刺激的生長依賴性，為腫瘤細胞生長提供了優勢。各細胞類型有不同的信號通路，如Ras/MAPK 和STAT，其通過不同的修飾作用，作用于FGFR3 依賴的細胞特異性第二受體（如EphA4）[18]，從而決定了FGFR3 細胞特異性的突變表型[1]。

本研究首次報道了由經典型FGFR3 R248C 突變而表現出類克魯宗綜合征面容、輕微骨骼發育不良和進行性加重的黑棘皮病的特殊表型，并觀察到該患兒TD 表型的缺失（特別是骨骼）為細胞嵌合現象所致的結果，提示如果患者表現為不成比例的矮小和（或）眼瞼裂下斜、耳向后旋轉、齒錯位咬合，則需要排除FGFR3(嵌合)突變，尤其是伴有早期發病的黑棘皮病時，則高度提示其可能存在FGFR3突變。