ARID1B 基因变异致Coffin-Siris 综合征1 例报告并文献复习

徐 欣 汤 健 张 丽 陆 芬 李红英

南京医科大学附属儿童医院康复科（江苏南京 210008）

Coffin-Siris综合征（Coffin-Siris syndrome，CSS，OMIM 135900）是一种罕见的常染色体显性遗传疾病，主要表现为智力运动发育迟缓、多毛症、粗糙的面部特征、肌张力低下、指骨/指甲发育不全等[1]。因Coffin 和Siris 于1970 年首次报道而命名。目前国际上已明确的CSS 致病基因有9 种，分别为编码BAF（Brg-1 associated factors）染色质重塑复合物的基因ARID 1A、ARID 1B、ARID 2、SMARCA4、SMARCB1、SMARCE1、DPF2以及参与BAF复合物转录调控的基因SOX11、PHF6[2-5]。CSS尚无明确的发病率报道。到目前为止，国外报道200余例，中国人群中只有散在数例报道[6-9]。本文报告1例ARID1B基因变异致CSS患儿，并结合相关文献，总结其临床表型和基因变异特征。

1 临床资料

患儿，男，2岁8月龄，因智力、运动发育落后1年余入院。患儿系G3P1（G1、G2系人工流产），足月剖宫产（羊水浑浊），出生体质量3 kg，Apgar评分不详，无窒息缺氧史。患儿生后吃奶差，身长、体质量增长慢；大运动发育落后于同龄儿童，6个月会翻身，12个月独坐，18个月独走。1岁10个月因“右侧隐睾、右侧腹股沟疝”行手术治疗。入院时患儿独走步态蹒跚，步基大，步幅小，膝过伸，双足扁平、外翻，下蹲后不能起立，不能跑、跳，不能上楼梯；会叫爸妈，只会说3、4字的简单词语，不能完成简单指令，眼神交流少，喜独自玩耍。患儿父母非近亲结婚，家族中无类似疾病者。入院体格检查：体质量12.5 kg（P10～P25），身高93 cm（P25～P50），头围49 cm；毛发稀疏，特殊面容，前额发际线低，拱形眉，眉毛浓密，长睫毛，鼻翼宽，鼻梁低，上嘴唇薄，下嘴唇厚且外翻，唇毛明显（图1A）；心肺腹无异常；四肢肌张力低，膝腱反射无异常，病理反射未引出；脊柱无畸形，右足趾甲小（图1B）。实验室检查：血、尿、粪常规，肝肾功能，电解质，心肌酶谱，血脂未见异常；甲状腺功能无异常；血串联质谱未见异常。头颅磁共振成像（MRI）未见异常；双手正位片、骨盆正位片无异常；脑电图、视觉听觉诱发电位未见异常；心电图示窦性心动过缓伴不齐；心脏B 超无异常。0～6 岁儿童Gesell发育诊断量表测试示大运动相当于15个月，适应性、精细动作、语言、个人-社交相当于18个月。

图1 患儿面容以及双足外观

为进一步明确病因，经医院医学伦理审核以及家长知情同意，抽取患儿及父母静脉血2 mL，送广州金域（医学检验）公司进行全外显子测序。对基因组DNA 文库进行人类全外显子捕获，在MiSeq 测序仪（Illumina Inc，USA）测序平台进行高通量测序，测序数据经生物信息学分析及数据库注释，并按照美国医学遗传学与基因组学会（ACMG）指南[10]对变异位点进行致病性分析。结果发现，患儿ARID 1 B基因（NM_020732.3）第20 外显子存在1 个杂合错义变异c.6257 T>C（p.Leu 2086 Pro），第6257 位碱基由胸腺嘧啶变异为胞嘧啶，导致该基因编码的第2086 氨基酸由异亮氨酸（Leu）变成脯氨酸（Pro）。对患儿及其父母目标序列进行Sanger 测序验证。扩增ARID 1 B 基因第20 号外显子的引物序列，正向引物5'-AAAGCATCATAGCAACCATCG-3’；反向引物5'-TGGGCAAGGTTCGATAAAAG-3’。验证结果示患儿ARID1B基因存在杂合变异，父母均不携带该变异，属于新发变异（图2）。按照ACMG指南对该变异进行分析：①为新生突变（PS 2）；②比照千人基因组数据库（1000 Genomes）、人类基因变异数据库（HGMD）未见变异报道和收录（PM2）；③检索相关文献，在CSS患儿中检测到ARID1B基因c.6257T>G（p.Leu2086Arg）变异[11]（PM5）；④生物信息学软件（Polyphen2、SIFT、Mutation Taster）预测均为有害。应用HomoloGene系统对人类、猕猴、狼、牛、大鼠、小鼠、鸡、斑马鱼、假丝酵母的ARID1B蛋白保守性分析发现，ARID1B第2086位Leu在无脊椎动物、脊椎动物以及哺乳动物之间均高度保守（PP3）(图3) 。根据ACMG指南评级规则，ARID1B基因c.6257T>C（p.Leu2086Pro）变异评定为“可疑致病”（PS2+PM2+PM5+PP3）。结合患儿临床表现，患儿最终诊断为CSS。

图2 患儿及父母ARID1B 基因Sanger 测序图

图3 ARID1B 蛋白第2086 位氨基酸保守性分析图

2 讨论

CSS绝大多数病例为新生变异所致，多为散发发病，其临床表型多样，特殊的面容与多系统异常表型对诊断具有非常重要的价值。CSS主要临床表现为智力运动发育迟缓、粗糙的面部特征、头皮毛发稀疏、多毛症、肌张力低下、第五指指骨或指甲发育不全。

以“Coffin-Siris综合征”、“Coffin-Siris syndrome”、“ARID 1 B”为关键词，对万方数据库、中国知网及PubMed数据库自建库时至2020年9月收录的文献进行检索，共检索到59 篇文献，其中临床资料齐全、经基因检测确诊的英文文献 27篇、中文文献2篇，排除重复报道的病例，共有CSS 患者86 例[2-3,6,8-18]，其中男37 例、女49 例。本例患儿临床特征与已报道病例（表1）基本相符，表现为智力运动发育落后、生后喂养困难、体质量增长不良、典型的面部特征、多毛症、肌张力低下、右足趾甲小、隐睾以及腹股沟疝。CSS最常见的临床特征为智力运动发育落后，程度轻重不等，其中语言发育通常比大运动发育更受影响[13]。其次是多毛症，表现为头皮毛发延伸到前额，面部毛发过度生长。绝大多数患者有颜面部异常表现，较常见的包括低前/后发际线、头皮毛发稀疏、嘴巴宽阔，下嘴唇厚、上嘴唇薄、鼻翼宽、鼻梁低、鼻孔前倾、拱形眉毛，其他少见表现有上眼睑下垂、低耳位、小头畸形、高腭弓、腭裂、悬雍垂裂等。骨骼系统受累常见的异常表现为1个或多个指甲/趾甲发育不全，第五指末节指骨发育不全常见，其他骨骼异常可见关节松弛、脊柱侧弯、漏斗胸、小指内弯等。多数CSS患者生后有喂养困难，严重者需鼻饲管喂养[12]。其他胃肠道问题可表现为便秘、胃食管反流、腹泻等。部分CSS 患者可出现视力受损，常合并斜视、近视、散光、视神经发育不良、眼球震颤、黄斑发育不良等眼部异常。约1/3 的CSS 患者生后逐渐出现身材矮小（<-2 SD），骨龄通常落后于年龄2～3 年[17]。听力受损亦可发生于小部分患者中，多为感音神经性，少数可为传导性。CSS患者癫痫发作的年龄从出生到青少年期不等，主要表现为强直性肌阵挛，另有一些患者脑电图异常但无临床发作。部分CSS 患者可合并泌尿、生殖以及心脏等病变，如肾积水、隐睾、房间隔缺损、室间隔缺损、疝、漏斗胸等[12-13]，少数患者可有内分泌异常表现为甲状腺功能减退、糖尿病、生长激素缺乏等。一些CSS患者在青少年期可出现行为问题，包括孤独症谱系障碍、注意力缺陷多动障碍、冲动等。CSS 患者最常见的头颅MRI异常为胼胝体发育不良，少数可见髓鞘化延迟、巨脑池、侧脑室枕角扩大畸形等。

表1 86例ARID1B基因变异致Coffin-Siris综合征患者临床特征

自2012年发现编码BAF复合物亚单位的基因变异可致CSS[3]，目前共发现9种与CSS致病相关基因，分别为编码BAF染色质重塑复合物的基因ARID1A、ARID1B、ARID2、SMARCA4、SMARCB1、SMARCE1、DPF2及其下游调控基因SOX11、PHF6。ARID1B是CSS患者中变异频率最高的基因，占68%～83%[3,11,13]。ARID 1 B 基因位于人类第6 号染色体q 25.3 区，包含24个外显子，编码包含2 249个氨基酸的蛋白。AT丰富结合域1 B（AT-rich interactive domain-containing protein 1B，ARID1B）蛋白是BAF染色质重塑复合物的非催化亚基之一，又称BAF250b亚基，包含2个结构域，即富含AT 的相互作用域和C 末端的BAF 250结构域。ARID1B蛋白定位于细胞核，具有与DNA或蛋白质结合能力，可以调控复合物靶向性和ATP酶活性。BAF复合物即哺乳动物SWI/SNF复合物，可通过ATP水解后释放能量来调控染色质动态结构和基因表达，在细胞增殖分化以及神经发育过程中发挥重要作用[19-20]。ARID1B基因表达广泛，人类RNA测序显示其在大脑、皮肤、甲状腺、淋巴结、卵巢、膀胱等部位均有表达，故CSS患者在临床可表现出多系统受累以及临床表型的异质性。研究发现，ARID 1 B 基因参与调节发育中小鼠大脑的树突分化[21]。ARID1B基因杂合变异小鼠可表现出严重的行为异常、缩小的体型以及基因表达的显著变化，上述表现与CSS患者部分表型相似。ARID1B基因杂合变异小鼠由于GABA能神经元数量的改变和抑制性突触传递的受损，表现出明显的皮层兴奋性/抑制性失衡以及异常的表观遗传修饰，包括组蛋白乙酰化和甲基化，从而影响表观遗传调控，尤其是神经发育的调控[22]。

迄今报道的CSS患者ARID1B基因变异类型包括无义变异、插入/缺失变异、剪接位点变异、错义变异以及单外显子、多外显子和全基因缺失[11]。错义变异报道很少，主要集中在BAF250结构域，而无义、缺失/插入、剪切位点变异可分布于各个区域。其中无义变异以及插入/缺失变异约占所有致病性变异的80%，均导致下游形成无义密码子，使翻译提前终止，形成截短型蛋白，影响正常蛋白的功能。所以CSS患者的临床表型是由于ARID1B单倍剂量不足。但在CSS患者中尚不存在特定的基因型-表型相关性。本例患儿全外显子基因检测发现ARID 1 B 基因第20 号外显子存在1个杂合错义变异c.6257T>C，导致氨基酸改变p.Leu2086Pro，该位点位于ARID1B蛋白BAF250结构域中的BC 盒（BC-box），在不同物种间高度保守。体外研究发现，ARID 1 B 蛋白以BC 盒依赖方式与elongin C、cullin 2和Roc1结合形成E3泛素连接酶，以组蛋白H 2 B 为靶点进行单泛素化[23]。BC 盒变异体在体内不稳定，以蛋白酶体依赖方式自泛素化和降解。以上功能研究可能提示本例患儿ARID1B基因变异致病的潜在机制。

CSS 和Nicolaides-Baraither 综合征（Nicolaides-Baraither syndrome，NCBRS）有一部分表型重叠。NCBRS 是由SMARCA 2 基因变异所致，也可表现为粗糙的面部特征、头皮毛发稀疏、智力运动落后，有时难以与CSS 鉴别。但NCBRS 患者的骨骼系统改变多为指节间关节和远端指骨非炎症性突起（高达85%）[24]，而少有CSS患者的第五指骨/指甲发育不全。随着SMARCA 2 变异的发现，以前被诊断为CSS的部分病例被重新分类为NCBRS[25]。

目前CSS尚无特效治疗方法，主要是对症和支持治疗。喂养困难或体质量增长不良患儿需经消化科以及营养科评估，可予鼻饲管喂养或补充营养。身材矮小患儿每年需定期监测生长激素以及骨龄，必要时可注射生长激素。合并先天性心脏病或泌尿生殖系统畸形患者需行手术治疗。有癫痫发作的患者需加用抗癫痫药物，定期复查视频脑电图。智力运动落后者可进行包括物理治疗、言语治疗等综合康复治疗。对于有孤独谱系障碍倾向的患儿，可利用相关量表进行评估，达到早期识别和干预的目的。合并眼部病变者建议每年进行眼科检查，包括眼底检查，并根据需要进行视力测试和矫正。听力障碍者可佩带助听器。CSS患儿父母再生育时需进行遗传咨询，因不能排除患儿父母为生殖细胞嵌合携带者可能。

综上，临床上对于有智力运动落后、多毛症、粗糙的面部特征、肌张力低下、指骨/指甲发育不全等患儿应考虑CSS可能，应尽早完善遗传学检查，明确病因，明确诊断。本例CSS患儿ARID1B基因存在新发现的c.6257T>C错义变异，不仅丰富了ARID1B基因变异谱，同时为产前遗传咨询提供了依据。