一例先天性眼外肌纤维化患儿TUBB3基因的变异分析

李晓东，李函，程铭烨，黄莉

(1.天长市人民医院 儿科，安徽 天长 239300； 2.东南大学附属中大医院 儿科，江苏 南京 210009)

先天性眼外肌纤维化(congenital fibrosis of extraocular muscles, CFEOM)是一组神经源性疾病，以先天性、非进行性眼外肌病变为特征。在英国其发病率约为1/230 000[1]，在中国目前尚无发病率相关数据。依据相关表型及基因型研究，该病分为3型：(1) CFEOM1，最常见，为完全外显的常染色体显性遗传，相关基因位于第12号染色体；(2) CFEOM2，为常染色体隐性遗传，相关基因位于第11号染色体；(3) CFEOM3，为不完全外显的常染色体显性遗传，相关基因位于第16号染色体[2- 4]。我们应用高通量测序对1例CFEOM患儿进行全基因组芯片拷贝数变异(copy number variant, CNV)分析及医学全外显子基因检测，以寻找其病因。

1 对象与方法

1.1 研究对象

患儿，女，系第一胎第一产，足月顺产，出生体重3.5 kg，身长51.0 cm，生后一般情况可，出生后4个月因不追视入院。患儿父亲和母亲表型、智力均正常，非近亲结婚，否认家族遗传史。入院体格检查：生命体征平稳，双眼上睑下垂遮盖2/3瞳孔、眼球位于下转位，双眼交替斜视，心肺听诊无异常。运动发育检查：竖头不稳，双手握拳、拇指内扣，双下肢肌张力高。语言及智能评价：会发喉音，能逗笑，蒙面试验可引出。辅助检查：血、尿、粪常规及血生化全套未见明显异常，血浆氨、乳酸水平正常。智能量表评定：相当于2个月水平。颅脑磁共振成像(MRI)提示两侧大脑半球脑回窄小、脑沟池明显，小脑发育畸形、胼胝体及前联合发育不良。

临床拟诊：CFEOM、复杂的皮质发育不良(malformations of cortical development, MCD)。患儿诊断后予积极康复治疗，目前3岁，身高102.6 cm，体重18.5 kg，双眼上睑下垂无改善，眼球仍位于下转位，双眼球交替斜视伴眼球震颤，视物时下颌抬举，可扶站，不能独走，双下肢肌张力高、肌力Ⅲ级，语言及智能发育相当于1.5岁，随访中。

1.2 方法

本研究经东南大学附属中大医院伦理委员会批准(2020ZDSYLL052- P01)，患儿监护人同意并签署知情同意书，通过EDTA抗凝法采集患儿外周血4 ml、其父母外周血2 ml，由北京海思特医学检验实验室进行全基因组芯片分析，由武汉康圣达医学检验所通过安捷伦外显子芯片捕获加高通量测序进行全外显子测序并予一代基因测序验证结果(Sanger法)。

2 结 果

未发现疾病相关CNV区域。高通量测序检测出患儿TUBB3基因的c.904G>T(p.Ala302Ser)杂合突变。患儿Sanger测序结果与高通量测序结果一致，患儿父母双方均未检出该变异(图1)。对比人类及小鼠等不同物种的TUBB3基因发现：该基因序列高度保守，其相关位点突变后可能导致蛋白质功能受到影响。c.904G>T(p.Ala302Ser)突变为新发现突变，该突变位点未见相关报道(参考数据库：Human Gene Mutation Database、HGMD pro 及PubMed)；参考美国医学遗传学与基因组学会(American College of Medical Genetics and Genomics, ACMG)发布的变异解读指南[5]，该位点符合新发变异，该突变位点处于基因突变热点区域，多个临近残基中发现高频率的已知致病突变，无人群携带率，将其判定为致病性变异。

图1 TUBB3基因突变位点Sanger测序验证 患儿携带c.904G>T(p.Ala302Ser)杂合突变；其父母均未检出相关变异

3 讨 论

TUBB3基因定位于染色体16q24.3，其编码的神经元特异性β- 微管蛋白3型是神经元中表达最活跃的微管蛋白亚型，在中枢神经系统中高表达。其在调节微管运动蛋白相互作用方面起关键作用，为正常轴突生长维护和大脑发育所必需。TUBB3基因的突变改变其编码蛋白质的功能，导致轴突生长和引导缺陷，继而引起相关的神经系统疾病，包括孤立的CFEOM3和(或)复杂的MCD。目前已报道的TUBB3基因突变有近20种，患者的临床表现不一，研究提示其表型范围可能是连续的，其严重程度从轻到重不等[6- 9]。

CFEOM是由眼外肌神经支配异常发展引起的，主要临床表现包括双侧非进行性基本对称的眼外肌运动受限、单眼或双眼上睑下垂、双眼下斜视伴上转不能过中线、被动牵拉试验阳性、不同程度的眼球水平运动受限等。其分型中，CFEOM1的表现最典型，而CFEOM3存在明显的遗传异质性。

皮层发育每个阶段的改变，包括神经元细胞的增殖、迁移、在皮层的最终位置组织等，都会导致MCD[10]。此类患者临床表现有智力、语言、运动障碍等，颅脑MRI可见脑回简化、小脑发育不良、胼胝体变薄或发育不全、动眼神经和嗅觉神经发育不良等。

本例患儿临床表型符合CFEOM合并MCD的症状，基因检测结果显示患儿携带TUBB3基因的c.904G>T(p.Ala302Ser)杂合突变。Sanger测序结果患儿父母均未检出相关变异，患儿TUBB3基因c.904G>T(p.Ala302Ser)杂合突变为自发突变。c.904G>T(p.Ala302Ser)突变为新发现突变，在HGMD等数据库中未见相关报告，ACMG指南将其初步判定为致病性变异。TUBB3基因相关的CFEOM3呈现常染色体显性遗传，由此推测TUBB3基因c.904G>T(p.Ala302Ser)杂合突变可能是该患儿的致病原因。